Penyelidikan internasional telah mengungkap pembunuh elang botak

Tanaman air invasif menjadi tempat berkembang biak bagi cyanobacteria yang mematikan.

Lonceng alarm mulai berbunyi ketika puluhan elang ditemukan tewas di dekat Danau Arkansas.

Kematian mereka – dan kemudian kematian unggas air, amfibi, dan ikan lainnya – adalah hasil dari penyakit saraf yang menyebabkan lubang di materi putih otak mereka terbentuk. Penelitian lapangan dan laboratorium selama hampir tiga dekade telah menemukan petunjuk dasar yang diperlukan untuk mengungkap misteri satwa liar ini: kematian elang dan unggas air terjadi pada akhir musim gugur dan musim dingin di tubuh gulma air invasif yang berlebihan, dan burung dapat mati dalam waktu lima hari setelah kedatangan.

Tetapi sampai saat ini, toksin yang menyebabkan penyakit tersebut, mielinopati vakuola, tidak diketahui.

Setelah beberapa tahun dihabiskan untuk mendeteksi spesies beracun baru ganggang biru-hijau (cyanobacteria) dan mengisolasi senyawa beracun, tim peneliti interdisipliner dari Universitas Georgia dan staf internasional mengkonfirmasi struktur racun ini. Hasilnya baru-baru ini diterbitkan dalam sebuah jurnal Ilmu.

Sayap elang botak

Sayap elang botak yang terkulai menunjukkan tanda-tanda infeksi otak yang disebabkan oleh bakteri Aetokthonos hydrillicola, yang tumbuh di daun tanaman hydryla invasif di danau buatan. Kredit: UGA

Cyanobacteria tumbuh di daun tanaman air invasif Hydrilla verticillata dalam kondisi tertentu: di danau buatan jika terdapat bromida. Bakteri – dan kematian hewan akibat penyakit yang ditimbulkannya – telah tercatat di daerah aliran sungai di Amerika Serikat bagian tenggara. Inilah sebabnya mengapa penting bagi siapa pun di luar ruangan – nelayan, pemburu, pengamat burung, dan lainnya – untuk mengetahui tanda-tanda infeksi saraf ini dan menghindari mengonsumsi hewan yang terinfeksi.

Nelayan harus sangat berhati-hati

“Kami ingin orang-orang mengetahui hal ini sebelum mereka mengambil burung atau ikan dari danau ini,” kata Susan Wilde, seorang profesor di Departemen Ilmu Perairan di Universitas Kehutanan dan Sumber Daya Alam Warnell, yang pertama kali menemukan cyanobacteria. Pada beberapa hewan, seperti burung, kura-kura, salamander, dan bahkan berang-berang, penyakit ini bermanifestasi sebagai gerakan atau kejang yang tidak menentu. Namun, nelayan harus lebih berhati-hati karena tidak mungkin mendeteksi racun pada ikan tanpa gejala yang jelas.

“Sulit untuk ikan. Saya akan menghindari makan ikan dengan lesi atau kelainan bentuk apa pun; kami melihat ikan yang terkena dampak dengan kecepatan lambat, tetapi nelayan tidak akan dapat melihatnya, “tambah Wilde.” Kami ingin orang-orang mengetahui danau tempat penyakit itu tercatat dan menggunakan burung dan ikan dari danau ini dengan hati-hati. “

Mahasiswa pascasarjana Wilde dan Warnell yang mempelajari cyanobacteria telah menyusun peta dan daftar daerah aliran sungai yang terpengaruh.

Hydrilla verticillata

Tanaman air invasif Hydrilla verticillata dapat ditemukan di banyak danau buatan di tenggara. Kredit: UGA

Studi terbaru merinci pemetaan baru genom bakteri – potongan terakhir dari teka-teki – untuk memahami bagaimana ia berevolusi dan bertahan. Wilde dan yang lainnya telah mempelajari cyanobacteria sejak 2001, ketika di Georgia, Carolina Selatan, dan North Carols, tenggorokan mulai mati. Dalam dekade berikutnya, penemuan cyanobacteria itu sendiri – Aetokthonos hydrillicola (Latin – “elang pembunuh yang tumbuh di Hydrile”) dan hubungan antara tanaman air invasif dan hewan yang memakannya.

Namun hingga saat ini, kata Profesor Tim Niedermeyer dari Institute for Pharmacy di Martin Luther University di Halle-Wittenberg, Jerman, asal muasal penyakit yang merusak otak masih menjadi misteri.

Niedermeier, yang telah bekerja dengan produk cyanobacterial alami selama bertahun-tahun, ingin membantu merakit potongan-potongan tersebut. Dia menghubungi Wilde dan menawarkan untuk bekerja sama. Sampel Hydryla yang dikumpulkan di lapangan dikirim kepadanya, dan labnya menumbuhkan cyanobacteria di lab dan mengirimnya kembali ke UGA untuk pengujian lebih lanjut. Tetapi tesnya negatif: cyanobacteria laboratorium tidak menyebabkan penyakit.

“Tidak hanya burung yang menjadi gila, tapi kami juga melakukannya. Kami ingin mencari tahu, ”kata Niedermeyer. Sekali lagi dia dikirimi surat-surat jajahan dari UGA.

Aetokthonos hydrillicola

Gambar Aetokthonos hydrillicola dilihat dengan mikroskop epi-fluoresensi. Sementara cyanobacteria hampir tidak dapat dideteksi di bawah mikroskop tradisional, cahaya fluorescent yang diterangi menyebabkan pigmen cyanobacterial bersinar dan memperlihatkan bentuk menyirip yang unik. Kredit: UGA

Struktur yang spektakuler

Stephen Brainlinger, seorang mahasiswa doktoral dalam kelompok penelitiannya, kemudian menggunakan spektrometer massa pencitraan baru untuk mempelajari komposisi pada permukaan daun tumbuhan – molekul demi molekul. Ia menemukan zat baru yang hanya ditemukan pada daun tempat tumbuh cyanobacteria tetapi tidak diproduksi dalam kultur cyanobacterial. Studinya tentang struktur kimia molekul yang diisolasi mengungkapkan lima atom brom.

“Strukturnya sangat mengesankan,” kata Brainlinger. Sifatnya tidak biasa untuk molekul yang dibentuk oleh cyanobacteria, dan ini menjelaskan mengapa toksin tidak terbentuk di laboratorium saat bromida tidak ada. “Kami kemudian menambahkan bromida ke kultur lab kami, dan cyanobacteria mulai menghasilkan racun.”

Setelah hampir satu dekade menguji molekul yang terisolasi dan kolaborasi antara laboratorium di Jerman dan Georgia, mereka mendapatkan bukti: molekul tersebut memang menyebabkan mielinopati vakuolar. Peneliti menyebut penemuan mereka aethoctotoxin, “racun yang membunuh seekor elang.”

“Akhirnya, kami tidak hanya menangkap si pembunuh, tetapi juga mengidentifikasi senjata yang digunakan cyanobacteria untuk membunuh elang ini,” kata Wilde.

Di Eropa, penyakit neurologis belum terjadi, dan tidak ada kasus cyanobacteria pembentuk toksin yang dilaporkan. Masih belum diketahui bahwa manusia menderita mielinopati vaskular, meskipun penelitian tersebut memang berhasil memengaruhi ayam dengan racun, dan Wilde terus mengalami penyakit pada ikan dan unggas air seperti bebek dan koot.

Untuk informasi lebih lanjut tentang studi ini, baca “Pembunuh Misterius Elang Kepala Putih”, yang akhirnya diidentifikasi.

Bantuan: “Perburuan pembunuh elang: racun saraf cyanobacterial menyebabkan mielinopati vaskular” oleh Stefan Brainlinger, Tabitha J. Phillips, Bridget N. Haram, Jana Mare, Jose A. Martinez Erena, Pavel Gruzek, Roman Sobotka, W.Matthew Henderson, Peter Schmider, Susan M. Williams, James D. Lauderdale, H. Dayton Wilde, Wesley Anderin, John W . Washington, Christoph Wagner, Benedict Geier, Manuel Libeke, Heike Enke, Tim HJ Niedermeyer dan Susan B. Wilde, 26 tahun. Maret 2021, Ilmu.
DOI: 10.1126 / science.aax9050

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Penerima Quantum-Enhanced Canggih Meningkatkan Komunikasi Serat Optik

Ilustrasi yang menunjukkan bagaimana pendeteksian foton yang unik digunakan untuk umpan balik. Setelah parameter yang benar untuk balok referensi telah ditetapkan, status input...

Video yang ditingkatkan menunjukkan debu selama penerbangan helikopter cerdas NASA ke Mars

Per Laboratorium Propulsi Jet 21 April 2021 https://www.youtube.com/watch?v=2aADYG4KaKc NASAHelikopter Ingenuity dapat dilihat di sini lepas landas, meluncur, dan kemudian mendarat di permukaan Mars pada 19 April 2021....

Terkadang menggunakan gelombang ultrasonik untuk membuat pola yang tidak berulang

Pola dua dimensi kuasiperiodik. Kredit: Atas kebaikan Fernando Guevara Vasquez Proses menghasilkan pola kuis dapat menghasilkan materi yang dapat disesuaikan. Matematikawan dan insinyur di Universitas...

Tinta Polimer Konduktif Baru Membuka Jalan bagi Barang Elektronik Cetak Generasi Berikutnya

Para peneliti di Universitas Linköping di Swedia telah mengembangkan pewarna polimer yang stabil dengan konduktivitas tinggi. Material tipe-n baru hadir dalam bentuk tinta...

Gorila Gunung Dapat Menggunakan Irama Dada Untuk Membesarkan Diri

Payudara pria berdebar kencang. Pendanaan: Jordi Galbany / Dian Fossey Gorilla Fund Memukul dada dengan gorila gunung - dengan cepat mengetuk dada dengan tangan...

Newsletter

Subscribe to stay updated.