Syndrom bílého nosu

Chiropterologický výzkum v České republice za poslední půlstoletí poskytuje informace, jejichž prostřednictvím mohou vědci rozvinout kontext pro výzkum nově se šířícího infekčního onemocnění netopýrů. Syndrom bílého nosu již pět let decimuje populace hmyzožravých netopýrů zimujících v Severní Americe tak, že některým druhům hrozí místní vyhubení. V Evropě ale v takové míře nehynou, i když se zde onemocnění vyskytuje téměř všude.

Všechna fota: Stanislav Martínek, Archiv ÚBO AV ČR

O výskytu plísně Geomyces destructans, která způsobuje syndrom bílého nosu (white-nose syndrome, WNS), víme v Česku již třetí zimu; členové České společnosti pro ochranu netopýrů (ČESON) začali monitorovat netopýry napadené plísní během pravidelného zimního sčítání populací v roce 2009. Bezprostředně vznikla rozsáhlá síť spolupracovníků, která respektuje nezbytnost multidisciplinárních specializací pro účinné zkoumání jmenovaného onemocnění. Do výzkumu se kromě pracovišť Akademie věd ČR a ČESON zapojily také Univerzita Karlova, Masarykova univerzita, Veterinární a farmaceutická univerzita, Agentura ochrany přírody a krajiny, Česká zemědělská univerzita v Praze, Univerzita Palackého v Olomouci a Česká speleologická společnost. Vědci výskyt G. destructans potvrdili na vzorcích odebraných ze zimujících netopýrů, čímž diagnostikovali geomykózu, nikoli v první vlně sledování samotný WNS. Jedním z důvodů je právní ochrana všech našich netopýrů a absence průvodních znaků americké katastrofy, které by indikovaly důvod k vyrušování zimujících zvířat. V Severní Americe provázejí WNS výrazné změny v chování netopýrů. Netopýři v amerických zimovištích napadených geomykózou často létají přes den dokonce i mimo podzemní prostory. To je dobře pozorovatelné u zimovišť, která využívají tisíce zvířat, ale sotva postřehnutelné u jeskyň a štol, kde zimují jenom desítky netopýrů. V našich podmínkách sledujeme až osm set zimovišť, ale jenom v několika málo z nich je více než tisíc zvířat. Ve většině bývají desítky netopýrů. I časté průlety v takových podmínkách mohou působit dojmem normální situace, kdy se netopýři během zimy několikrát probudí. Malý počet uhynulých zvířat zřejmě stihnou zlikvidovat šelmy a v zimovištích se netvoří vrstvy zbytků těl.

Netopýr velký (Myotis myotis) zimuje často ve skupinách. Zvířata tak šetří energii, ale zároveň se mezi nimi může šířit plíseň. Netopýr vlevo má porost plísně na nose i křídlech, ale ostatní jedinci ve skupině jenom na chvostové bláně a zadních nohách.

V Severní Americe naopak jednotlivá zimoviště často využívají početnější populace netopýrů a dopady onemocnění jsou již na první pohled markantnější. Plíseň G. destructans se v Severní Americe chová jako typicky invazní druh. Od roku 2006 se šíří ze známého původního ohniska na severovýchodě USA a jednotlivé izoláty jsou klonální. K introdukci tedy došlo jednorázově spórami bez významné genetické variability. Genetickou rozmanitost na rozdíl od USA a Kanady pozorujeme v Evropě. Zde jsme navíc našli staré fotografie a občasné záznamy o plesnivých netopýrech z desetiletí před identifikací onemocnění v Severní Americe. To vše naznačuje, že se plíseň v Evropě vyskytovala historicky a do Severní Ameriky (do zpřístupněné jeskyně u města Albany) ji zavlekli zřejmě lidé na svém oblečení. Odtud se plíseň a následně i WNS šíří každoročně do nových oblastí především přímým přenosem mezi netopýry. Meziroční mortalita za invazní vlnou dosahuje více jak tři čtvrtiny všech zimujících zvířat. O to méně predátorů kontroluje následující vegetační sezónu populace nočního hmyzu. Bez netopýrů musejí škůdce létající v noci regulovat zemědělci, což zvyšuje náklady na jejich produkci. Další finanční dopad postihuje zdravotnictví, protože hmyz přenáší infekční onemocnění i na člověka. Odhaduje se, že celkově tyto náklady mohou vzrůst až o stovky miliónů dolarů.

V Evropě se katastrofa nekoná. Onemocnění dokonce dlouho unikalo pozornosti nejspíš právě proto, že se vyskytovalo výjimečně a nepůsobilo závažné problémy. V současnosti ale na zimovištích v podhorských oblastech českého pohraničí roste plíseň i na víc než polovině zimujících zvířat. Skutečnost, že evropští chiropterologové na napadených místech nezaznamenali přímým pozorováním zvýšenou letovou aktivitu během dne ani vylétávání netopýrů ven ze zimoviště a dna jeskyň a štol nepokrývají souvislé vrstvy mrtvých těl, vedla k tvrzení, že WNS se z geomykózy v Evropě nerozvine. Podle těchto názorů infekce plísní G. destructans zůstává jenom na povrchu netopýra, a proto nepozorujeme ani mortalitu ani změny chování. Českým vědcům se ovšem podařilo diagnostikovat WNS na základě histopatologického vyšetření pokožky, které představuje jediný akceptovaný důkaz přítomnosti onemocnění. Zjistili jsme, že plíseň vyplňuje vlasové kořínky a žlázy a prorůstá přes vrstvy pokožky. Na povrchu kůže tvoří hluboké vředy hustě vyplněné spórami plísně. Právě takový nález je pro WNS diagnostický a v Severní Americe se používá k označení té které lokality za pozitivní na WNS. Přesná diagnostika má zásadní význam, protože lokalita, ve které byl WNS jednou nalezen, zůstává pozitivní i následující roky. Postižené jeskyně bývají uzavřeny. Je do nich zakázán vstup, aby se zamezilo případnému dalšímu šíření infekce lidmi. V Severní Americe je toto opatření revoluční a s mnohdy dramatickými reakcemi zájmových skupin; u nás ale legislativa dlouhodobě reguluje zabezpečení vstupů do podzemí z bezpečnostních důvodů pro občany.

Foto: Natália Martínková, Archiv ÚBO AV ČR
Syndrom bílého nosu způsobuje plíseň Geomyces destructans. Záběr pořízený fluorescenčním mikroskopem představuje preparát odebraný z netopýra pomocí lepicí pásky na podložní sklíčko.

WNS se sice v Evropě projevuje obdobnými patologickými změnami na kůži jako v Severní Americe, ale již ne průkazně zvýšenou mortalitou. Populace netopýra velkého zaznamenaly pokles početnosti po objevení G. destructans o šest procent. Jde o běžnou fluktuaci, která se nevymyká z predikovaného intervalu početnosti pro recentní období. Netopýři s WNS v Evropě na toto onemocnění neumírají v takové míře jako v Severní Americe. Přesný důvod úmrtnosti není znám ani v tomto případě, ale mrtví netopýři mají velmi zredukované tukové zásoby v těle a narušenou rovnováhu solí. Tukové zásoby nejspíš ztrácejí při častém probouzení z hibernace. Teplota těla se jim tehdy zvýší o více než třicet stupňů, což je energeticky náročné. Probouzejí-li se často, nemusejí jim tukové zásoby vystačit až do konce zimy, kdy začíná létat hmyz. Infekce však zároveň poškozuje povrch pokožky na letové bláně a zrychluje odpařování vody. Netopýr se potřebuje napít, ale na to se musí nejprve probudit ze zimního spánku. Spotřebuje energii. Tu může doplnit lovem hmyzu, ale při výletu z jeskyně se dostane na mráz, při kterém mu může v zimě omrznout létací blána. Omrzlina se při pohybu roztrhne a ještě rozšíří zranění, ale energii na regeneraci a let netopýr stejně nezíská, protože hmyz není k dispozici. Zvíře se tak dostává do bludného kruhu, ze kterého vede cesta ven až po jarním oteplení.
Plíseň přestává růst při dvaceti stupních Celsia. Netopýrům se po probuzení teplota těla zvýší vysoko nad tuto mez, zrychlí se jim metabolismus, včetně imunitního systému a hojení zranění, a mají k dispozici dostatek potravy. Jaké vlastnosti tedy umožňují netopýrům v Evropě přežít fyziologické nástrahy spojené se syndromem bílého nosu a dočkat se konce hibernace? Ve spolupráci s kolegy z českých i zahraničních pracovišť se snažíme zjistit mechanismy patogeneze onemocnění prostřednictvím informací jak o plísni, tak i o netopýrech, které napadá. Například skupina z Mikrobiologického ústavu, Ústavu půdní biologie, Ústavu biologie obratlovců AV ČR a Univerzity Karlovy v Praze zjišťuje ve spolupráci s University of Albany fyziologické a genetické vlastnosti plísně G. destructans, které charakterizují, případně odlišují evropské a americké izoláty. Ústav biologie obratlovců a Veterinární a farmaceutická univerzita tvoří společnou buňku s Pennsylvania Game Commission pro výzkum rozsahu poškození letové blány napadených netopýrů při vylétávání ze zimovišť. ČESON, Masarykova univerzita, Univerzita Karlova v Praze a Ústav biologie obratlovců spolupracují s University of California na výzkumu sociálního chování netopýrů během hibernace.

Česká pracovní skupina, která se zabývá výzkumem WNS, taktéž zabezpečuje předávání informací zájemcům jak o vědu, tak i o podzemí. Organizuje cyklus přednášek, vystoupení v médiích a připravuje informační videozáznamy, které jsou veřejně dostupné i prostřednictvím sociální sítě. Téma infekčního onemocnění s kapitálními následky pro populace volně žijících organismů je relevantní pro společnost nejen z etického hlediska naší odpovědnosti vůči životnímu prostředí, ale i konkrétními socioekonomickými dopady na kvalitu životního stylu. Skupina proto považuje přesah vědy k veřejnosti za důležitou součást své práce.

NATÁLIA MARTÍNKOVÁ,
Ústav biologie obratlovců AV ČR, v. v. i.