Čierne kožné výrastky postihujú miestami tretinu populácie. Genetická analýza ukázala, že zhubné bunky prechádzajú priamo medzi jedincami.
V roku 2012 vytiahol rybár z jazera Memphremagog sumčeka hnedého, ktorého koža vyzerala, akoby ju niekto potrel dechtom. Rybu priniesol Petrovi Emersonovi, biológovi z vermontského úradu pre ryby a voľne žijúce živočíchy, ktorý jazero skúmal od roku 2009. Emerson dovtedy nič podobné nevidel.
O tri roky neskôr sa čierne výrastky objavovali približne na tretine tamojších sumčekov. Výskumníci z Vermontskej univerzity tento týždeň v časopise Nature oznámili, že ide o nákazlivý melanóm, ktorý sa šíri z jednej ryby na druhú v podobe živých rakovinových buniek.
Je to štvrtý typ prirodzene prenosnej rakoviny známy vede, prvý zaznamenaný pri rybách a zároveň prvý objavený v sladkovodnom prostredí.
Čo je prenosná rakovina?
Keď sa v jednej oblasti objaví väčší počet prípadov rakoviny, zvyčajne majú spoločnú príčinu – chemickú karcinogénnu látku alebo infekciu. Sumček hnedý sa považuje za ukazovateľ znečistenia, pretože vo vode kontaminovanej polycyklickými aromatickými uhľovodíkmi sa mu tvoria nádory pečene. Severoamerické zubáče zasa prenášajú retrovírus spôsobujúci kožné sarkómy.
Výskumníci preto celé roky vytrvalo pátrali práve po takýchto príčinách. Vermontskí biológovia po tropickej búrke Irene, ktorá oblasť zasiahla v roku 2011, testovali povodie na prítomnosť uhľovodíkov. Predpokladali, že povodne mohli rozvíriť znečistenie pochádzajúce z konkrétneho zdroja. Vo vodách s omnoho vyššími koncentráciami týchto látok však žili zdravé ryby.
Približne od roku 2014 posielali tkanivá do bioinformatického centra Vermontskej univerzity. Ani dlhoročné sekvenovanie však neodhalilo nijaký vírus ani iný mikroorganizmus.
Julie Dragonová, docentka mikrobiológie a molekulárnej genetiky, ktorá centrum vedie, preto začala hľadať spoločnú mutáciu. Pri bežnej rakovine je každý nádor blízkym genetickým príbuzným živočícha, v ktorom vznikol. Fylogenetický strom nádorov a zdravých tkanív preto zaraďuje každý nádor vedľa jeho hostiteľa.
Výsledky z jazera Memphremagog však vyzerali presne opačne. Všetky nádory vytvorili jednu skupinu a všetky ryby druhú. Rakovinové tkanivá z rôznych jedincov spájali státisíce mutácií, ktoré sa v organizmoch napadnutých rýb nenachádzali.
„Je to klonálna rakovina,“ povedala Dragon. „Nespôsobuje ju baktéria ani vírus. Pôvodcom nákazy je samotný nádor, ktorý sa presúva z ryby na rybu.“
Jedno jazero z 90
V roku 2017 tím jazero opäť preskúmal, tentoraz na štyroch miestach vo Vermonte a troch v kanadskej provincii Quebec. Výskyt ochorenia bol všade približne rovnaký. Za päť rokov od prvého pozorovania sa teda rozšírilo po jazere ležiacom v dvoch krajinách a dlhom viac než 48 kilometrov.
Genómy naznačujú, že rakovina pochádza odinakiaľ. Nádory z jazera Memphremagog sú geneticky príbuznejšie so zdravými sumčekmi z New Hampshiru a štátu Maine než s rybami, v ktorých v súčasnosti rastú.
Ochorenie sa navyše neobmedzuje iba na Vermont. „Vyzerá to tak, že je rozšírené aj v provincii New Brunswick, Novom Škótsku, štátoch Maine, New Hampshire, Massachusetts a Pensylvánia,“ povedal Emerson. „Niekoľko prípadov máme dokonca vo Wisconsine a štáte New York. Sú všade.“
Dragonová už analyzovala aj sumčeky z ďalších vôd a našla pri nich rovnaké ochorenie.
Emersonovo „všade“ však označuje široké geografické rozšírenie, nie vysoký miestny výskyt. V jeho obvode sa nachádza 90 jazier. Sumčeky žijú takmer vo všetkých, no rakovina sa objavila iba v jednom.
Vzácnosť môže mať viacero podôb. Deborah Rabinowitzová v roku 1981 rozdelila vzácne druhy podľa troch kritérií: geografického rozšírenia, špecializácie na konkrétne prostredie a miestnej početnosti. Ich kombináciou vzniká osem možností, pričom iba jedna opisuje bežný druh.
Táto rakovina patrí do jednej zo zvyšných siedmich skupín. Vyskytuje sa na území siahajúcom cez polovicu kontinentu, no iba v úzkom okruhu vodných plôch. Tam, kde sa objaví, však môže zasiahnuť veľkú časť populácie – prinajmenšom v jazere Memphremagog.
Ekológovia túto kombináciu ojedinelého výskytu a následného masového rozšírenia dobre poznajú. Viac než o požiadavkách druhu vypovedá o spôsobe jeho presunu.
Keby rakovinu obmedzovala vhodnosť hostiteľov, bola by zriedkavá aj v jazerách, do ktorých prenikla. Ak však napadne tretinu rýb v každej dosiahnutej vodnej ploche a potom vynechá ďalších 89, rozhodujúcou prekážkou je samotný príchod.
Pozornosť sa preto obracia na spôsob, akým sa ochorenie presúva medzi jazerami. V sústavách vnútrozemských vôd bývajú obvyklou odpoveďou ľudia. Presne takto sa správajú invázne druhy.
Čo spôsobuje rybám?
„Vyzerá to ako mor,“ povedal Emerson.
Výrastky sa môžu objaviť kdekoľvek na vonkajšej strane tela, často v ústach a na fúzoch, pomocou ktorých sa sumček hľadajúci potravu pri dne orientuje v okolí.
„Fúzy by mali byť dlhé, ale keď sa na nich objaví melanóm, skrátia sa,“ vysvetlil. „Ovplyvňuje to teda spôsob, akým ryby prijímajú potravu.“
Potom, azda v obave, že sa budem strachovať o stav rybej populácie alebo o samotné zvieratá, dodal: „V tomto jazere je však potravy dostatok. Hladovať tu nebudú.“
Dôležitejšie než to, čo rakovina spôsobí jednej rybe, je jej vplyv na celé jazero. Príroda už podobný pokus uskutočnila dvakrát a zakaždým sa skončil úplne inak.
Nádorové ochorenie tváre tasmánskych diablov, ktoré spôsobuje jeden z troch doteraz známych typov prenosnej rakoviny, znížilo početnosť týchto najväčších mäsožravých vačkovcov na svete približne o 90 percent. Vyskytujú sa pritom iba na austrálskom ostrove Tasmánia.
Prenosné leukémie lastúrnikov sa, naopak, šíria populáciami, ktoré napriek tomu pretrvávajú. Sumčekov je stále dostatok a podiel napadnutých rýb už prestal stúpať, čo naznačuje skôr druhý scenár.
Koľko ďalších prenosných rakovín existuje?
Tento nádor je iba štvrtým typom prenosnej rakoviny známym vede. Vynára sa preto otázka, koľko ďalších môže v prírode existovať. Traja výskumníci, ktorých autor oslovil oddelene, poskytli rôzne verzie rovnakej odpovede.
Frédéric Thomas, ktorý vo francúzskom Národnom centre pre vedecký výskum skúma evolučnú ekológiu rakoviny, označil vznik takéhoto nádoru za „veľmi zriedkavý evolučný prechod“.
Hoci poznáme iba štyri typy prenosnej rakoviny, neznamená to, že sa vyvinula len štyrikrát. Rakovina tasmánskych diablov vznikla nezávisle od seba dvakrát. Leukémie lastúrnikov sa vyvinuli najmenej desaťkrát pri rovnakom počte druhov.
Aj samotný počet známych typov je podľa Thomasa pravdepodobne podhodnotený. Na odhalenie prenosnej rakoviny je totiž potrebná spoločná genomická analýza nádoru a jeho hostiteľa, ktorá sa pri voľne žijúcich zvieratách „len zriedka robí systematicky“.
Andrew Storfer, evolučný genetik z Washingtonskej štátnej univerzity, to vyjadril priamočiarejšie. „Nemyslím si, že sú také zriedkavé, ako sa domnievame,“ povedal počas telefonického rozhovoru.
Dragonová bola ešte otvorenejšia: „Ľudia sumčekom nevenujú veľkú pozornosť.“
Jej tím teraz nachádza fotografie sumčekov s nádormi medzi snímkami, ktoré rybári zverejňujú v aplikácii Fishbrain. Systém sledovania nového typu prenosnej rakoviny tak tvorí sociálna sieť určená rybárom.
Nie je to až také provizórne riešenie, ako sa môže zdať. Snímky získané od verejnosti sa stali uznávaným nástrojom pri spracovaní údajov o biodiverzite. Dokážu zachytiť šírenie chorôb, inváznych druhov aj zmeny výskytu v rozsahu, ktorý nemôže dosiahnuť nijaký terénny tím.
Pre Dragon zároveň pomáhajú odpovedať na otázku ukrytú pod všetkými ostatnými: sú tieto rakoviny skutočne zriedkavé alebo si ich iba nevšímame?
Čo možno urobiť?
Otvorenou otázkou zostáva, čo by sa malo podniknúť na zvládnutie ochorenia v jazere Memphremagog alebo na zabránenie jeho prenosu do ďalších vnútrozemských vôd.
Storfer, ktorý sa zaoberá rakovinou tasmánskych diablov, uviedol, že ani najhorší scenár, napríklad pokles niektorých populácií o 90 percent, nemusí byť trvalý. Jeho skupina odporúča správcom nezasahovať a predpokladá, že početnosť diablov najprv klesne a neskôr sa sama obnoví.
Pravidlá zakazujúce rybárom odnášať z jazera Memphremagog návnady a vodu vznikli na ochranu pred inváznymi druhmi, teda roky predtým, než ktokoľvek vedel, že sa tam nachádza prenosná rakovina.
Emerson by ich chcel prehodnotiť, no uvedomuje si, ako podobné procesy fungujú. „Som tam iba jedným nevýrazným hlasom.“
Autor sa ho spýtal, či by rybár po vytiahnutí takejto ryby vôbec vedel, čo drží v rukách.
Pri rampách na spúšťanie člnov nie sú nijaké informačné tabule, odpovedal Emerson.
Potom dodal: „Na to sa ma ešte nikto nikdy nespýtal.“
Tento článok vyšiel na Forbes.com. Jeho autorom je John Drake.
