Массовая гибель морских ежей в Карибском море вызвана простейшим паразитом
Учёные установили, что причиной массовой гибели длинноиглых морских ежей (Diadema antillarum) по всему Карибскому морю является паразит. Это явление имеет разрушительные последствия для коралловых рифов и морских экосистем.
Эти морские ежи — важнейшие травоядные, которые поедают водоросли. Без контроля водоросли вытесняют кораллы, закрывают их от света и убивают. Поедая водоросли, ежи поддерживают здоровье кораллов и баланс экосистемы.
Случаи гибели Diadema впервые зафиксировали в конце января 2022 года на острове Сент-Томас (Американские Виргинские острова). К концу марта явление распространилось на Малые Антильские острова, Ямайку и мексиканскую часть Карибского моря. К июню 2022 года его обнаружили на большей части Больших Антильских островов, во Флориде и на Кюрасао.
Смертность привела к сокращению популяции на 85–95% в пострадавших районах по сравнению с уровнем до вспышки. У погибающих ежей отпадают иглы, и они открепляются от субстрата.
Международная команда из 42 учёных определила виновника — Philaster apodigitiformis. Это одноклеточный эукариот из группы инфузорий (ресничных), известный как паразит рыб.
«Редко выпадает возможность так детально понять причины морских эпидемий», — сказал морской эколог Ян Хьюсон, профессор микробиологии Корнеллского университета и ведущий автор исследования, опубликованного в Science Advances.
Хотя способов лечения инфекции P. apodigitiformis пока нет, идентификация паразита поможет разработать стратегии поддержания здоровья ежей, которых выращивают для восстановления популяции. Это также может помочь снизить риск заноса патогена в незатронутые районы через лодки, дайверское снаряжение и т.д.
В начале 1980-х годов популяция длинноиглых ежей в Карибском море уже была почти уничтожена по неизвестной причине (сокращение ~98%). За 30 лет численность восстановилась лишь примерно до 12% от допандемического уровня. Та гибель привела к быстрой деградации коралловых рифов, последствия которой ощущаются до сих пор. Учёные теперь планируют проверить, можно ли обнаружить P. apodigitiformis в музейных образцах Diadema 1980-х годов.
Ход исследования
Учёные собрали три типа образцов Diadema: визуально больных особей; здоровых особей из той же локации; и абсолютно здоровых особей из незатронутого района (контрольная группа).
Сеть Atlantic and Gulf Rapid Reef Assessment позволила быстро собрать образцы на 23 участках. Тканевые пробы доставили в лабораторию Хьюсона в Корнелле. Первоначальные тесты на вирусные или бактериальные патогены с использованием современных молекулярно-биологических и ветеринарно-патологических методов не дали результата.
Тогда Хьюсон решил поискать геномные сигналы эукариотических микроорганизмов (грибы, инфузории, динофлагелляты). «Сразу же я получил огромный сигнал от этой инфузории Philaster», — сказал он. При изучении жидкостных проб под микроскопом он обнаружил, что инфузории были очень многочисленны. В контрольных образцах их не было.
Экспериментальное подтверждение
Хьюсон и его коллеги провели эксперимент по постулатам Коха — «золотому стандарту» доказательства связи микроорганизма с заболеванием.
Используя свежие образцы от заражённых ежей из Флорида-Кис и здоровых аквакультурных ежей (никогда не сталкивавшихся с патогенами) из Центра сохранения Флоридского аквариума, исследователи заразили здоровых ежей инфузориями, выделенными из жидкости больных особей.
«Животные, которых обработали инфузорией, заболели и погибли в 60% случаев», — сообщил Хьюсон. Затем из этих вновь заболевших животных удалось выделить и идентифицировать тот же самый P. apodigitiformis, что доказало его ответственность за болезнь.
«Почти никогда в условиях дикой природы, по крайней мере в морских местообитаниях, нам не удаётся доказать, что микроорганизм действительно вызывает заболевание», — отметил Хьюсон.