Disse fisk lever i underfrysende farvande. Hvorfor bliver så mange syge?

Antarktiske fisk har udviklet sig til at overleve – og trives – under uudholdelige forhold. De lever ved minusgrader, frostgrader i det isfyldte Sydhav, og de forhindrer deres kroppe i at fryse fast ved at producere et frostvæskeprotein i deres blod.

Men nu står antarktiske fisk over for en ny trussel:En ny sygdom, der involverer store hudtumorer.

Northeasterns H. William Detrich, professor emeritus i biokemi og havbiologi, og hans antarktiske feltforskningshold i 2018 opdagede en ny sygdom, der ramte et betydeligt antal fisk, der tilhører to forskellige arter, rapporteret i et papir offentliggjort i tidsskriftet iScience . Patogenet, der var skyld i, var tidligere ukendt for videnskaben.

"Dette kan være et tidligt advarselssignal om virkningen af ​​oceanisk opvarmning," siger Detrich, en forfatter på papiret. Fordi polare områder, både marine og terrestriske, opvarmes hurtigere end tempererede zoner, tjener de som klokkeslag for klimaændringseffekter, siger han.

Hvis, som forskerne har mistanke om, stresset af klimaændringer er årsagen til dette nye sygdomsudbrud, "Dette er et potentielt eksempel på, hvad vi kunne forvente at se på mere tempererede breddegrader," siger Detrich. "Denne opdagelse gør det endnu vigtigere, at folk er opmærksomme på potentialet for klimastress-medieret sygdom" i Antarktis og videre.

Forskerne opdagede sygdomsudbruddet i 2018 under et forskningskrydstogt langs den vestantarktiske halvø, ledet af Dr. Thomas Desvignes fra University of Oregon, hovedforfatter af undersøgelsen og medlem af Detrichs feltforskerhold. (Detrich bad Desvignes om at tage over som leder af feltforskerholdet, efter at Detrich blev sat ud af drift på grund af en tidligere ulykke på havet.) Som Desvignes, ledsaget af John Postlethwait, også fra University of Oregon og seniorforfatter af undersøgelsen , og holdet fangede hundredvis af fisk en nat i Andvord Bugt, bemærkede de hurtigt, at mange af dem havde tumorer.

"En gang imellem vil du se en fisk, der ser ud til at være unormal, ser ud til at have en kræftsygdom eller en anden sygdom, men det er meget, meget sjældent," siger Detrich, som har lavet feltarbejde på den vestlige antarktiske halvø siden 1983 og har ledet mange undersøgelser. ekspeditioner i området.

Holdet indsamlede både sunde fisk og fisk med tumorer for at analysere senere. Ved hjælp af prøver returneret til USA, med hjælp fra virolog Arvind Varsani fra Arizona State University, udførte Desvignes først en metagenomisk undersøgelse for at afgøre, om en virus forårsagede tumorerne. Ingen blev opdaget. I stedet fandt de ud af, at en mikrobiel parasit var synderen.

Den pågældende parasit kaldes en "X-celle", som er kendt for at inficere andre fisk og forårsage tumorer som dem, forskerne fandt på huden af ​​de to antarktiske fiskearter, siger Detrich. Men DNA'et fra denne specifikke X-celle-parasit, en encellet eukaryot, afslørede, at det er en tidligere uopdaget art.

"Det er det første eksempel, vi nogensinde har set på et større sygdomsudbrud blandt [antarktiske] fisk," siger Detrich. "Dybest set har ingen nogensinde set dette. Nu er spørgsmålet selvfølgelig, hvorfor?"

Holdets arbejdshypotese er, at opvarmningen i Sydhavet belaster dyrene fysiologisk, og det kan reducere fiskens modstandsdygtighed over for infektion med parasitterne, siger han. Det er også muligt, at de skiftende miljøforhold i det sydlige ocean påvirker parasitterne for at forbedre deres spredning eller smitteevne.

"Du kan komme med andre hypoteser," siger Detrich. Måske har nogen dumpet et kræftfremkaldende stof eller et andet toksin i bugten, hvor disse tumorfyldte fisk blev fundet, selvom dette er yderst usandsynligt i betragtning af isoleringen af ​​stedet. Det kan også være, at parasitterne har lange livscyklusser og viser sig i sygdomsudbrud med mange års mellemrum. Tværtimod synes klimaændringer at være den mest sandsynlige udløser, siger Detrich.

Det næste skridt til at etablere eller afkræfte forbindelsen mellem varmere farvande og sygdom ville være at udføre laboratorieforsøg på fiskene, der involverer infektion med X-celler ved forskellige temperaturer, ifølge Detrich.

Skulle der etableres en årsagssammenhæng, siger han:"Dette er en smagsprøve på, hvad der skal komme fra et område, der er meget understuderet og peger på den potentielle skade over hele planeten fra sygdomme fremmet af klimaændringer."