Forskere identificerer patogenet, der forårsager søpindsvinsmassedødelighed i Det Røde Hav

Undersøgelsen blev ledet af Dr. Omri Bronstein fra School of Zoology og Steinhardt Museum of Natural History (SMNH), sammen med forskerstuderende Lachan Roth, Gal Eviatar, Lisa Schmidt og May Bonomo, samt Dr. Tamar Feldstein- Farkash fra SMNH. Forskningspartnere i hele regionen og Europa deltog også i undersøgelsen, som omfattede tusindvis af kilometer koralrev.

Desuden var forskningsgruppen på TAU ved at bruge molekylærgenetiske værktøjer i stand til at identificere patogenet, der er ansvarlig for massedødeligheden af ​​søpindsvin af arten Diadema setosum i Det Røde Hav:en scuticociliat-parasit, der ligner Philaster apodigitiformis mest.

Forskerne forklarer, at denne encellede organisme også var ansvarlig for den tilbagevendende massedødelighed af Diadema antillarum i Caribien for omkring to år siden, efter den berygtede søpindsvinbestands kollaps i 1983 der, hvilket førte til et katastrofalt faseskift af koralrevet.

Som nævnt var Dr. Bronstein i december 2022 den første forsker, der identificerede massedødelighed af søpindsvin af arten Diadema setosum - de langpiggede sorte søpindsvin, der var meget almindelige i den nordlige Eilatbugt, Jordan og Sinai. Dr. Bronstein og hans team fandt også ud af, at epidemien var dødelig for andre, nært beslægtede søpindsvin fra slægten Echinothrix.

Disse resultater tyder på, at de engang mest talrige og betydningsfulde planteædere på havbunden i regionen nu praktisk talt er væk. Tusindvis af søpindsvin døde en hurtig og voldsom død - inden for to dage forvandles et sundt søpindsvin til bart skelet uden væv eller rygsøjler, og de fleste blev fortæret af rovdyr, mens de døde, ude af stand til at forsvare sig selv. Ifølge skøn er der i dag kun få individer af de berørte søpindsvinearter tilbage i koralrevene i Aqaba-bugten.

Dr. Bronstein forklarer, at søpindsvin generelt, og specifikt diadematoider (søpindsvinfamilien, der er ramt af sygdommen), betragtes som nøglearter, der er essentielle for koralrevenes sunde funktion. Søpindsvinene fungerer som revets 'gartnere' og lever af alger, der konkurrerer med korallerne om solskin, og forhindrer dem i at overtage og kvæle korallerne.

Ifølge Dr. Bronstein skete den hidtil mest betydningsfulde og mest undersøgte massedødelighed blandt søpindsvin i 1983, da en mystisk sygdom spredte sig gennem Caribien og dræbte de fleste søpindsvin af arten Diadema antillarum – slægtninge til Eilats søpindsvin.

Følgelig spredte algerne sig ukontrolleret og blokerede for sollys fra korallerne, og hele revet blev forvandlet fra et koralrev til et algefelt. Desuden, selvom massedødeligheden i Caribien fandt sted for 40 år siden, kom både korallerne og søpindsvin-populationerne sig aldrig helt, med gentagne dødelighedshændelser observeret gennem årene.

Det seneste caribiske udbrud i 2022 dræbte overlevende befolkninger og individer fra de tidligere dødelighedsbegivenheder. Denne gang havde forskerne imidlertid de videnskabelige og teknologiske værktøjer til at tyde de retsmedicinske beviser. En forskergruppe fra Cornell University var i stand til at identificere det ansvarlige patogen, en scuticociliat-parasit.

Dr. Bronstein understreger, "Dette er en voksende økologisk krise, der truer stabiliteten af ​​koralrev i et hidtil uset omfang. Tilsyneladende har den massedødelighed, vi identificerede i Eilat tilbage i 2023, spredt sig langs Det Røde Hav og videre - til Oman, og endda så langt som til Reunion Island i Det Indiske Ocean.

"Det dødelige patogen bæres af vand og kan påvirke store områder på meget kort tid. Selv søpindsvin opdrættet i havvandssystemer på Interuniversity Institute for Marine Sciences i Eilat, eller ved Underwater Observatory, blev inficeret og døde, efter patogenet kom ind gennem det recirkulerende havvandssystem.

"Som nævnt er døden hurtig og voldelig. For første gang var vores forskerhold i stand til at dokumentere alle stadier af sygdommen - fra infektion til den uundgåelige død - med et unikt videosystem installeret på Interuniversity Institute for Marine Sciences i Eilat .

"Desuden, indtil for nylig, var kun én art af søpindsvin kendt for at være påvirket af dette patogen - den caribiske art. I dag ved vi, at yderligere arter er modtagelige for sygdommen - alle tilhører den samme familie af de mest betydningsfulde havpindsvin planteædere på koralrev."

• 

• 

Dr. Bronstein tilføjer, "I vores undersøgelse viste vi også, at epidemien breder sig langs ruter for menneskelig transport i Det Røde Hav. Det bedste eksempel er kajen i Nueiba i Sinai, hvor færgen fra den jordanske by Aqaba lægger til. Når vi offentliggjorde vores rapport sidste år, vi kendte allerede til søpindsvinsdødelighed i Aqaba, men havde endnu ikke identificeret tegn på det i Sinai.

"Det første sted, hvor vi i sidste ende identificerede dødeligheden i Sinai, var ved siden af ​​denne kaj i Nueiba. To uger senere havde epidemien allerede nået Dahab, omkring 70 km længere sydpå. Scenen under vandet er næsten surrealistisk:at se en art, der var så dominerende i et bestemt miljø slettes simpelthen i løbet af få dage. Tusindvis af skeletter ruller på havbunden, smuldrer og forsvinder på meget kort tid, så selv beviser for, hvad der er sket, er svære at finde."

Ifølge Dr. Bronstein er der i øjeblikket ingen måde at hjælpe inficerede søpindsvin eller vaccinere dem mod sygdommen. Vi skal dog hurtigt etablere stamfiskpopulationer af truede arter i dyrkningssystemer afbrudt fra havet – så vi i fremtiden vil være i stand til at genindføre dem i det naturlige miljø.

"Vi kan desværre ikke reparere naturen, men vi kan bestemt ændre vores egen adfærd. Først og fremmest skal vi forstå, hvad der forårsagede dette udbrud på dette tidspunkt. Transporteres patogenet ubevidst med søfartøjer? Eller har det altid været her, og er i udbrud nu pga. til en ændring i miljøforholdene? Det er netop de spørgsmål, vi arbejder med nu."

Flere oplysninger: Massedødelighed af diadematoid søpindsvin i Det Røde Hav og det vestlige Indiske Ocean, aktuel biologi (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.057. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(24)00531-1

Journaloplysninger: Nuværende biologi

Leveret af Tel-Aviv University