Миллиарды морских звезд по всему миру превращаются в вязкую массу: что происходит с животными

Загадочная болезнь, погубившая миллиарды морских звезд по всему земному шару, получила название "болезнь истощения морских звезд", однако виновник ее возникновения так и не был обнаружен до сих пор. Четыре года секвенирования генов и лабораторных экспериментов наконец выявили то, что является точным возбудителем разрушительной напасти для морских звезд – бактерию Vibrio pectenicida, пишет Science Alert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Массовая гибель морских звезд

Вспышка болезни впервые была зарегистрирована в ноябре 2013 года и потрясла экосистемы западного побережья Северной Америки. Однако позже ученые фиксировали аналогичные случаи истощения колоний животных по всему миру, затронув более четырех десятков видов.

Известно, что болезнь начинается с поражений на их бугристой поверхности. После этого мышцы животных начинают разрушаться – в результате лучи звезд скручиваются и даже отваливаются. В течение всего нескольких дней они погибают.

Исследователи зафиксировали, что морские звезды-подсолнухи (Pycnopodia helianthoides) особенно сильно пострадали в первые годы, их численность сократилась более чем на 90%. Эти морские звезды, похожие на тарелки, могут иметь до 24 лучей и окрашиваться в яркие закатные оттенки оранжевого и фиолетового цветов. Увы, в сочетании с губительной морской жарой, вызванной антропогенным изменением климата, болезнь почти уничтожила этот вид морских звезд.

Данные указывают на то, что к 2015 году морские звезды почти полностью исчезли с берегов западного побережья от Аляски до Мексики, что побудило исследователей объявить их видом, находящимся под угрозой исчезновения в 2020 году.

Роль морских звезд в глобальной экосистеме

Морские звезды не просто красивы, но и играют важную роль в экосистеме, питаясь ежами, которые уничтожают леса водорослей. В отсутствие морских звезд популяция ежей бурно разрастается, результате чего водорослевые леса сильно страдают – некогда пышные, многоярусные подводные системы превращаются в безжизненные пустоши.

Все эти эффекты побудили ученых на поиски лекарства: водорослевые леса служат важной средой обитания для экологически, культурно и коммерчески ценных видов, таких как морские выдры, тюлени, морские свиньи, рыбы, омары, крабы и креветки. Водорослевые леса также поглощают углекислый газ, уменьшая накопление парниковых газов и защищая береговую линию от последствий разрушительных штормов.

Причина массовой гибели морских звезд

По словам соавтора исследования, морского эколога Вашингтонского университета Дрю Харвелла, Vibrio pectenicida относится к тому же роду, что вызывает холеру у людей и обесцвечивание кораллов. Однако вибрион – достаточно хитрое существо, так как его невозможно выявить с помощью гистологического исследования, подобно другим бактериям. Исследователи не уверены, но предполагают, что причиной может быть способность бактерии вырабатывать иммуноингибиторный токсин.

Изначально ученые считали, что причиной массовой гибели может быть вирус, а потому было достаточно неожиданно обнаружить патоген в более распространенной группе бактерий. Впрочем, были и другие препятствия на пути идентификации этой бактерии, а именно:

• сложность поиска здоровых звезд для сравнения;
• отсутствие видимых патогенов в пораженных тканях;
• недостаток знаний о морских инфекционных заболеваниях в целом.

По словам руководителя исследования, эволюционного эколога Мелани Прентис, они с группой провели семь экспериментов с контролируемым воздействием, используя морских звезд-подсолнечников, выращенных в условиях карантина в неволе. При контакте с инфицированными тканями или жидкостями звезд состояние этих здоровых морских звезд вскоре ухудшалось, их конечности скручивались в привычной последовательности, что в конечном итоге приводило к смерти.

Ученые знали, что если патоген вирусный, он сможет пройти через фильтр с размером ячеек 0,22 мкм или пережить термическую обработку. Однако звезды, подвергшиеся воздействию зараженного материала, прошедшего фильтрацию или нагрев, выжили, не пострадав, что выдало бактериальное происхождение заболевания.

Далее команда секвенировала РНК инфицированных образцов морских звезд из лаборатории и океана – им удалось выявить наличие V. pectenicida, известного патогена личинок гребешков и устриц. Этот штамм бактерии, FHCF-3, был выделен из инфицированных морских звезд и использован для заражения здоровых.

Авторы исследования отмечают, что понимание причин исчезновения подсолнечниковой морской звезды – ключевой шаг к восстановлению популяций жвотных по всему миру, а следовательно и инструмент в решении проблемы вымирания водорослевых лесов.

Ученые также считают, что причина массового заражения морских звезд может крыться в изменении климата, поскольку известно, что бактерии рода Vibrio размножаются в теплых водах. Более того, некоторые популяции морских звезд-подсолнечников цепляются за жизнь в холодноводных фьордах Британской Колумбии, где может быть слишком холодно для размножения этих бактерий.