Мільярди морських зірок по всьому світу перетворюються на в'язку масу: що відбувається з тваринами

Загадкова хвороба, що згубила мільярди морських зірок по всій земній кулі, отримала назву "хвороба виснаження морських зірок", однак винуватця її виникнення так і не було виявлено досі. Чотири роки секвенування генів і лабораторних експериментів нарешті виявили те, що є точним збудником руйнівної напасті для морських зірок — бактерію Vibrio pectenicida, пише Science Alert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Масова загибель морських зірок

Спалах хвороби вперше було зареєстровано в листопаді 2013 року, він потряс екосистеми західного узбережжя Північної Америки. Однак пізніше вчені фіксували аналогічні випадки виснаження колоній тварин по всьому світу, зачепивши понад чотири десятки видів.

Відомо, що хвороба починається з уражень на їхній горбистій поверхні. Після цього м'язи тварин починають руйнуватися — унаслідок цього промені зірок скручуються і навіть відвалюються. Протягом лише кількох днів вони гинуть.

Дослідники зафіксували, що морські зірки-соняшники (Pycnopodia helianthoides) особливо сильно постраждали в перші роки, їхня чисельність скоротилася більш ніж на 90%. Ці морські зірки, схожі на тарілки, можуть мати до 24 променів і забарвлюватися в яскраві західні відтінки помаранчевого і фіолетового кольорів. На жаль, у поєднанні зі згубною морською спекою, спричиненою антропогенною зміною клімату, хвороба майже знищила цей вид морських зірок.

Дані вказують на те, що до 2015 року морські зірки майже повністю зникли з берегів західного узбережжя від Аляски до Мексики, що спонукало дослідників оголосити їх видом, що перебуває під загрозою зникнення у 2020 році.

Роль морських зірок у глобальній екосистемі

Морські зірки не просто красиві, а й відіграють важливу роль в екосистемі, харчуючись їжаками, які знищують ліси водоростей. За відсутності морських зірок популяція їжаків бурхливо розростається, внаслідок чого водоростеві ліси сильно страждають — колись пишні, багатоярусні підводні системи перетворюються на мляві пустки.

Усі ці ефекти спонукали вчених на пошуки ліків: водоростеві ліси слугують важливим середовищем існування для екологічно, культурно та комерційно цінних видів, таких як морські видри, тюлені, морські свині, риби, омари, краби та креветки. Водоростеві ліси також поглинають вуглекислий газ, зменшуючи накопичення парникових газів і захищаючи берегову лінію від наслідків руйнівних штормів.

Причина масової загибелі морських зірок

За словами співавтора дослідження, морського еколога Вашингтонського університету Дрю Гарвелла, Vibrio pectenicida належить до того самого роду, що спричиняє холеру в людей і знебарвлення коралів. Однак вібріон — досить хитра істота, оскільки його неможливо виявити за допомогою гістологічного дослідження, подібно до інших бактерій. Дослідники не впевнені, але припускають, що причиною може бути здатність бактерії виробляти імуноінгібіторний токсин.

Спочатку вчені вважали, що причиною масової загибелі може бути вірус, а тому було досить несподівано виявити патоген у більш поширеній групі бактерій. Утім, були й інші перешкоди на шляху ідентифікації цієї бактерії, а саме:

• складність пошуку здорових зірок для порівняння;
• відсутність видимих патогенів в уражених тканинах;
• брак знань про морські інфекційні захворювання загалом.

За словами керівника дослідження, еволюційного еколога Мелані Прентіс, вони з групою провели сім експериментів з контрольованим впливом, використовуючи морських зірок-соняшників, вирощених в умовах карантину в неволі. Під час контакту з інфікованими тканинами або рідинами зірок стан цих здорових морських зірок незабаром погіршувався, їхні кінцівки скручувалися у звичній послідовності, що зрештою призводило до смерті.

Вчені знали, що якщо патоген вірусний, він зможе пройти через фільтр з розміром осередків 0,22 мкм або пережити термічну обробку. Однак зірки, які зазнали впливу зараженого матеріалу, що пройшов фільтрацію або нагрівання, вижили, не постраждавши, що видало бактеріальне походження захворювання.

Далі команда секвенувала РНК інфікованих зразків морських зірок із лабораторії та океану — їм вдалося виявити наявність V. pectenicida, відомого патогену личинок гребінців та устриць. Цей штам бактерії, FHCF-3, було виділено з інфікованих морських зірок і використано для зараження здорових.

Автори дослідження зазначають, що розуміння причин зникнення соняшникової морської зірки є ключовим кроком до відновлення популяцій тварини в усьому світі, а відтак і інструментом у розв'язанні проблеми вимирання водоростевих лісів.

Вчені також вважають, що причина масового зараження морських зірок може критися у зміні клімату, оскільки відомо, що бактерії роду Vibrio розмножуються в теплих водах. Ба більше, деякі популяції морських зірок-соняшників чіпляються за життя в холодноводних фіордах Британської Колумбії, де може бути занадто холодно для розмноження цих бактерій.

Раніше Фокус писав про те, що вчені розповіли, де насправді у морської зірки голова.