Масове зникнення морських зірок в океанських водах: дослідники виявили його причину.

Протягом останніх кількох років мільярди морських зірок пережили значке занепад. Їхні покриті шипами, жорсткі тіла перетворилися на слизьку масу внаслідок незрозумілої хвороби. Однак тепер науковці нарешті змогли виявити причини цього явища.

Таємнича хвороба, яка призвела до загибелі мільярдів морських зірок по всьому світу, отримала назву "синдром виснаження морських зірок". Однак, незважаючи на численні дослідження, винуватця її появи досі не встановлено. Протягом чотирьох років генетичного секвенування та лабораторних експериментів науковці нарешті виявили збудник цієї руйнівної недуги — бактерію Vibrio pectenicida, повідомляє Science Alert.

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

Вперше спалах хвороби було зафіксовано в листопаді 2013 року, і він справив значний вплив на екосистеми західного узбережжя Північної Америки. Згодом дослідники виявили подібні випадки виснаження колоній тварин у різних куточках світу, що торкнулося більше ніж сорока видів.

Відомо, що захворювання розпочинається з уражень на горбистій поверхні. Після цього м'язи тварин починають деградувати, що призводить до викривлення променів зірок, які можуть навіть відпадати. Лише за кілька днів тварини гинуть.

Дослідники виявили, що морські зірки-соняшники (Pycnopodia helianthoides) зазнали значних втрат у перші роки, їхня популяція зменшилася більш ніж на 90%. Ці зірки, які нагадують тарілки, можуть мати до 24 променів і вражають яскравими відтінками помаранчевого та фіолетового кольорів. На жаль, внаслідок підвищення температури води, викликаного антропогенними змінами клімату, ця хвороба практично знищила цей вид морських зірок.

Дослідження свідчать, що до 2015 року морські зірки практично зникли з берегів західного узбережжя, від Аляски до Мексики, що змусило вчених у 2020 році визнати їх видом, що знаходиться під загрозою зникнення.

Морські зірки не лише естетично привабливі, але й виконують критично важливу функцію в своїй екосистемі, поїдаючи їжаків, які загрожують збереженню водоростевих лісів. Коли морські зірки відсутні, кількість їжаків різко зростає, що призводить до серйозних наслідків для водоростевих екосистем — раніше розкішні, багатошарові підводні ландшафти перетворюються на безжиттєві території.

Усі ці фактори спонукали науковців до вивчення можливостей створення ліків: водоростеві ліси є ключовим середовищем для багатьох видів, які мають екологічну, культурну та комерційну цінність, зокрема морських видр, тюленів, дельфінів, риб, омарів, крабів і креветок. Крім того, водоростеві ліси відіграють важливу роль у поглинанні вуглекислого газу, що сприяє зменшенню викидів парникових газів і захищає узбережжя від шкоди, яку можуть завдати потужні шторми.

За словами одного з авторів дослідження, морського еколога з Вашингтонського університету Дрю Гарвелла, бактерія Vibrio pectenicida належить до того ж роду, що і збудник холери у людей, а також викликає знебарвлення коралів. Проте цей вібріон є досить підступним, адже його неможливо виявити за допомогою гістологічного аналізу, як це роблять з іншими бактеріями. Хоча дослідники ще не мають остаточних висновків, вони вважають, що причина цього може полягати в здатності бактерії виробляти токсин, що пригнічує імунну відповідь.

На початкових етапах досліджень науковці вважали, що масова загибель викликана вірусом, тому виявлення патогену у більш поширеній групі бактерій стало несподіванкою. Проте існували й інші труднощі, які ускладнювали процес ідентифікації цієї бактерії, зокрема:

Як зазначила керівниця дослідження, еволюційний еколог Мелані Прентіс, їхня команда провела сім контрольованих експериментів, використовуючи морських зірок-соняшників, які були вирощені в умовах карантину. В процесі експерименту, коли здорові морські зірки контактували з інфікованими тканинами або рідинами, їхній стан швидко погіршувався: кінцівки починали скручуватися в характерній послідовності, що зрештою призводило до їхньої загибелі.

Дослідники були впевнені, що вірусні патогени можуть пройти через фільтри з розміром осередків 0,22 мкм або витримати термічну обробку. Проте зірки, які піддалися впливу заражених матеріалів, що пройшли фільтрацію або нагрів, виявилися стійкими і не зазнали шкоди. Це свідчить про бактеріальне походження захворювання.

Команда продовжила дослідження, секвенуючи РНК зразків морських зірок, інфікованих як в лабораторних умовах, так і в природних океанських водах. У результаті їм вдалося ідентифікувати V. pectenicida, патоген, відомий своєю шкодою для личинок гребінців та устриць. Штам цієї бактерії, FHCF-3, був виділений з уражених морських зірок і застосований для зараження здорованів.

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 видання Фокус повідомляло, що дослідники виявили, де саме розташована голова у морської зірки.