Некоторые бактерии задыхаются от морских звезд, превращая животных в слизь

 

Таинственный виновник смертельной болезни морских звезд – не инфекция, как когда-то думали ученые.

Исследователи сообщают, что вместо этого несколько типов бактерий, живущих в пределах миллиметра от кожи морских звезд, истощают кислород из воды и фактически задыхают животных. Границы микробиологии. Такие микробы процветают, когда в теплой воде присутствует высокий уровень органических веществ и создается среда с низким содержанием кислорода, из-за которой морские звезды могут таять в луже слизи.

 

Болезнь, связанная с истощением морских звезд, которая вызывает смертельные симптомы, такие как разрушение тканей и потеря конечностей, впервые получила известность в 2013 году, когда морские звезды, живущие у тихоокеанского побережья США, умерли в огромных количествах. Вспышки болезни случались и до 2013 года, но никогда в таком большом масштабе.

Ученые подозревали, что морские звезды могут вызывать вирус или бактерия. Эта гипотеза была подтверждена в исследовании 2014 года, в котором было обнаружено, что нездоровые животные могли быть инфицированы вирусом (SN: 19.11.14). Но связь исчезла, когда последующие исследования не обнаружили никакой связи между вирусом и умирающими морскими звездами, что привело исследователей в недоумение (SN: 5/5/16).

Новое открытие о том, что бум бактерий, любящих питательные вещества, может высасывать кислород из воды и вызывать истощающую болезнь, «заставляет нас думать, что не всегда может быть один-единственный патоген или дымящееся ружье», – говорит Мелисса Песпени, биолог из Университета. из Вермонта в Берлингтоне, который не участвовал в работе. Такой сложный экологический сценарий убийства морских звезд «является новой идеей для [disease] передача инфекции.”

По словам Яна Хьюсона, морского биолога из Корнельского университета, во время охоты на то, почему морские звезды на тихоокеанском побережье Северной Америки тают в слизь, определенно было много отвлекающих факторов. В дополнение к первоначальной гипотезе о вирусной причине болезни, вызываемой морскими звездами, о которой команда Хьюсона сообщила в 2014 году в Труды Национальной академии наук но позже опровергнуты – он и его коллеги проанализировали ряд других объяснений, от разницы в температуре воды до воздействия на животных бактерий. Но ничто не могло вызвать истощение.

Затем исследователи изучили типы бактерий, живущих со здоровыми морскими звездами, по сравнению с бактериями, живущими среди животных с болезнью истощения. «Это было тогда, когда у нас был момент аха», – говорит Хьюсон.

охра морская звезда
Не все морские звезды восприимчивы к болезни, вызываемой морской звездой. Виды, которые имеют больше структур на своей поверхности и, следовательно, большую площадь поверхности для бактерий, истощающих кислород, похоже, с большей вероятностью серьезно заболеют по сравнению с более плоскими морскими звездами. На этом фото охристая морская звезда (Писастр охраций) скончалась от болезни в Давенпорте, штат Калифорния, в июне 2018 года.Ян Хьюсон

Хьюсон и его коллеги обнаружили, что типы бактерий, известных как копиотрофы, которые процветают в среде с большим количеством питательных веществ, присутствовали вокруг морских звезд на более высоких уровнях, чем обычно, либо незадолго до того, как у животных развились поражения, либо по мере их появления. Также процветали виды бактерий, которые выживают только в среде с низким содержанием кислорода или без него. В лаборатории морские звезды начали истощаться, когда исследователи добавили фитопланктон или обычный ингредиент для роста бактерий в ванны с теплой водой, в которых жили микробы и морские звезды.

Экспериментальное истощение кислорода из воды имело аналогичный эффект, вызвав повреждения у 75 процентов животных, в то время как в контрольной группе никто не погиб. Данные показывают, что морские звезды дышат, рассеивая кислород через небольшие внешние выступы, называемые кожными жабрами, поэтому из-за нехватки кислорода из-за цветущих копиотрофов морские звезды борются за воздух. Неясно, как животные разлагаются в условиях низкого содержания кислорода, но это может быть связано с массовой гибелью клеток.

Хотя болезнь не вызвана инфекционным патогеном, она передается в том смысле, что умирающие морские звезды производят больше органических веществ, которые стимулируют рост бактерий на здоровых животных поблизости. «Это что-то вроде эффекта снежного кома», – говорит Хьюсон.

Команда также проанализировала ткани морских звезд, погибших в результате массового вымирания в 2013 году, последовавшего за крупным цветением водорослей на западном побережье США, чтобы выяснить, могут ли такие условия окружающей среды объяснить эту вспышку. В быстрорастущих придатках, которые помогают им двигаться, погибшие морские звезды содержат большое количество азота, обнаруживаемого в условиях низкого содержания кислорода, – признак того, что эти животные, возможно, умерли от недостатка кислорода.

По словам Хьюсона, проблема может усугубиться с изменением климата. «В более теплой воде не может быть столько кислорода [compared with colder water] только физикой ». Бактерии, в том числе копиотрофы, также процветают в теплой воде.

Но определение вероятной причины может помочь специалистам лучше лечить больных морских звезд в лаборатории, говорит Хьюсон. Некоторые методы включают повышение уровня кислорода в резервуаре с водой, чтобы газ был более доступным для морских звезд, или избавление от лишних органических веществ с помощью ультрафиолетового света или водообмена.

«С этой болезнью еще многое предстоит выяснить, но я думаю, [this new study] дает нам долгий путь к пониманию того, как это происходит », – говорит Песпени.

Читать achtungpartisanen.ru в Telegram или Twitter
Оценить статью
( Пока оценок нет )
Поделиться
Последние новости, сводки, происшествия, ДТП, спорт онлайн