Выявлена причина массовой гибели морских звезд

Группа биологов из США объяснила причину массовой гибели морских звезд в 2013 году, от таинственной болезни, получившей название «Истощение морских звез» (Sea star wasting, SSW). До последнего времени ее происхождение было загадкой.

Болезнь привела к катастрофическому сокращению популяции морских звезд в северо-восточной части Тихого океана – на 90% и более, притом, всего за несколько недель. Не менее 20 видов морских звезд полностью исчезло. Вымирание морских звезд в 2013 году стало одним из крупнейших зарегистрированных случаев массовой гибели диких животных. Отдельные случаи SSW были зарегистрированы даже в неволе.

Развитие SSW. A. Здоровый на вид экземпляр. B. Потеря тургорного давления и разрывы стенок тела. C. Потеря конечностей и смерть.

Симптомы болезни выглядели как быстро прогрессирующее истощение, приводящее в итоге к потере внутреннего давления, отпадению конечностей и смерти животного.

В дальнейшем очаговые вспышки болезни прокатились по всему миру.

Массовая гибель морских звезд привела к тяжелым последствиям для всех экосистем, в которых они были частью пищевых цепочек. Морская звезда – хищник, регулирующий численность популяций морских ежей, улиток и других беспозвоночных, которые, в свою очередь, питаются водорослями. В результате, к 2016 году популяция ламинарии в районах вымирания морских звезд сократилась на 80%.

Однако возбудитель болезни так и не был найден. Между тем, болезнь продолжала тлеть, уже не приводя к столь массовым вспышкам, но нанося существенный ущерб численности морских звезд, и без того снизившейся до критического предела.

И, вот, сравнивая микрофлору, характерную для кожи здоровых морских звезд и звезд, больных SSW, исследователи обнаружили у больных животных большое число копиотрофов — бактерий, способных быстро размножаться в среде с низким содержанием кислорода и высоким содержанием органического субстрата. Эти бактерии в буквальном смысле душили и пожирали морскую звезду.

Эксперименты в лаборатории подтвердили, что недостаток кислорода в воде вызывает таяние тканей у 75% морских звезд. Добавление в воду лишних питательных веществ или фитопланктона также приводило к ухудшению здоровья морской звезды.

Проанализировав образцы тканей погибших звезд, собранные в 2013 году, исследователи обнаружили избыток азота — признак того, что животные задохнулись. Цепочка событий стала понятна.

Морские звезды усваивают кислород всей своей внешней поверхностью, через структуры, называемые папулами, или кожными жабрами. Если вокруг папул мало кислорода, морским звездам трудно дышать. Зато умеренное количество кислорода плюс органика в виде тканей морской звезды создают благоприятные условия для специфических микроорганизмов. Они не вызывают болезни напрямую, но, когда повышенный уровень органических веществ и снизившийся уровень кислорода запускает вспышку их размножения, крадут у морских звезд кислород, которого и без того стало мало. Отмирающие от недостатка кислорода ткани морской звезды, а затем и их разлагающиеся тела служат пищей для этих бактерий, создавая петлю обратной связи.

Действительно, большинство случаев SSW отмечается поздней осенью или летом, когда фитопланктон, повышающий уровень питательных веществ в воде посредством фотосинтеза, более многочислен.

Известно, что более высокие температуры увеличивают являются  цветение фитопланктона, а в Австралии гибель морских звезд случилась после самой продолжительной и сильной волны жары за всю историю наблюдений. Вспышки SSW в других местах, также последовали за повышением температуры моря. Кроме того, количество кислорода, растворенного в теплой воде, снижается, по сравнению с более прохладной.

«Такая цепочка, запускающая массовую гибель морских организмов, не сулит ничего хорошего для нашего будущего на теплеющей планете», — подводят итог авторы исследования.

Летом прошлого года к пляжу Южной Каролины прибило тысячи морских звезд

По материалам: Science alert и Frontiers in Microbiology

Читайте также:

Пурпурные морские ежи уничтожили ламинарию Северной Калифорнии  

Из-за жары на побережье Калифорнии спеклись мидии