科技资讯 2023-04-20 18:09

长刺海胆Diadema antillarum是关键物种。珊瑚礁依靠健康的海胆吃藻类,这样珊瑚才能茁壮成长。健康的珊瑚意味着健康的鱼类,它们的积极影响会持续到食物链的上游。

2022年初,圣托马斯的长刺海胆开始大量死亡。科学家们急忙去寻找原因,发现一种微小的寄生虫聚集在海胆的身体和脊椎上,活生生地吃掉它们。

罪魁祸首是一种被称为scuticoiliate的微生物,它与一种原生动物寄生虫Philaster apodigitformis最相似。它开始使加勒比海地区的海胆数量大量减少,在出现症状的几天内,海胆就开始死亡。在几个月的时间里,加勒比地区又有九个地方报告了损失,其中包括佛罗里达海岸。

佛罗里达大学/国际海胆研究所海洋疾病生态学教授唐·贝林格(Don Behringer)说:“研究小组还在处理上次发生海胆死亡的地点的样本,这时我们接到电话说,有一个新的地点有海胆死亡。”贝林格是美国国家科学基金会RAPID资助项目的负责人,该项目使这项工作成为可能。Behringer也是佛罗里达大学新兴病原体研究所的成员。“在一个特定的地点,大多数长刺海胆只花了几个星期就被消灭了。像这样的快速反应资金使我们能够快速前往地点取样和评估环境条件,并从中学习。”

这种规模的大规模死亡事件可以从根本上使海洋生态系统变得更糟。最近的一次海胆死亡与1983年发生的类似,当时98%的海胆在13个月内消失了。研究人员从未发现这种灭绝的原因,这就留下了许多关于保护珊瑚礁免受未来类似事件影响的问题。一些珊瑚礁系统从未恢复,在近40年后的今天仍然感受到这些损失的影响。一些报告指出,受影响的珊瑚礁的海胆数量只达到了20世纪80年代死亡事件发生前的12%。

“我们必须迅速采取行动。你真的必须在一两周内采取行动,否则你就会失去机会,”康奈尔大学海洋生态学教授伊恩休森说,他的实验室主要研究海洋疾病。“这些大规模死亡通常发生得非常快,有时如果你到达得太晚,你只会留下患病的动物,甚至不知道‘正常’是什么样子。”

研究人员相对较早地发现了这种寄生虫,并通过一系列实验验证了他们的发现。他们首先分析了海胆体内的液体,这与他们第一次发现寄生虫的血液样本相当。从那里,他们分离病原体并让它繁殖。然后,他们需要在一个受控的环境中确认已确定的病原体是导致死亡的原因。

贝林格说:“我们真的很幸运,能接触到在受控环境中长大的海胆,我们知道它们没有接触过纤毛虫。”

海胆在水产养殖环境中很难饲养。佛罗里达大学/国际水产养殖研究所修复水产养殖副教授乔希·帕特森与佛罗里达水族馆合作,学会了如何人工饲养这些动物。他的主要目标是将海胆放生到野外,以帮助恢复珊瑚礁,但在这种情况下,健康的海胆帮助验证了研究人员在野外的发现。

帕特森说:“当这种疾病在加勒比海传播时,不可能知道哪些从水里捞出来的海胆接触到了寄生虫。”“我们在naïve的水箱中培养了海胆,已知它们未被感染,这可以帮助确认导致野生海胆大规模死亡的原因。”

这些健康的海胆,在帕特森的实验室里长大,被带到南佛罗里达大学感染纤毛虫。在四天内,之前健康的海胆显示出疾病的迹象,证实了寄生虫是罪犯。

Behringer说:“与这种寄生虫相似的其他寄生虫已知会在其他生物体中引起疾病,但尚未与加勒比或其他地方的海胆病爆发有关。”“它似乎以一种微型捕食机制起作用,它聚集在海胆上,开始繁殖并迅速吃掉它们。”

研究人员不确定为什么这种寄生虫会在这样做的时候袭击,或者是什么导致它如此贪婪,但这是他们希望在未来回答的一个问题。从这项研究中获得的信息引发了进一步的问题,这些问题将帮助科学家了解寄生虫以及这些死亡对珊瑚礁的长期影响。

那80年代的大灭绝呢?难道这种寄生虫也是罪魁祸首吗?

不幸的是,受1983年大规模死亡事件影响的海胆没有剩余的组织或样本。尽管科学家无法将这一事件与历史上的损失进行比较,但从2022年事件中获得的信息可以帮助保护未来的人口。

Behringer说:“我们记录了目前的藻类覆盖范围、海胆数量和其他物种在灭绝之前、期间和之后的存在。”“我们可以将这些信息作为基准,从一年、两年、五年、十年甚至更长时间进行比较。这有助于我们更清楚地了解海胆的消失对珊瑚礁和更广泛的珊瑚礁群落的影响。幸运的是,我们有机会收集我们所做的数据。”

截至2022年12月,似乎灭绝已经停止。在一些地区,新的海胆被报道,这是一个复苏的好迹象。然而,就在最近,来自开曼群岛和美属维尔京群岛的新的海胆死亡报告。

贝林格说:“我们不能确定这是否是同一种寄生虫的回归,但这似乎是不祥的预兆。”

贝林格说:“之前的死亡对受到影响的珊瑚礁造成了极其严重的后果,有些珊瑚礁再也没有恢复过来。”“这次我们知道了罪魁祸首,并试图弄清楚它是如何以及为什么出现的。”