En fortsatt studie från Tel Aviv University har funnit att den dödliga epidemin som upptäcktes förra året, som i huvudsak har utplånat Eilats mest rikliga och ekologiskt betydelsefulla sjöborrar, har spridit sig över Röda havet och in i Indiska oceanen. De alarmerande resultaten publicerades i Current Biology .
Enligt forskarna har det som först såg ut att vara en allvarlig men lokal epidemi snabbt spridit sig över regionen och hotar nu att bli en global pandemi.
Forskarna uppskattar att epidemin sedan den bröt ut i december 2022 har utplånat de flesta av sjöborrarnas populationer (av de arter som drabbats av sjukdomen) i Röda havet, liksom ett okänt antal sjöborrar, som uppskattas till hundratals tusentals, över hela världen.
Sjöborrar anses vara "trädgårdsmästare" av korallreven och livnär sig på alger som konkurrerar med korallerna om solsken - och deras försvinnande kan allvarligt påverka den känsliga balansen på korallrev globalt. Forskarna noterar att sedan upptäckten av epidemin i Eilats korallrev har de två arterna av sjöborrar som tidigare dominerat mest i Eilatviken helt försvunnit.
Studien leddes av Dr Omri Bronstein från School of Zoology och Steinhardt Museum of Natural History (SMNH), tillsammans med forskarstudenterna Lachan Roth, Gal Eviatar, Lisa Schmidt och May Bonomo, samt Dr Tamar Feldstein- Farkash från SMNH. Forskningspartner i hela regionen och Europa deltog också i studien, som omfattade tusentals kilometer av korallrev.
Dessutom, genom att använda molekylärgenetiska verktyg, kunde forskargruppen vid TAU identifiera patogenen som är ansvarig för massdödligheten hos sjöborrar av arten Diadema setosum i Röda havet:en scuticociliatparasit som mest liknar Philaster apodigitiformis.
Forskarna förklarar att denna encelliga organism också var ansvarig för den återkommande massdödligheten av Diadema antillarum i Karibien för ungefär två år sedan, efter den ökända sjöborrepopulationens kollaps där 1983 vilket ledde till en katastrofal fasförskjutning av korallrevet.
Som nämnts, i december 2022, var Dr. Bronstein den första forskaren som identifierade massdödlighet av sjöborrar av arten Diadema setosum – de långryggade svarta sjöborrarna som var mycket vanliga i norra Eilatbukten, Jordanien och Sinai. Dr. Bronstein och hans team fann också att epidemin var dödlig för andra, närbesläktade sjöborrar från släktet Echinothrix.
Dessa resultat tyder på att de en gång mest rikliga och betydelsefulla havsbottenväxtätarna i regionen nu praktiskt taget är borta. Tusentals sjöborrar dog en snabb och våldsam död – inom två dagar förvandlas en frisk sjöborre till nakna skelett utan vävnader eller ryggar, och de flesta slukades av rovdjur medan de dog, oförmögna att försvara sig. Enligt uppskattningar finns idag endast ett fåtal individer av de drabbade sjöborrararna kvar i korallreven i Aqababukten.
Dr. Bronstein förklarar att sjöborrar i allmänhet, och specifikt diadematoider (familjen sjöborrar som drabbats av sjukdomen), anses vara nyckelarter som är nödvändiga för att korallreven ska fungera väl. Som revets "trädgårdsmästare" livnär sig sjöborrarna på algerna som konkurrerar med korallerna om solsken och hindrar dem från att ta över och kväva korallerna.
Enligt Dr Bronstein inträffade den hittills mest betydande och mest studerade massdödligheten bland sjöborrar 1983, när en mystisk sjukdom spred sig genom Karibien och dödade de flesta sjöborrar av arten Diadema antillarum – släktingar till Eilats sjöborrar.
Följaktligen spreds algerna okontrollerat och blockerade solljuset från korallerna, och hela revet förvandlades från ett korallrev till ett algfält. Dessutom, även om massdödligheten i Karibien inträffade för 40 år sedan, återhämtade sig både koraller och sjöborrar aldrig helt, med upprepade dödlighetshändelser observerade genom åren.
Det senaste karibiska utbrottet 2022 dödade överlevande befolkningar och individer från de tidigare dödlighetshändelserna. Den här gången hade forskarna dock de vetenskapliga och tekniska verktygen för att dechiffrera de rättsmedicinska bevisen. En forskargrupp från Cornell University kunde identifiera den ansvariga patogenen, en scuticociliatparasit.
Dr. Bronstein betonar:"Detta är en växande ekologisk kris som hotar stabiliteten hos korallreven i en aldrig tidigare skådad skala. Tydligen har massdödligheten som vi identifierade i Eilat redan 2023 spridit sig längs Röda havet och bortom - till Oman, och till och med så långt som Reunion Island i Indiska oceanen.
"Den dödliga patogenen bärs av vatten och kan påverka stora områden på mycket kort tid. Även sjöborrar som fötts upp i havsvattensystem vid Interuniversity Institute for Marine Sciences i Eilat, eller vid Underwater Observatory, infekterades och dog, efter patogenen. kom in genom det recirkulerande havsvattensystemet.
"Som noterat är döden snabb och våldsam. För första gången kunde vårt forskarteam dokumentera alla stadier av sjukdomen - från infektion till den oundvikliga döden - med ett unikt videosystem installerat vid Interuniversity Institute for Marine Sciences i Eilat .
"Dessutom, tills nyligen, var endast en art av sjöborre känd för att påverkas av denna patogen - den karibiska arten. Idag vet vi att ytterligare arter är mottagliga för sjukdomen - alla tillhör samma familj av de viktigaste sjöborrarnas växtätare på korallrev."
Dr. Bronstein tillägger, "I vår studie visade vi också att epidemin sprider sig längs vägar för mänskliga transporter i Röda havet. Det bästa exemplet är kajen i Nueiba i Sinai, där färjan från den jordanska staden Aqaba lägger till. När vi publicerade vår rapport förra året, vi kände redan till dödligheten av sjöborrar i Aqaba, men hade ännu inte identifierat tecken på det i Sinai.
"Den första platsen där vi till slut identifierade dödligheten i Sinai var bredvid den här kajen i Nueiba. Två veckor senare hade epidemin redan nått Dahab, cirka 70 km längre söderut. Scenen under vattnet är nästan overklig:att se en art som var så dominerande i en viss miljö raderas helt enkelt ut på några dagar Tusentals skelett som rullar på havsbottnen, smulas sönder och försvinner på mycket kort tid, så att det är svårt att hitta bevis för vad som har hänt."
Enligt Dr Bronstein finns det för närvarande inget sätt att hjälpa infekterade sjöborrar eller vaccinera dem mot sjukdomen. Vi måste dock snabbt etablera stambeståndspopulationer av hotade arter i odlingssystem som är bortkopplade från havet – så att vi i framtiden kommer att kunna återinföra dem i den naturliga miljön.
"Tyvärr kan vi inte reparera naturen, men vi kan säkert ändra vårt eget beteende. Först och främst måste vi förstå vad som orsakade detta utbrott vid den här tiden. Transporteras patogenen omedvetet med sjöfarkoster? Eller har den alltid funnits här, utbrott nu pga. till en förändring av miljöförhållandena Det är just dessa frågor vi arbetar med nu."
Mer information: Massdödlighet av diadematoid sjöborrar i Röda havet och västra Indiska oceanen, nuvarande biologi (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.057. www.cell.com/current-biology/f … 0960-9822(24)00531-1
Journalinformation: Nuvarande biologi
Tillhandahålls av Tel-Aviv University
