Поиски убийцы, уничтожившего в 2022 году множество длинноиглых морских ежей в Карибском море и вдоль восточного побережья Флориды, завершены.
Превратившись в отряд сыщиков, группа учёных, которую организовала Майя Брейтбарт (Mya Breitbart), заслуженный профессор КМН УЮФ (Колледжа морских наук (College of Marine Science) Университета Южной Флориды (University of South Florida)), идентифицировала маленького, но могучего виновника: одноклеточный организм, который называют инфузорией.
О результатах своего расследования учёные сообщили в Science Advances.
Массовую гибель длинноиглых морских ежей, угрожающую здоровью коралловых рифов от Карибских островов до восточного побережья Флориды, вызвали одноклеточные организмы, называемые ресничными, или инфузориями.
Хотя преступник найден, здоровье коралловых рифов, где обитают морские ежи, всё ещё под угрозой.
Длинноиглые морские ежи (Diadema antillarum) — то есть те, которые выжили, — приковали к себе всеобщее внимание с января 2022 года: тогда морские ежи стали стремительно — за несколько дней — терять свои иглы и массово умирать. Все горели желанием выяснить причину. Это вымирание животных началось на Виргинских островах США, а теперь кладбище ежей протянулось на тысячи миль между Карибскими островами и восточным побережьем Флориды.
Для учёных (но в первую очередь — для экосистем) массовая гибель — всегда стресс. Здоровые морские ежи питаются водорослями, которые в противном случае разрушали бы рифы. На этот раз и людям, и экосистемам было хуже, чем в начале 80-х годов ХХ века, когда вымерло 98 процентов популяции ежей Diadema: к 2022 году популяция не успела ещё восстановиться, а на неё вновь обрушилась страшная напасть. Виновник вымирания, случившегося 40 лет назад, до сих пор не установлен.
«Мы безумно рады, что смогли раскрыть тайну 2022 года, и немного ошеломлены тем, что сделать это удалось так быстро, — говорит Брейтбарт, ведущий автор публикации в «Science Advances» и специалист по морской геномике. — У нас собралась отличная команда со всеми инструментами, необходимыми для того, чтобы провести в океане это научное исследование, эквивалентное судебно-медицинской экспертизе».
В общей сложности у команды учёных ушло на работу четыре месяца. Обычно требуются десятилетия.
Узнав о начавшемся вымирании ежей в конце марта 2022 года от выпускницы УЮФ Марии Вега-Родригес (Maria Vega-Rodriguez), руководителя программы Департамента естественных и экологических наук Пуэрто-Рико, Брейтбарт немедленно собрала тех, кто был ей нужен. Это, утверждает она, команда мечты: морской эколог Ян Хьюсон (Ian Hewson), первый автор публикации, профессор Корнельского университета (Cornell University), Кристина Келлог (Christina Kellogg), микробиолог из санкт-петербургского отделения USGS (Геологической службы США), посвятившая много лет изучению болезней коралловых рифов, и аспирантка УЮФ Изабелла Ричи (Isabella Ritchie).
В данном исследовании, помимо членов «команды мечты», принимали участие учёные из Университета Флориды (University of Florida), Флоридской комиссии по охране рыб и дикой природы (Florida Fish and Wildlife Conservation Commission) и ряда других организаций, разбросанных по всему Карибскому региону. Работе Брейтбарт и её коллег содействовали своими сообщениями о вымирании ежей представители гражданской науки во главе с международной командой «Оперативная оценка ситуации с рифами Атлантики и Мексиканского залива» (Atlantic and Gulf Rapid Reef Assessment, AGGRA), а также учёные из пострадавших районов, предоставившие для исследования здоровых и больных ежей.
«Мартовский звонок от Майи заставил меня срочно изменить свои планы на конец зимы», — вспоминает Хьюсон.
Чтобы непосредственно изучить ситуацию с ежами, он вылетел из Нью-Йорка на Карибские острова, и на его ногах вместо зимних ботинок оказались ласты для ныряния. Будучи экспертом по болезням, вызывающим массовую гибель морских звёзд, Хьюсон сыграл ключевую роль в разработке научного протокола для команды спасателей морских ежей.
«В то время мы не знали, — отмечает он, — из-за чего стали вымирать ежи — из-за загрязнения среды, стресса или чего-то ещё, мы просто-напросто не знали».
Изучая морских ежей, собранных в 23 местах Карибского моря, команда Брейтбарт, чтобы подтвердить версию об уничтожении популяции этих животных инфузориями, использовала ряд методов геномики и патологии.
Инфузории покрыты волосовидными структурами (ресничками). С помощью ресничек они передвигаются и питаются, их можно найти почти всюду, где есть вода. Инфузории большинства видов не являются переносчиками болезней, но скутикоцилиаты, обнаруженные в тканях морских ежей, являются. От имени этих инфузорий и происходит громоздкое название болезни, которое дала команда: D. antillarum scuticociliatosis (DaSc).
После идентификации инфузории с помощью геномных методов команда Брейтбарт вырастила её в лаборатории Колледжа морских наук УЮФ в Санкт-Петербурге и провела эксперименты по заражению ежей. Здоровые ежи, помещённые в аквариум, после введения в их тела данного патогена умерли всего за несколько дней. Картина получилась такой же, как и в океане, что позволило закончить расследование массового убийства.
«Для более глубокого изучения болезни и предотвращения её распространения мы рады поделиться полученной нами информацией со всеми учёными — не только с теми, кто занимается рифами», — говорит Брейтбарт.
Команда в восторге от того, что раскрыла-таки тайну вымирания ежей, однако у неё всё ещё есть много вопросов, на которые пока что нет ответов. Вот только часть из них:
- Является ли данная инфузория новым обитателем района вымирания ежей или она живёт здесь давно?
- Если она — давний житель, то какие условия среды помогли её росту и почему она заразила ежей?
- Может ли она воздействовать на другие виды ежей?
- Присутствует ли она в той среде, где отсутствуют ежи?
«Согласно одной из наших рабочих гипотез, популяция этой инфузории стала бурно расти в условиях, сложившихся в Карибском море тогда, когда началось первое вымирание ежей, — говорит Келлог. — А ещё нас заинтересовало перекрещивание некоторых географических районов, где произошло первое вымирание и где идёт гибель коралловых рифов из-за болезни потери кораллами костной ткани».
Ясно одно: морские ежи в опасности.
