В 2013 году у берегов штата Вашингтон началась настоящая катастрофа — морские звезды стали умирать миллиардами. Болезнь развивалась быстро и страшно: конечности скручивались и отваливались, тела распадались. Эпидемия охватила более 20 видов и распространилась от Калифорнии до Аляски.
Обнаружен микроб, погубивший миллиарды морских звезд
Исследователи из Института Хакаи и Калифорнийского университета в Санта-Круз определили возбудителя загадочной болезни, которая с 2013 года уничтожила миллиарды морских звезд у берегов Северной Америки. Виновником оказалась бактерия Vibrio pectenicida.
Здоровая морская звезда. British Columbia’s Calvert Island in 2015. Callegari/Hakai Institute
Подсолнечные морские звезды (Pycnopodia helianthoides) — одни из крупнейших в мире видов морских звезд с 16-24 лучами с размахом до 1 метра. Вид обитает в северо-восточной части Тихого океана от Алеутских островов до Нижней Калифорнии на глубине до 435 метров. С 2013 года популяция сократилась на 90-95% из-за болезни истощения, потеряв свыше пяти миллиардов особей. Вид внесен в Красную книгу как критически угрожаемый.
Долгие годы причина оставалась неизвестной. Морской эколог Алисса-Лойс Геман из Института Хакаи в 2018 году начала изучение болезни истощения морских звезд, сосредоточившись на подсолнечной морской звезде — гиганте с двумя дюжинами лучей и диаметром до метра.
Погибшая морская звезда.
Первоначально исследователи подозревали вирус, но эксперименты показали обратное. Вирусы — намного меньше бактерий. Поэтому ученые отфильтровали ткань больных морских звезд через очень мелкий фильтр, который задерживает бактерии, грибки и другие более крупные микроорганизмы, но пропускает вирусы.
На здоровых морских звезд воздействовали этой отфильтрованной жидкостью. Если бы причиной был вирус, звезды должны были заболеть, но они остались здоровы. Тогда ученые заразили других здоровых морских звезд неотфильтрованной тканью (где остались все микроорганизмы, включая бактерии), и звезды заболели. Поскольку отфильтрованный материал (только с вирусами) не вызывал болезнь, а неотфильтрованный (с бактериями) вызывал, стало ясно, что причина не в вирусе, а в чем-то более крупном — скорее всего, в бактерии.
Все что осталось.
Бактерия убийца морских звезд
Геман решила анализировать жидкость взятую из тела больных животных. Ученые секвенировали генетический материал из образцов 16 морских звезд и обнаружили доминирование ДНК бактерий Vibrio — группы морских микробов, включающей возбудителей холеры.
Конкретным виновником оказалась Vibrio pectenicida штамм FHCF-3. Эта бактерия ранее встречалась в личинках гребешков во Франции и моллюсков в Вашингтоне. Чтобы доказать патогенность, ученые вырастили культуру бактерии и заразили здоровых морских звезд. Результат был однозначным — все подопытные заболели и погибли.
Эксперименты с разными дозами показали зависимость скорости развития болезни от концентрации возбудителя. При слабой дозе симптомы появлялись через 9 дней, смерть наступала через 12. При максимальной концентрации животные заболевали через 5 дней и умирали через 6.
Открытие имеет важное практическое значение. Исследователи разрабатывают ПЦР-тест для выявления бактерии, что поможет программам разведения морских звезд в неволе и мониторингу популяций. Есть и обнадеживающие новости: этим летом в Северной Калифорнии и Орегоне впервые с начала эпидемии замечены молодые подсолнечные морские звезды.