Поиск устойчивости к синдрому истощения морских звёзд
Микробиом — уникальное сообщество бактерий, вирусов и грибков, живущих в организме и на его поверхности. Его дисбаланс делает животных, включая морских звёзд, уязвимыми к инфекциям, таким как загадочный синдром истощения морских звёзд (SSWD). Болезнь вызывает потерю конечностей и превращение звёзд в желеобразные лужицы на дне океана.
Заболевание, по-видимому, следует за тенденцией потепления вод, распространяясь с юга на север. С 2013 года, когда начался массовый мор, учёные ищут его причину. Ведущая теория — сложное взаимодействие факторов: потепление воды, снижение уровня растворённого кислорода и патоген.
Новое исследование в Frontiers in Marine Science под руководством Эндрю Маккрэкена из Университета Вермонта показало, что симптомы SSWD часто предваряет дисбаланс в микробиоме кожи морских звёзд. В норме эти микробы служат «первой линией обороны», занимая экологическую нишу. Стрессоры среды могут нарушить это сообщество, открывая путь оппортунистическим микробам и патогенам.
За последнее десятилетие SSWD уничтожил около 90% гигантских солнечных морских звёзд у западного побережья США. Этот вид-«краеугольный камень» экосистемы сейчас рассматривается для внесения в список охраняемых.
Маккрэкен изучает не столько причину SSWD, сколько возможность восстановления популяций. Его проект, поддержанный стипендией NSF, включает:
- Метагеномный анализ для идентификации всех бактерий (включая род Vibrio), чья численность резко возрастает при SSWD.
- Оценку устойчивости с использованием морских ежей как модельного вида (из-за сложности работы со звёздами в лаборатории). Морские ежи — тоже иглокожие, с похожей иммунной системой и болезнями.
В эксперименте личинок морских ежей будут подвергать:
- Повышению температуры воды (постепенному и резкому).
- Воздействию известного патогена для личинок.
Цель — отследить, какие личинки выживут, и определить, произошёл ли отбор полезных генов, указывающий на адаптивный потенциал. Результаты помогут смоделировать эволюцию в условиях стресса через поколения.
Исход неочевиден: изменения могут оказаться слишком быстрыми, или полезные черты могут передаться потомству.
Для Маккрэкена, выросшего на побережье Мэна, эта работа — способ оценить влияние человека на дикую природу и способность организмов выживать в быстро меняющемся мире.
Конечная цель: предсказывать влияние глобальных изменений на морские экосистемы, определять виды в группе риска и учиться устойчивости у тех, кто её демонстрирует.