Un énorme oursin des Caraïbes meurt

Dans une étude menée par le professeur de microbiologie Cornell Ian Hewson, des scientifiques ont découvert qu'un parasite est à l'origine d'une grave mortalité d'oursins à longues épines dans la mer des Caraïbes, qui a eu des conséquences dévastatrices pour les récifs coralliens et les écosystèmes marins environnants.

Les scientifiques ont découvert qu'un parasite est à l'origine d'une grave mortalité massive d'oursins à longues épines dans la mer des Caraïbes, qui a eu des conséquences dévastatrices pour les récifs coralliens et les écosystèmes marins environnants.

Les oursins à longues épines (Diadema antillarum) sont des herbivores vitaux qui broutent les algues qui, si elles ne sont pas contrôlées, concurrenceront les coraux pour les ressources et l'espace et les couvriront, bloqueront la lumière et les tueront. En se nourrissant d'algues, les oursins sont essentiels au maintien de la santé et de l'équilibre des coraux dans l'écosystème marin.

Des décès de Diadema ont été signalés pour la première fois à St. Thomas dans les îles Vierges américaines fin janvier 2022. Fin mars, la maladie a été découverte dans les Petites Antilles, la Jamaïque et les Caraïbes mexicaines. Et en juin de l'année dernière, il avait été détecté dans la plupart des Grandes Antilles, en Floride et à Curaçao.

Avant une expérience visant à vérifier la source des infections, un oursin sain a été prélevé pour s'assurer qu'il n'avait jamais été exposé au parasite cilié.

Les scientifiques ont tenté d'identifier la cause de la mystérieuse maladie, qui a entraîné une baisse de 85% à 95% par rapport au nombre de pré-mortalité dans les zones touchées. Lorsque les oursins meurent, ils perdent leurs épines et se détachent de leurs ancres.

Maintenant, une équipe internationale de 42 scientifiques a identifié le coupable comme Philaster apodigitiformis, un eucaryote unicellulaire qui fait partie d'un groupe de 8 000 espèces appelées ciliés. P. apodigitiformis est un parasite connu des poissons.

"Nous avons rarement la possibilité de comprendre les événements de maladies marines dans ce détail, où nous pouvons réellement en déterminer la cause", a déclaré l'écologiste marin Ian Hewson, professeur de microbiologie au Collège d'agriculture et des sciences de la vie et auteur principal de l'étude, "A Scuticociliate Causes Mass Mortality of Diadema antillarum in the Caribbean Sea", publiée en ligne le 19 avril dans Science Advances.

Bien que les scientifiques ne sachent pas encore comment traiter les infections à P. apodigitiformis, la découverte de l'identité du parasite peut les aider à concevoir des stratégies pour maintenir la santé des oursins Diadema qui sont élevés pour les efforts de repeuplement dans la région, a déclaré Hewson.

"Connaître l'identité de l'agent pathogène peut également aider à atténuer les risques pour Diadema intact par le biais d'éléments tels que la circulation des bateaux, le matériel de plongée ou d'autres moyens de le déplacer", a-t-il ajouté.

Au début des années 1980, les oursins à longues épines ont été presque complètement anéantis dans les Caraïbes par une cause inconnue, entraînant une baisse d'environ 98 % par rapport aux chiffres précédents. Trente ans plus tard, leurs populations ont rebondi, mais seulement d'environ 12 % par rapport à leurs effectifs pré-épidémiques. Cette mortalité massive a entraîné une dégradation rapide de nombreux récifs coralliens dans la région qui persistent aujourd'hui, certaines espèces de coraux devenant extrêmement rares. La cause de l'épidémie du début des années 1980 n'a jamais été déterminée, bien que Hewson et ses collègues puissent maintenant enquêter pour savoir si P. apodigitiformis peut être détecté dans les échantillons du musée Diadema de cette époque et de cette région.

Dans l'étude actuelle, l'équipe de recherche a rassemblé trois types d'échantillons de Diadema, qui ont inclus : individus visuellement anormaux et infectés ; individus sains du même site ; et des individus en parfaite santé d'une zone non affectée, qui ont servi de contrôle pour la comparaison.

La collecte rapide d'échantillons sur 23 sites a été rendue possible par le programme d'évaluation rapide des récifs de l'Atlantique et du Golfe, un réseau qui a aidé Hewson à collaborer avec des scientifiques de l'Université des sciences appliquées Van Hall Larenstein dans les Caraïbes néerlandaises et de l'Université des îles Vierges, entre autres. autres.

Les collaborateurs ont préparé des échantillons de tissus et les ont livrés au laboratoire de Hewson à Cornell, un processus compliqué impliquant des réglementations douanières et frontalières. Hewson et ses collègues ont ensuite effectué des tests pour identifier les agents pathogènes viraux ou bactériens dans les tissus à l'aide de techniques de biologie moléculaire et de pathologie vétérinaire de pointe, mais les résultats n'ont pas été concluants.

"Ils n'ont initialement montré aucune sorte de micro-organismes inhabituels ou candidats", a déclaré Hewson. « Nous étions un peu dans une impasse.

C'est alors que Hewson a décidé d'étudier les signaux génomiques des micro-organismes eucaryotes, tels que les champignons, les ciliés et les dinoflagellés. "Immédiatement quand j'ai fait cela, j'ai eu un énorme signal de ce Philaster scuticocilié", a déclaré Hewson.

Il a couru aux laboratoires et a retiré des échantillons de fluide de Diadema que les gens sur le terrain avaient collectés, et les a mis sous le microscope.

"J'ai vu que ce cilié était en fait très, très abondant", a-t-il déclaré. "C'était le grand moment" aha "." Les ciliés n'étaient pas présents dans les échantillons provenant des sites de contrôle, a-t-il déclaré.

Alors que P. apodigitiformis est connu pour infecter les poissons, c'est la première fois qu'il est associé à une mortalité massive chez un invertébré.

Hewson, membre du corps professoral du Cornell Atkinson Center for Sustainability, et les co-auteurs Mya Breitbart, océanographe biologique à l'Université de Floride du Sud, et Christina Kellogg, microbiologiste au US Geological Survey St. Petersburg Coastal and Marine Science Center à Florida, a conçu une expérience pour tester les postulats de Koch - le test de référence pour prouver sans aucun doute qu'un micro-organisme est associé à une condition.

À l'aide d'échantillons frais prélevés sur des Diadema infectés des Keys de Floride et de Diadema aquacoles (qui n'avaient jamais été exposés à des agents pathogènes) obtenus du Centre de conservation de l'aquarium de Floride, les chercheurs ont infecté l'aquarium Diadema avec des ciliés isolés du liquide corporel de la mer de Floride infectée. oursins.

"Les animaux qui ont été traités avec le cilié sont tombés malades et sont morts dans 60% des cas", a déclaré Hewson. Ils ont ensuite pu isoler et identifier le même cilié P. apodigitiformis de ces animaux nouvellement malades, prouvant qu'il était responsable de la maladie.

"Presque jamais nous ne sommes en mesure, dans un environnement faunique, du moins dans les habitats marins, de prouver qu'un micro-organisme est réellement responsable d'une maladie", a déclaré Hewson.

Les bailleurs de fonds de l'étude comprennent la National Science Foundation; le Centre Cornell Atkinson pour la durabilité; l'Administration nationale des océans et de l'atmosphère ; et la Fondation nationale des poissons et de la faune.

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