Microbiologie in hapklare porties
De serie moordenaar van de zee-egel
Deze post werd geschreven door gast auteur Emma Roman (@its_emmpirical)
Verspreid door de drukte van tropische koraalriffen vind je langgestreepte zee-egels. In tegenstelling tot het zachte blauw, roze, paars en de kleine oranje uitbarstingen van hun koralen stadslandschap, zijn deze zee-egels, van het geslacht Diadema, gitzwart. Hun dunne stekels zijn licht giftig en ze eten ook graag groen. Terwijl ze de algen die op het rif groeien wegvreten, zorgen de Diadema voor meer licht en ruimte voor de plaatselijke koralen om te fotosynthetiseren en te groeien. Zonder hen kunnen riffen overwoekerd raken door algen en kan het koraal afsterven.
In de jaren 1980 begon een soort van deze zee-egel, Diadema antillarum, snel en schijnbaar zonder oorzaak te sterven in het Caribisch gebied. Begin 2022 gebeurde dit opnieuw op de Amerikaanse Maagdeneilanden en onderzoekers identificeerden het ciliate, Philaster, als de hoofdverdachte (1). Ciliaten zijn eencellige eukaryoten en eten een verscheidenheid aan bacteriën, algen, dood weefsel en organisch materiaal. Hoewel deze kleine jongens de hoofdverdachte zijn in dit verhaal, kunnen ze in andere situaties helpen om koraalriffen gezond te houden door zich tegoed te doen aan parasitaire bacteriën, dode koralen en zelfs als voedsel te dienen voor jonge koraalpoliepen (2).
Als deze Philaster echter de langdoornzee-egel binnendringt, zullen ze zich van binnenuit tegoed doen aan de zee-egel. Geïnfecteerde zee-egels verliezen de controle over hun lange stekels, waardoor ze gaan hangen of helemaal afvallen. Door het gebrek aan stekels is het dier weerloos tegen andere roofdieren en naarmate de infectie voortschrijdt, sterft het weefsel af en wordt het spierwitte skelet zichtbaar. Geïnfecteerde zee-egels hebben maar 15% of minder kans om te overleven.
In juli 2022 vond een massale uitroeiing plaats van een andere soort langbedoornde zee-egel, Diadema setosum, in de Middellandse Zee, waar de zee-egel als invasief wordt beschouwd. De verantwoordelijke parasiet werd echter niet geïdentificeerd. Het jaar daarop begon D. setosum tekenen van infectie te vertonen in de Zee van Oman, zijn natuurlijke habitat. In een onderzoek onder leiding van Isabella T. Ritchie van het College of Marine Science van de Universiteit van Florida wilden de onderzoekers weten of dezelfde parasiet beide soorten langbedoornde zee-egels doodt en of deze zich verspreidt naar het inheemse verspreidingsgebied van D. setosum.
Om dit te bereiken, verzamelden onderzoekers geïnfecteerde D. setosum, onderwierpen deze aan DNA-sequentietechnieken en bevestigden dat dezelfde Philaster (van eerder gemelde massale sterfte) de zee-egels van de meest recente uitbraak infecteerde. Om verder te bevestigen of Philaster niet specifiek was voor D. antillarum en D. setosum kon doden, verwierven de onderzoekers gezonde D. setosum en introduceerden enkele zee-egels aan de parasiet. Eén zee-egel was bij aankomst geïnfecteerd. Vijf van de zes zee-egels die ze in een aquarium met de parasiet plaatsten, stierven. Twee van de zes zee-egels die ze in aquaria zonder Philaster hielden, begonnen ook hun stekels te laten vallen, maar stierven niet.
Bij het analyseren van DNA-monsters van alle zee-egels na het experiment vonden de onderzoekers verhoogde hoeveelheden Philaster in de lichamen van de zee-egels die bezweken aan de infectie, inclusief de zee-egel die al geïnfecteerd was bij aankomst. De zee-egels die niet met de parasiet in aanraking kwamen, hadden extreem weinig Philaster in hun weefsels, behalve de twee zee-egels die hun stekels begonnen te laten vallen en lage hoeveelheden van de parasiet in hun lichaam hadden.
Deze studie suggereert dat een massale uitroeiing van D. setosum in zijn oorspronkelijke verspreidingsgebied in de Indo-Stille Oceaan nabij zou kunnen zijn. De onderzoekers melden dat andere geslachten van zee-egels – zoals Echinothrix – tekenen van dezelfde infectie hebben vertoond. Dit betekent dat de Diadematidae, de familie waar Echinothrix en Diadema onder vallen, gevaar loopt.
Als we niet bestuderen hoe deze parasiet zich verplaatst en infecteert, zal het seriemoorden van zee-egels doorgaan. Als we het niet blijven proberen, kan een van de beste algeneters van het rif verdwijnen. Algen zullen het rif bedekken met een dikke deken, waardoor de eens zo levendige metropool desolaat en grauw zal achterblijven. Maar er is hoop, want we weten nu naar wie we moeten zoeken. We hebben een verdachte geïdentificeerd en schuldig bevonden. Nu moeten we alleen Philaster nog terughalen. Als we dat gedaan hebben, kan Philaster een belangrijk lid van de veiligheid van het koraalrif blijven door parasieten te eten, in plaats van er zelf een te zijn.
Link to the original post: Isabella T Ritchie, Brayan Vilanova-Cuevas, Ashley Altera, Kaileigh Cornfield, Ceri Evans, James S Evans, Maria Hopson-Fernandes, Christina A Kellogg, Elayne Looker, Oliver Taylor, Ian Hewson, Mya Breitbart, Transglobal spread of an ecologically relevant sea urchin parasite, The ISME Journal, Volume 18, Issue 1, January 2024, wrae024, https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae024
Featured image: https://www.stockvault.net/photo/214441/utils/common
Additional sources (if applicable)
Reference 1: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg3200
Reference 2: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10617535/
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 