Передача хвороби білої смуги на зникаючих коралах, Acropora cervicornis -

Теми

Анотація

Глобальне збільшення захворюваності на корали мало серйозні наслідки для екосистем коралових рифів, але часто про ці хвороби відомо дуже мало, особливо про те, як вони передаються. Наприклад, хвороба білої смуги (ВБД) спричинила безпрецедентні зниження рівня охоплення живих акропор, які невідомими способами швидко поширюються в Карибському басейні. Тут ми перевіряємо чотири підозрювані способи передачі WBD до коралів staghorn Acropora cervicornis: два тваринні вектори (Coralliophila абревіатура та C. caribaea) та передача через воду до цілої та пошкодженої коралової тканини. Використовуючи експерименти з акваріумною інфекцією, ми визначаємо, що C. сокращений, але не C. caribaea, виступає як переносником, так і резервуаром для передачі збудника WBD. Ми також демонструємо передачу води пошкодженої, але не цілої коралової тканини стаггорна. Поєднання переносу тваринних векторів та водних товщ допомагає пояснити, як розповсюджується ВБД місцево та в Карибському басейні.

вступ

Коралові рифи зазнали безпрецедентного спаду через збільшення епізоотії за останні 30 років 1, 2, 3. В даний час існує понад 20 описаних хвороб коралів 4, багато з яких пов'язані з підвищенням температури океану та антропогенним розвитком 5. Незважаючи на негативний вплив цих хвороб, нам часто бракує ключової інформації про їх етіологію та екологію 6. Виявлено небагато патогенів коралів, і мало відомо про спосіб передачі більшості коралових хвороб, що ускладнює управління спалахами.

Хвороба білих смуг (WBD) є яскравим прикладом руйнівної, недостатньо зрозумілої хвороби коралів 7, 8, 9. WBD - це специфічна для господаря хвороба, яка вражає два карибські види Acropora 7 - кораловий корень Acropora cervicornis та корал Elkhorn A. palmata - і визначається прогресивною смугою відмираючих білих тканин 10. З моменту свого першого повідомлення в 1979 р. 10, ВБД призвів до знищення 95% акропор Карибського басейну із загальної кількості 7, 11, і дозволив обом видам бути переліченими як такі, що перебувають під загрозою законодавства. Акт 12 та у Списку зникаючих видів. Червоний список МСОП 13. Експерименти з передачею з використанням відфільтрованих гомогенатів для виділення бактерій у поєднанні з лікуванням антибіотиками демонструють, що ВБД є інфекційним і спричиненим бактеріями 14. Незважаючи на те, що специфічний збудник ВБД не був виділений, бактерії вібріону та рикетсії були пов'язані із захворюванням 8, 9, 15 .

WBD є надзвичайно трансмісивним експериментально, або шляхом прямого контакту між хворими і здоровими коралами 16, або шляхом накладання марлі, змоченої в гомогенаті хворої тканини, на здоровий корал 14. Однак природні способи передачі інформації недостатньо вивчені. Два передбачувані методи передачі ВБД - це тваринні вектори та передача через воду. Коралівоядна равлик Coralliophila абревіатура є вектором «швидкої втрати тканин» у A. cervicornis 17. Інші хвороби коралів можуть передаватися через товщу води 18 і можуть бути посилені попередньою травмою 19, 20 .

Тут ми вивчаємо потенціал передачі ВБД двома передбачуваними переносниками равликів та товщею води. По-перше, ми перевірили, чи C. сокращений та C. caribaea (дві поширені кораловідні равлики, знайдені на A. cervicornis 21) функціонують як переносник та/або резервуар ВБД, піддаючи здорові фрагменти A. Cervicornis годуваним равликам здоровим тваринам. корали (тобто голодні). По-друге, ми перевірили потенціал передачі WBD через воду шляхом додавання хворих гомогенатів коралів до акваріумів із замкнутим контуром, що містять фрагменти A. Сервікорні цілі та поранені (тобто поранені).

Результати

Коли порівнювали передачу між C. сокращенням та C. caribaea, хижацтво C. сокращенням призводило до значно вищих показників передачі хвороби (9 із 19 фрагментів), ніж показники C. caribaea, які не пройшли WBD (точний тест Фішера, с. = 0,0046; Таблиця 1). На відміну від цього, попередні дієтичні методи лікування (здорові, хворі та голодні) не мали суттєвого впливу на показники передачі ВБД за допомогою C. абревіатури (точний тест Фішера, p = 1; таблиця 1).

Повний розмір таблиці

Невідомо, чому C. сокращений, але не C. caribaea, може передавати вірус пожежної смерті, оскільки обидва є коралвоядними хворобами A. cervicornis. Нездатність C. caribaea передавати ВБД може бути зумовлена комбінацією факторів. Coralliophila caribaea споживає менше коралової тканини, ніж C. сокращення (неопубліковані дані), і, отже, може не набути достатньої кількості збудника для передачі або спричинити достатнє ураження здорових коралів, щоб збудник міг заразити корали. Інша можливість, яка може бути більш цікавою, полягає в тому, що C. caribaea є негостинним для збудника ВБД.

Що стосується передачі води, наші дані вказують, що WBD є передавальним лише товщею води, якщо корал був пошкоджений (тобто поранений). Потенціал травмування і, отже, зараження представляється високим, враховуючи безліч способів пошкодження тканин в природі, включаючи конкуренцію, механічні пошкодження або коралівору равликів, риб-метеликів, риб-метеликів, черв’яків. Докази передачі ВБД повітряно-крапельним шляхом допомагають пояснити розподіл цієї хвороби в Карибському басейні, оскільки безпосередній контакт здорових і хворих коралів відбувається між сусідами і C. абревіатура зазвичай не подорожує на великі відстані 17 .

Розуміння природи передачі ВБД дає змогу краще зрозуміти, як можна управляти та контролювати хворобу. Незважаючи на те, що контроль за передачею BMP через воду виявився складним, управління популяціями C. сокращеного може бути практичним способом зменшення захворюваності BMP, особливо у популяцій Acropora. Подальші дослідження необхідні для оцінки життєздатності контролю популяції C. абревіатури як стратегії управління, для виявлення збудника ВБД та розуміння динаміки збудника в межах C. абревіатури.

Методи

Здорові та хворі (активна ВБД), фрагменти А. Цервікорніс (довжиною 6 см) та равлики C. сокращений та C. caribaea були зібрані на Cayo Corales (9 ° 15 ′ 16 ″ пн.ш., 82 ° 7 ′ 40 ″ зх. Д.) У Бокас-дель-Торо, Панама, у лютому 2012 р. Організми були транспортували в окремих лотках до Смітсонівського інституту тропічних досліджень. Коралові фрагменти прикріплювали до кабелю пластиковою сіткою і акліматизувались через акваріуми протягом трьох днів перед кожним експериментом.

Для того, щоб перевірити, чи здатні C. сокращений та C. caribaea діяти як переносник та резервуар для захворювання, два види равликів голодували протягом трьох днів, а потім випадковим чином годували здоровою тканиною від A. Cervicornis (здорова), A cervicornis хворий. тканини (WBD), або нічого (Starved) протягом трьох днів. Потім равликів поміщали в окремі клітини, кожна з яких містила фрагмент здорового коралу. Чотири клітки були навмання розміщені в дев'яти циркуляційних акваріумах об'ємом 500 літрів. Шрами хижацтва та прогресування ВБД вимірювали (довжина х ширина) двічі на день протягом п’яти днів. Після того, як уламки виявили ознаки хижацтва, равликів виймали з кліток. Це дозволило нам ізолювати хижацтво (тобто годування) від прогресування захворювання.

Подальший експеримент був проведений, щоб підтвердити, що WBD, переданий C. абревіатурою, не є реакцією коралів на механічні пошкодження. Для цього перший експеримент повторили з трьома клітинами, що містять фрагмент коралу та абревіатуру C., та однією кліткою, що містить фрагмент коралу, який був поранений експериментально, видаливши аерографом приблизно 7,5 мм 2 коралової тканини та відфільтрувавши до 0, 2 мкм. морська вода (малюнок 1г). ЗМЗ, спричинений хижацтвом равликів або свідків ураження, спостерігався, як зазначено вище. Щоб підтвердити, що хвороби, спричинені C. сокращеною, спричинені трансмісивним патогеном, фрагменти, що годуються C. сокращеною та стискаються, прищеплювали на здорові корали з експериментальним ураженням та контролювали.

WBD на A. cervicornis у полі (A) та передається експериментально в лабораторії (B), хижацтво равликів Coralliophila абревіатурою (C) та імітація уражень равликів (D).

Повнорозмірне зображення

Для тесту на передачу ВБД у водній фазі було зібрано дванадцять відтворених фрагментів п’яти генотипів та розміщено в шести акваріумах із закритим контуром об’ємом 500 л, що містять циркуляційний водяний насос. Кожен акваріум містив два фрагменти кожного з п’яти генотипів; один фрагмент на генотип залишився цілим, а другий фрагмент пошкоджений. Шість здорових фрагментів A. Cervicornis та шість хворих фрагментів A. Cervicornis індивідуально вихровували у пластикові конічні пробірки об'ємом 50 мл, наповнені 15 мл відфільтрованої морської води та кульок 0,2 мкм із 3-міліметрового скла, та об'єднували для формування окремих хворих та здорових інокулянтів. Потім в акваріуми випадково прищеплювали хворий або здоровий гомогенат.

Дані передачі, що порівнюють наявність та відсутність WBD у кожному експерименті, аналізувались за допомогою точних тестів Фішера 25 .

коментарі

Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватися наших Умов обслуговування та рекомендацій спільноти. Якщо ви виявите щось образливе або не відповідає нашим умовам чи інструкціям, повідомте про це як невідповідне.