елементи

абстрактно

Глобалното нарастване на честотата на кораловите заболявания е засегнало сериозно екосистемите на кораловите рифове, но тези болести често са неизвестни, включително как се предават. Например, болестта на белите кръвни клетки (WBD) е причинила несравним спад в живата покривка на Acropora, която се разпространява бързо в Карибите по неизвестни начини. Тук тестваме четири предполагаеми режима на предаване на WBD до коралов стагхорн на Acropora cervicornis: два животински вектора (Coralliophila сокращение и C. caribaea) и пренасяне чрез вода до непокътнати и увредени коралови тъкани. Използвайки експерименти, базирани на аквариум, ние определяме, че C. сокращението, но не и C. caribaea, действа като вектор, както и като резервоар за предаване на патогени на WBD. Ние също така демонстрираме пренасяне чрез вода на ранени, но не непокътнати коралови тъкани на стагхорн. Комбинацията от предаване на векторни животни и воден стълб помага да се обясни как WBD се разпространява локално и през Карибите.

Кораловите рифове отбелязаха безпрецедентен спад поради световното нарастване на епизоотичните заболявания през последните 30 години 1, 2, 3. В момента има повече от 20 описани коралови болести 4, много от които са свързани с повишаване на температурите на океана и антропогенно развитие 5. Въпреки негативното въздействие на тези заболявания, често липсва ключова информация за тяхната етиология и екология 6. Идентифицирани са малко коралови патогени и малко се знае как се пренасят повечето коралови болести, а усилията за контрол на епидемиите са трудни.

Болестта на бялата ивица (WBD) е отличен пример за опустошителна коралова болест, която е неразбрана. WBD е специфично за гостоприемника заболяване, което заразява карибски видове Acropora 7 - коралов стагхорн Acropora cervicornis и кора от кора Elkhorn A. palmata - и се идентифицира от прогресивна лента от умиращи бели тъкани 10. От първото си стартиране през 1979 г. 10, WBD е унищожил до 95% от карибските акропори 7, 11 и е довел до списък на двата вида, които са застрашени съгласно Закона за застрашените видове в САЩ 12 и които са критично застрашени. Червен списък на IUCN 13. Експериментите за предаване, използващи филтрирани хомогенати за изолиране на бактерии в комбинация с антибиотично лечение, показват, че WBD е инфекциозен и причинен от бактерии 14. Докато специфичният патоген на WBD не е изолиран, Vibrio и Rickettsiales са свързани с болести 8, 9, 15 .

WBD е силно експериментален, или чрез директен контакт между болни и здрави мъниста 16 или чрез нанасяне на марля, напоена с болен тъкан хомогенат върху здрави корали 14. Естествените начини на предаване обаче са слабо разбрани. Двата разглеждани метода за предаване на WBD са животински вектори и пренасяне чрез вода. Corallivorous охлюв Coralliophila сокращение е вектор за "бърза загуба на тъкани" в A. cervicornis 17. Други коралови заболявания могат да се предават от водния стълб 18, а предаването може да се увеличи с предишни щети 19, 20 .

Ние изследваме потенциала за предаване на WBD чрез два предполагаеми вектора на охлюви и воден стълб. Първо проверихме дали C. сокращения и C. caribaea (две често срещани коравоядни охлюви, открити на A. cervicornis 21) функционират като вектор и/или резервоар за WBD, като изложихме здрави фрагменти от A. cervicornis на охлюви, хранени със здрави, болни или без корали (т.е. гладуване).). Второ, тествахме потенциала за предаване на WBD във вода чрез добавяне на болни коралови хомогенати към аквариум със затворен цикъл, съдържащ непокътнати и ранени (т.е. повредени) фрагменти от A. cervicornis .

резултатът

Когато се сравнява предаването между C. сокращение и C. caribaea, хищничеството, причинено от C. сокращение, причинява значително по-високи нива на предаване на болестта (9 от 19 фрагмента), отколкото хищничеството от C. caribaea, която не успя да предаде WBD (точен тест на Фишер, p 0,0046)., Таблица 1). За разлика от това, предишни лечения за хранене (здрави, болни и гладни) не са имали значителен ефект върху скоростта на предаване на WBD, използвайки C. сокращение (точен тест на Fisher, p = 1; Таблица 1).

Маса в пълен размер

Не е ясно защо C. сокращението, но не и C. caribaea, може да предава WBD, като се има предвид, че и двете са A. cervicornis кораливодни. Неспособността на C. caribaea да предава WBD може да се дължи на комбинация от фактори. Coralliophila caribaea е консумирала по-малко коралова тъкан от C. сокращение (непубликувани данни) и следователно може да няма достатъчно патогени, за да предаде или да създаде достатъчно голяма лезия върху здрави корали, за да може патогенът да зарази коралите. Алтернативна и потенциално по-интересна възможност е, че C. caribaea е безвреден за патогена на WBD.

Що се отнася до преноса на вода, нашите данни показват, че WBD може да се прехвърля през водния стълб само ако коралът е бил наранен (т.е. повреден). Потенциалът за нараняване и по този начин инфекция изглежда висок поради многото начини, по които нараняването на тъканите може да се случи в природата, включително конкуренция, механични повреди или корелация на охлюви, самоубийства, пеперуди, огнени червеи и други таксони. Доказателствата за пренос на вода през WBD помагат да се обясни как WBD се разпространява в Карибите, тъй като има пряк контакт между здрави и болни корали между съседите и C. абревиатурата обикновено не пътуват на големи разстояния 17 .

Разбирането на същността на предаването на WBD предоставя преглед на това как болестта може да бъде управлявана и контролирана. Въпреки че контролът върху предаването на WBD във вода се оказва труден, лечението на популациите от C. сокращение може да бъде практичен метод за намаляване на честотата на WBD, особено при силно засегнатите популации на Acropora. Необходими са по-нататъшни изследвания, за да се оцени жизнеспособността на контрола на популацията на C. сокращение като стратегия за управление, да се идентифицира патогена на WBD и да се разбере динамиката на патогените в C. сокращение.

методи

Здрави и болни (активна WBD) фрагменти от A. cervicornis (дължина 6 см) и охлюви от C. сокращение и C. caribaea бяха събрани от Cayo Corales (9 ° 15 ′ 16 ″ с.ш., 82 ° 7 ′ 40 ″ W) в Бокас дел Торо, Панама през февруари 2012 г. Организмите са транспортирани до Смитсоновия тропически изследователски институт в отделни науки. Коралови фрагменти бяха прикрепени към пластмасова решетка и аклиматизирани в поточни аквариуми три дни преди всеки експеримент.

За да се провери дали C. сокращения и C. caribaea са в състояние да действат като вектор и резервоар за WBD, и двата вида охлюви са гладували в продължение на три дни и след това са били хранени на случаен принцип здрава тъкан на A. cervicornis (здрава), болест на A. cervicornis (WBD) или нищо (Гладно) в продължение на три дни. След това охлювите бяха поставени в отделни клетки, всяка от които съдържаше по един здрав коралов фрагмент. Четирите клетки бяха поставени на случаен принцип в девет аквариума с обем 500 L. Хищни белези и прогресия на WBD (дължина х ширина) се измерват два пъти дневно в продължение на пет дни. След като фрагментите показаха признаци на хищничество, охлювите бяха извадени от клетките. Това ни позволи да изолираме хищничеството (т.е. храненето) от прогресията на заболяването.

Следващият експеримент беше проведен, за да се потвърди, че WBD, предаден от C. сокращение, не е отговор на коралите на механични повреди. За тази цел първият експеримент беше повторен с три клетки, съдържащи един коралов фрагмент и един C. сокращение и една клетка, съдържаща коралов фрагмент, който беше експериментално повреден чрез отстраняване на ∼7,5 mm2 коралова тъкан с аерограф и 0,2 μm филтрирани. морска вода (Фигура 1г). WBD, който е резултат или от хищническо лечение на охлюви, или от контрол на лезиите, се наблюдава, както е описано по-горе. За да се потвърди, че причинената от C. сокращение WBD е причинена от трансмисивен патоген, фрагменти, хранени с C. сокращение и изтеглени от WBD, се инокулират в експериментално увредени здрави корали и се наблюдават.

белия

WBD върху A. cervicornis в полето (A) и експериментално предадени в лабораторията (B), хищници на охлюви Coralliophila сокращение (C) и лезия, имитираща хищничество на охлюви (D).

Изображение в пълен размер

За да се тества предаването на WBD във вода, бяха събрани дванадесет възпроизведени фрагмента от пет генотипа и поставени в шест затворени аквариума от 500 L, съдържащи водна циркулационна помпа. Всеки аквариум съдържаше два фрагмента от всеки от петте генотипа; единият фрагмент на генотип остава непокътнат, а другият фрагмент е повреден. Шест фрагмента от здрави и шест фрагмента от болен А. cervicornis бяха завихрени поотделно в 50 ml пластмасови конични епруветки, пълни с 15 ml от 0,2 μm филтрирана морска вода и 3 mm стъклени мъниста и комбинирани, за да образуват нашите отделни болни и здрави инокулати. След това аквариумите бяха случайно инокулирани с болни или здрави хомогенати.

Данните за предаване, сравняващи наличието и отсъствието на WBD във всеки експеримент, бяха анализирани с помощта на точните тестове на Fisher 25 .

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки на общността. Ако смятате, че това е обидно действие, което не отговаря на нашите условия или насоки, моля, сигнализирайте за неподходящо.