Coral 'White Plague' Epidemic Kan Worden Veroorzaakt Door Een Virus

{h1}

De dodelijke witte plaag van koralen werd eens gedacht om door bacteriën worden veroorzaakt, maar de virussen kunnen ook in de ziekte worden geïmpliceerd.

De Caribische Zee vecht tegen een epidemie - een vervelende plaag die zich snel verspreidt en doodt. In tegenstelling tot de historische Zwarte Pest, die miljoenen mensen in de middeleeuwen heeft gedood, is deze zogenaamde witte pest verwoestende populaties van zeekoralen.

Wetenschappers geloofden lang dat de plaag, die voor het eerst opdook in de jaren 1970, een strikt bacteriële oorsprong had, maar onderzoek wijst er nu op dat virussen een prominente rol kunnen spelen bij het veroorzaken van witte pest.

Tijdens een uitbraak van de witte pest in 2010 op de Maagdeneilanden, analyseerden onderzoekers de virussen aanwezig in aangetaste en gezonde koralen. Hoewel alle bemonsterde koralen talloze virussen bevatten, bevatte het weefsel van koralen met witte pest voornamelijk één, specifieke groep virussen. Bekend als kleine, circulaire, enkelstrengs DNA-virussen (SCSDV), deze kunnen mogelijk de oorzaak van de ziekte zijn geweest.

De resultaten zijn een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van zowel witte plaag en koraalziekten in het algemeen, zei bioloog Mónica Medina van de Universiteit van Pennsylvania, die niet betrokken was bij de studie. "Wij als wetenschappelijke gemeenschap hebben de studie van koraalvirussen en hun rol in de gezondheid van de gastheer te lang verwaarloosd", vertelde ze WordsSideKick.com. [Kleurrijke creaties: ongelooflijke koraal]

Wat is witte pest?

De

De "witte plaag" -ziekte die dit koraal aantast, wordt gezien als de witte band onderaan het koraal.

Credit: Met dank aan Oregon State University.

De witte pest wordt gekenmerkt door snel weefselverlies, waardoor het witte skelet van het koraal bloot komt te liggen. "Witte plagen zijn niet zo moeilijk te onderscheiden van andere koraalziekten," zei Nitzan Soffer, een microbioloog aan de Oregon State University en hoofdauteur van de nieuwe studie. "Je hebt levend, gezond weefsel, en dan meteen daaronder heb je een rechte band van wit op de bodem van het koraal." Deze witte band breidt zich snel uit naar de rest van de kolonie.

Onderzoekers identificeerden in 1977 voor het eerst de witte pest in de Florida Keys, maar de ziekte was toen nog niet zo'n groot probleem. "Het was juist dit nieuwe ding dat mensen opmerkten," Soffer vertelde WordsSideKick.com. De ziekte kwam weer terug in dezelfde riffen in 1995 en verspreidde zich snel - volgens het World Conservation Monitoring Centre hadden wetenschappers in 2001 2001 melding gemaakt van uitbraken van witte pest in het Caribisch gebied. Onlangs hebben uitbraken van witte pest 70 tot 80 procent van sommige Caribische koraalriffen weggevaagd, zei Soffer.

Wetenschappers herkennen momenteel drie soorten witte pest die verschillen in hoe snel de ziekte vordert. Type I, de variëteit die in 1977 werd geïdentificeerd, veroorzaakt koraalweefselsterfte met een snelheid van ongeveer een tiende van een inch (3 millimeter) per dag. Type II, geïdentificeerd in 1995, vordert tot 0,8 inch (2 centimeter) per dag en kan een kleine kolonie in één of twee dagen doden. Voor het eerst geïdentificeerd in 2000, veroorzaakt type III weefselverlies bij meer dan 0,8 inch per dag en heeft het vooral betrekking op de grootste koralen die rif bouwen, inclusief bergachtig sterkoraal (Montastraeafaveolata) en reusachtige hersenkoralen (Colpophyllia natans).

Ongeacht het type heeft de ziekte de neiging zich te ontwikkelen in koralen die recentelijk zijn gebleekt, een proces waarbij bepaalde stressor, meestal warmte, ervoor zorgt dat koraal de symbiotische algen afstoot die het koraal van voedsel voorziet. In verband hiermee lijkt de witte pest in verband te staan ​​met hoge temperaturen. "Mijn medewerkers hebben gezien dat deze ziekte vaak aan het einde van de zomer uitkomt, wanneer koralen het meest hevige stress hebben", zei Soffer. (Bleaching is een toenemende zorg omdat de oceanen van de wereld opwarmen als gevolg van klimaatverandering.)

Bacteriële of virale oorzaken?

In de loop der jaren hebben onderzoekers moeite gehad om te bepalen wat de oorzaak is van de witte pest. In 2003 hypothekeerden wetenschappers dat de bacterie Aurantimonas coralicida veroorzaakte witte pest type II, maar recente studies suggereerden anders. "[Onderzoekers] konden de bacteriën niet vinden in koraal met type II, of ze vonden het alleen in gezond koraal," zei Soffer.

Andere studies hebben aangetoond dat koralen die lijden aan witte pest een verhoogde bacteriële diversiteit hebben en een hoger aantal microben van een paar geselecteerde bacteriële families lijken te bevatten.

Door nog een laag aan het mysterie toe te voegen, lijken andere koraalziekten op de witte pest. Witte bandziekte produceert bijvoorbeeld symptomen die lijken op witte pest, maar heeft alleen invloed op Elkhorn-koraal (Acropora palmata) en staghornkoraal (Acropora cervicornis). Het is niet bekend dat witte pest een van deze soorten koraal infecteert. Soffer suggereert dat er meer dan alleen maar drie soorten witte plagen kunnen zijn, vooral omdat in andere wateren zeer vergelijkbare ziektes zijn aangetroffen.

In 2006 ontdekten wetenschappers dat de bacterieThalassomonas loyana kan een ziekte veroorzaken die lijkt op de witte pest in koralen van de Rode Zee, en uit meer recent onderzoek is gebleken dat de ziekte kan worden behandeld met een bacteriofaag (een virus dat bacteriën infecteert), waardoor de bacteriële oorsprong van de ziekte verder wordt versterkt.

Virussen zijn een andere potentiële oorzaak van witte pest en andere koraalziekten, hoewel weinig studies dit idee hebben getest."Virussen zijn een uitdaging om mee te werken en worden daarom vaak over het hoofd gezien", legt Collin Closek uit, een bioloog van de Universiteit van Pennsylvania die gele blaasziekte bestudeert bij West-Caribische koralen en die niet betrokken was bij het onderzoek. Maar een virale oorzaak van witte pest is logisch omdat de ziekte snel verspreidt en doodt, zoals virussen bekend zijn, zei Soffer.

Nitzan Soffer van de Oregon State University neemt een monster van aangetast koraal.

Nitzan Soffer van de Oregon State University neemt een monster van aangetast koraal.

Credit: Met dank aan Oregon State University.

Geladen met virussen

Om na te gaan of bepaalde virussen verband houden met de witte pest, hebben Soffer en haar collega's een uitbarsting van de witte pest in september 2010 onderzocht - waarschijnlijk van type I - onder kolonies van keiorgranen (Montastraea annularis) op de Maagdeneilanden. "Oorspronkelijk gingen we alleen zieke koralen en gezonde koralen bemonsteren", zei Soffer. "Maar toen we daar aankwamen, realiseerden we ons dat koralen bleken op het bovenste gedeelte van de kolonie, terwijl de bodem een ​​witte plaag had."

Tot 90 procent van de kolonies die door het team werden onderzocht, waren gebleekt en 7 procent vertoonde tekenen van zowel bleken als witte pest (geen enkele kolonie had alleen witte pest). De onderzoekers namen weefselmonsters af van zowel de zieke als de gebleekte delen van zeven koraalkolonies, evenals monsters van vijf koloniën die waren gebleekt maar niet ziek. Wetenschappers namen ook monsters van de enige twee koraalkolonies in het hele rif die volledig gezond leken.

Vervolgens gebruikten de onderzoekers een combinatie van DNA-sequencing en een beeldvormingstechniek, transmissie-elektronenmicroscopie, om te bepalen welke virussen in de weefselmonsters aanwezig waren. Hoewel alle kolonies talrijke virussen hadden, verschilden hun virale samenstellingen sterk.

Herpes-achtige virussen domineerden de weefsels van de gezonde koralen - het team gelooft dat de virussen langdurige, niet-letale infecties in koralen aantonen, net als bij mensen en andere dieren. Voor gebleekte alleen kolonies, nucleocytoplasmische grote DNA-virussen - een groep die het pokkenvirus omvat - waren in de lichte meerderheid, maar de weefselmonsters bevatten ook herpes-achtige virussen en SCSDV's. Zieke weefsels uit de kolonie bevatten overweldigend SCSDV's. [Tiny & Nasty: beelden van dingen die ons ziek maken]

Interessant is dat weefsels van het gebleekte gedeelte van zieke koralen veel meer lijken op het weefsel van alleen gebleekt koraal dan op zieke weefsels, wat suggereert dat witte plaaginfecties aan het ziektefront gelokaliseerd zijn.

Uitgebreide studies zijn nog steeds nodig

"[Het onderzoek] is een geweldige aanvulling op de studie van koraalziekten, omdat het de potentiële rol van virussen bij koraalaandoeningen benadrukt," zei Christian Voolstra, een mariene wetenschapper aan de King Abdullah University of Science and Technology in Saoedi-Arabië, die was niet betrokken bij het onderzoek. Hij merkt echter op dat wetenschappers nog precies moeten vaststellen wat de oorzaak is van koraalaandoeningen (inclusief de witte pest) en dat er een uitgebreidere kijk op het probleem nodig is.

"Als we bijvoorbeeld virale en bacteriële gegevens naast elkaar hebben, kunnen we proberen te begrijpen of met bacteriën geassocieerde virussen een uitgesproken rol spelen en of de bacteriën die we zien toenemen, de virussen kunnen verklaren die we zien," vertelde Voolstra aan WordsSideKick.com.

Closek voegde toe dat het onderzoek en andere vergelijkende studies essentieel zijn om te begrijpen hoe microbiële gemeenschappen veranderen bij het begin van koraalaandoeningen. "Meer werk en experimenten zullen nodig zijn om de oorzaak en beperking van witte pest en andere ziekten te onderzoeken," vertelde hij WordsSideKick.com.

Soffer zei dat haar medewerkers nu laboratoriumexperimenten uitvoeren om te proberen witte plagen te veroorzaken door koraal met SCSDV's te infecteren - het werk zou sterker bewijs leveren over de rol van virussen in de witte pest. Toekomstige studies over koraalziekten moeten meer nadruk leggen op virussen, zei ze.

"Virussen kunnen worden opgespoord tot een bron", zei Soffer. "Als de virussen achter witte pest worden opgespoord om, laten we zeggen, menselijk rioolwater, dan kunnen we een manier hebben om ziekteverwekkers te verzachten."

Het onderzoek werd vorige maand gepubliceerd in de International Society for Microbial Ecology Journal.

Volgen Joseph Castro op tjilpen. Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com