Logo bio-infomedia.ro

Unele bacterii sufocă stelele de mare

Steaua de mare Dermasterias imbricata
Stelele de mare afectate de boala cașectizantă, cum este specia Dermasterias imbricata din imagine, se pot descompune într-o masă amorfă. | Foto: IAN HEWSON
  • Dacă se înmulțesc în mod exagerat, bacteriile care trăiesc în mod normal în jurul stelelor de mare, în special bacteriile copiotrofe, pot consuma oxigenul din acest mediu, cauzând îmbolnăvirea și moartea animalelor prin sufocare.
  • Boala poate deveni o amenințare serioasă în contextul schimbărilor climatice, deoarece apele calde conțin mai puțin oxigen decât cele reci, iar bacteriile prosperă la temperaturi ridicate.

Misterioasa cauză din spatele îmbolnăvirii mortale a stelelor de mare nu este o infecție, așa cum oamenii de știință au crezut inițial. În schimb, diferitele tipuri de bacterii care trăiesc în imediata apropiere a tegumentului stelelor de mare consumă oxigenul din apă și efectiv sufocă animalele, conform unui raport din 6 ianuarie, publicat în Frontiers in Microbiology. Astfel de microorganisme prosperă atunci când există niveluri ridicate de materie organică în apele calzi și creează un mediu cu puțin oxigen, care poate face ca stelele de mare să se descompună într-o masă amorfă.

Boala cașectizantă a stelei de mare - care produce simptome letale precum putrezirea țesuturilor și pierderea membrelor - a ajuns în atenția publică în anul 2013, când stelele de mare de pe coasta pacifică a Statelor Unite ale Americii au murit în masă. Boala a mai izbucnit și după 2013, însă niciodată la aceeași scară.

Oamenii de știință au suspectat că un virus sau o bacterie ar putea îmbolnăvi stelele de mare. Această ipoteză a fost susținută de un studiu din anul 2014, care a arătat că animalele bolnave ar fi putut fi infectate cu un virus. Însă această corelație a dispărut atunci când studii ulterioare nu au găsit nicio legătură între virus și moartea stelelor de mare, fapt ce a lăsat cercetătorii nedumeriți.

Noua descoperire că o explozie a numărului de bacterii iubitoare de nutrimente poate reduce concentrația de oxigen din apă și poate cauza boala cașectizantă ne provoacă să credem că nu întotdeauna poate fi vorba de un singur patogen, a declarat Melissa Pespeni, biolog la Universitatea din Vermont, care nu a fost implicată în studiu. Un astfel de mediu complex care provoacă moartea stelelor de mare este un alt tip de idee privind transmiterea bolii.

În plus față de ipoteza inițială că moartea stelelor de mare are o cauză virală, pe care Ian Hewson, biolog marin la Universitatea Cornell, a susținut-o în 2014 în Proceedings of the National Academy of Sciences, cercetătorii au analizat și alte possibile explicații, de la diferențele în temperatura apei până la expunerea animalelor la bacterii. Însă nimic nu a declanșat în mod evident boala.

Apoi, oamenii de știință au studiat tipurile de bacterii care trăiesc împreună cu stelele de mare sănătoase comparativ ce cele care trăiesc cu animalele bolnave. Hewson și colegii săi au descoperit că bacteriile copiotrofe, care prosperă în mediile bogate în nutrimente, erau prezente în jurul stelelor de mare în număr mai mare decât normal la scurt timp după ce animalele au început să capete leziuni. Speciile bacteriene care supraviețuiesc doar în medii cu puțin oxigen erau, de asemenea, foarte numeroase. În laborator, stelele de mare începeau să se îmbolnăvească după ce cercetătorii adăugau fitoplancton sau ingrediente obișnuite pentru stimularea creșterii bacteriilor în cuvele cu apă caldă în care trăiau stelele de mare și bacteriile.

Reducerea oxigenului din apă pe cale experimentală avea un efect similar, producând leziuni la 75% dintre animale. Stelele de mare respiră prin difuzia oxigenului prin mici protuberanțe ale pielii numite branhii tegumentare, așadar lipsa oxigenului cauzată de înmulțirea copiotrofelor face ca stelele de mare să se sufoce. Nu este clar modul în care animalele se descompun în condițiile lipsei oxigenului, fenomenul putând fi cauzat de moarte celulară masivă.

Deși boala nu este produsă de un agent patogen contagios, ea este transmisibilă în sensul că moartea stelelor de mare generează mai multă materie organică, care stimulează înmulțirea bacteriilor pe animalele sănătoase din apropiere.

Echipa de analizat, de asemenea, țesuturi de la stelele de mare care au murit în cadrul evenimentului de mortalitate în masă din 2013 - care a urmat explozia de alge de pe coasta de vest a S.U.A. - pentru a vedea dacă astfel de condiții de mediu ar putea explica epidemia. În apendicele cu creștere rapidă care le ajută la deplasare, stelele de mare care muriseră prezentau concentrații ridicate ale unei forme a azotului găsite în condiții de oxigen redus - semn că acele animale ar fi murit din cauza lipsei oxigenului.

Această problemă s-ar putea înrăutăți în contextul schimbărilor climatice, deoarece apele calde conțin mai puțin oxigen decât cele reci. Iar bacteriile, inclusiv copiotrofele, prosperă în ape mai calde.

Descoperirea cauzei probabile poate ajuta oamenii de știință la tratarea stelelor de mare bolnave în laborator. Una dintre tehnici constă din creșterea nivelurilor de oxigen din rezervor, pentru a face acest gaz mai ușor disponibil pentru stelele de mare, sau înlăturarea excesului de materii organice cu ajutorul radiațiilor ultraviolete ori prin schimbarea apei.

Source Sursa: www.sciencenews.org
Text: Erin Garcia de Jesus
Foto: Ian Hewson



Din aceeași categorie