珊瑚礁生态

NOAA研究发现:致命的石珊瑚疾病可隐藏在沙子中并传播感染

2022-02-09

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(图源:NOAA / Andrew Bruckner)

 

一项针对持续7年的石珊瑚疾病爆发的新研究发现,这种疾病可能潜伏在海底的沙子中,并迅速传播造成致命感染。

迈阿密大学(University of Miami)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的科学家们,已经首次证实,暴露在受感染珊瑚下的沙子可以将石珊瑚疾病传播给那些健康的珊瑚。这种疾病的症状在一天之内就出现了,远远快于通常在珊瑚传播感染中所需的一周到两周的时间。

研究人员已经开始与监督沿海建设的州和联邦当局分享信息,同时包括南佛罗里达繁忙港口的扩建。

该研究的第一作者,密歇根大学海洋与大气科学合作研究所和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)大西洋海洋与气象实验室的珊瑚科学家迈克尔·斯图迪万(Michael Studivan),表示称:“只过了24小时,就能看到明显的病变形成和漂白迹象,真的令人惊讶。它足以强调,沉积物有可能成为一种将疾病从珊瑚传播到其他珊瑚的快速途径。”

由于气候变化使海水变暖,给珊瑚礁带来压力,而迈阿密港在政府预算支持下疏浚为巨型船舶腾出空间,在此期间弗吉尼亚礁岛附近首次发现石珊瑚病,出现在300英里长的珊瑚礁航道上。在过去的几十年里,佛罗里达的珊瑚礁已经失去了大约90%的珊瑚。

斯图迪万说,证实这种疾病可存在于海洋沉积物中,并能传播给健康的珊瑚,并不一定意味着引发该疾病的罪魁祸首就是耗资2.05亿美元的大型港口疏浚工程。他还指出,根据模型显示,疏浚的沙子并没有被带到珊瑚感染区。

但这些发现确实表明,这样的工作可能会因传播疾病而引发未来的疫情爆发。

美国陆军正在考虑在迈阿密港进行另一次扩建,预计到2030年,前往该港口的超级船舶数量将增加一倍以上。

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(图源:NOAA ;自2014年以来,导致造礁珊瑚的感染疾病,已从弗吉尼亚礁岛蔓延到佛罗里达珊瑚礁区,并蔓延到加勒比地区。)

 

 

“这是这次疫情中一个悬而未决的大问题,我不确定我们是否能真正了解它来自哪里,”迈克尔·斯图迪万(Michael Studivan)解释,“但这项研究告诉我们,也许这种疾病可以持续存在于这些沉积物中,所以它需要成为我们未来考虑的东西。”

在疏浚工程附近越来越严格的审查中,自从首次发现这种疾病以来的七年里,石珊瑚已经在佛罗里达州的珊瑚礁和加勒比海和尤卡坦半岛蔓延开来,感染了二十多个不同的物种。

然而,科学家们对此仍知之甚少。 斯图迪万说:“我们不知道这是病毒、细菌还是其他类型的病原体。”

这是因为珊瑚与海洋微生物、细菌、病毒,甚至是生活在其中的真菌有着复杂的关系,科学家将这种生态单元称为全生物(Holobiont)。

尽管珊瑚被认为是非常简单的动物,但它是一种狡猾的动物。事实上,它们往往比我们想象的要复杂得多,很难识别特定的病原体。

他还指出,其他疾病可能会杀死一小部分物种的珊瑚,然后灭绝或降至正常、可容忍的蔓延程度。但是石珊瑚不仅感染了大量有价值的造礁物种,而且这种疾病持续的时间也更久。据估计,它已经杀死了数百万的珊瑚群落,这是一个总体数量层面的事件。

研究人员并没有选择等待发现疾病的起因,而是去研究传播疾病的因素。水是第一个容易识别的途径,而沉淀物是另一个嫌疑因素。

他们还专注于治疗和预防,寻找更好地应用抗生素的方法,并培育耐药的珊瑚,把它们移植到珊瑚礁上。在这项实验中,研究人员于2020年夏天从渔人岛(Fisher Island)附近采集了没有疾病迹象的珊瑚,并在弗吉尼亚礁岛(Virginia Key)的一个实验室中将它们隔离了三个月。受感染的珊瑚来自海边劳德代尔附近的一个珊瑚礁,以及受感染珊瑚礁附近的沙子。然后,科学家们将感染珊瑚附近的沙子与健康珊瑚混合;患病珊瑚与来自受感染和未受感染地区的健康珊瑚和沙子放在不同的容器中,以比较传播率。最后,他们还分析了珊瑚和沙子中的微生物。

研究结果出来后,沉积物传播疾病的速度变得清晰,斯图迪万说,研究人员联系了监督沿海工作的当局,如佛罗里达州环境保护部门和陆军部队。

迈克尔·斯图迪万(Michael Studivan)指出,“最重要的是,我们需要从整体上考虑沉积物如何影响疾病爆发的持续性。这包括对可能移动沉积物的工作进行更多的监测,比如疏浚工作,以及计算这项工作可能引发疫情的风险。我想到的一个大问题是埃弗格莱兹港(Port Everglades)的扩建,计划在未来几年内进行。”

研究人员还在努力确认压舱水是否可以传播这种疾病,因为他们发现在加勒比海爆发了这种疾病,尽管它在向北的洋流中传播。他们还专注于在沉积物中寻找生物标记物,以帮助他们确定疾病是否存在,然后避免干扰沙子。

他最后提到,“我们能做的是尝试和管理如何移动沉积物,特别是那些大型工程项目,以确保这不会增加新地区传播感染的风险。七年之后,如果说我们学到了什么的话,那就是很难确定是什么导致了这种情况。所以,现在需要关注我们到底能做些什么来阻止它。”

 

 

(资料来源:NOAA、WLRN Public Radio and Television)


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