Prenos choroby bielych pásov na ohrozenom koráli acropora cervicornis -
predmetov
abstraktné
Celosvetový nárast chorôb koralov vážne zasiahol ekosystémy koralových útesov, ale často sa o týchto chorobách nevie veľa, ani o tom, ako sa prenášajú. Napríklad choroba bieleho pásma (White Band Disease - WBD) spôsobila bezprecedentný pokles pokrytia živou hudbou Acropora Live a rýchlo sa šíri neznámymi spôsobmi po Karibiku. Tu testujeme štyri predpokladané typy prenosu WBD na staghornovom koráli Acropora cervicornis: dva zvieracie vektory (Coralliophila abbreviata a C. caribaea) a prenos vody do neporušeného a poškodeného koralového tkaniva. Na základe experimentov s infekciami na báze akvária sme zistili, že C. abbreviata, ale nie C. caribaea, funguje ako vektor aj rezervoár na prenos patogénu WBD. Ukazujeme tiež prenos vody do poranených, ale nie neporušených koralových tkanív staghornu. Kombinácia prenosu cez živočíšne vektory a cez vodný stĺpec pomáha vysvetliť, ako sa WBD distribuuje lokálne a v Karibiku.
úvod
Korálové útesy zaznamenali za posledných 30 rokov bezprecedentný pokles v dôsledku nárastu chorôb zvierat na celom svete 1, 2, 3. V súčasnosti existuje viac ako 20 popísaných chorôb koralov 4, z ktorých mnohé súvisia so stúpajúcimi teplotami mora a antropogénnym vývojom 5. Napriek negatívnym účinkom týchto chorôb nám často chýbajú dôležité informácie o ich etiológii a ekológii 6. Bolo identifikovaných málo koralových patogénov a o spôsobe prenosu väčšiny chorôb koralov sa vie len málo, čo sťažuje kontrolu ohniska nákazy.
White Band Disease (WBD) je ukážkovým príkladom devastujúcej choroby koralov, ktorá je zle pochopená. WBD je choroba špecifická pre hostiteľa, ktorá infikuje oba druhy karibského druhu Acropora 7 - korál staghorn Acropora cervicornis a korál los rohovitý A. palmata - a je identifikovaná progresívnym pásom odumierajúceho bieleho tkaniva 10. Od prvého podania správy v roku 1979 10 mala WBD za následok zničenie až 95% karibských oblastí Acropora 7, 11 a obidvoch druhov klasifikovaných ako zákon o ohrozených druhoch 12 a kriticky ohrozený podľa amerického zákona o ohrozených druhoch 12 na Červenom zozname. IUCN 13. Transmisné experimenty s filtrovanými homogenátmi na izoláciu baktérií v kombinácii s antibiotickou liečbou ukazujú, že WBD je infekčný a spôsobený baktériami 14. Zatiaľ čo konkrétny patogén WBD nebol izolovaný, baktérie Vibrio aj Rickettsiales boli spojené s ochorením 8, 9, 15 .
WBD je experimentálne prenosný vo vysokej miere, a to buď priamym kontaktom medzi chorými a zdravými koralmi 16, alebo aplikáciou gázy nasiaknutej chorým tkanivovým homogenátom na zdravé koraly 14. Prirodzené spôsoby prenosu sú však ťažko známe. Dva možné spôsoby prenosu WBD sú živočíšne vektory a prenos na báze vody. Korýšovitý slimák Coralliophila abbreviata je vektorom pre „rýchlu stratu tkaniva“ v A. cervicornis 17. Ďalšie choroby koralov sa môžu prenášať vodným stĺpcom 18 a prenos sa môže zlepšiť predchádzajúcimi zraneniami 19, 20.
Tu skúmame potenciál prenosu WBD cez dva predpokladané slimačie vektory a vodný stĺpec. Najprv sme otestovali, či C. abbreviata a C. caribaea (dva bežné slimáky koronožravé nájdené v A. cervicornis 21) pôsobia ako vektor a/alebo rezervoár pre WBD vystavením zdravých fragmentov A. cervicornis slimákom, ktoré zdravé, choré alebo vyživované slimáky sa neživia koralmi (t. j. vyhladované). Po druhé, testovali sme potenciál prenosu WBD na vodu pridaním chorých koralových homogenátov do uzavretých akvárií, ktoré obsahovali neporušené a zranené (tj. Zranené) fragmenty A. cervicornis.
Výsledky
Pri porovnaní prenosu medzi C. abbreviata a C. caribaea spôsobila predácia C. abbreviata významne vyššie rýchlosti prenosu choroby (9 z 19 fragmentov) ako predácia C. caribaea, ktorá neprenášala WBD (Fisherov presný test, p = 0 0046; tabuľka 1). Naproti tomu predchádzajúce kŕmenie (zdravé, choré a vyhladované) nemalo významný vplyv na rýchlosť prenosu WBD podľa C. abbreviata (presnejší Fisherov test, p = 1; tabuľka 1).
Nie je jasné, prečo C. abbreviata, ale nie C. caribaea, môže prenášať WBD, pretože obe sú koronožravce z A. cervicornis. Neschopnosť C. Caribea preniesť WBD mohla byť spôsobená kombináciou faktorov. Coralliophila caribaea spotrebovala menej koralového tkaniva ako C. abbreviata (nezverejnené údaje) a pravdepodobne nezískala dostatok patogénu na prenos alebo nevytvorila dostatočne veľkú léziu na zdravých koraloch, aby mohol patogén infikovať koraly. Alternatívnou a možno zaujímavejšou možnosťou je, že C. caribaea je nehostinná pre patogén WBD.
Pokiaľ ide o prenos na vodu, naše údaje naznačujú, že WBD sa môže prenášať cez vodný stĺpec iba vtedy, ak bol koral zranený (t.j. zranený). Potenciál úrazu, a teda aj riziko infekcie, sa zdá byť vysoký vzhľadom na množstvo druhov poškodenia tkanív, ktoré sa vyskytujú v prírode, vrátane konkurencie, mechanického poškodenia alebo porúch slimákov, motýľov, motýľov, červov a iných taxónov. Dôkazy o vodnom prenose WBD vysvetľujú, ako sa WBD šíri v Karibiku, pretože zvyčajne neexistuje priamy kontakt medzi zdravými a chorými koralmi medzi susedmi a C. abbreviata. 17
Pochopenie toho, ako sa prenáša WBD, poskytuje prehľad o tom, ako by sa dalo ochorenie riadiť a kontrolovať. Zatiaľ čo kontrola prenosu WBD prenášaného vodou sa ukáže ako ťažká, liečba populácií C. abbreviata môže byť praktickou metódou na zníženie výskytu WBD, najmä u ťažko postihnutých populácií druhu Acropora. Je potrebný ďalší výskum na posúdenie životaschopnosti kontroly populácie C. abbreviata ako stratégie riadenia, identifikácie patogénu WBD a porozumenia dynamiky patogénov v C. abbreviata. .
Metódy
Zdraví a chorí (aktívne WBD) fragmenty A. cervicornis (6 cm dlhé) a slimáky C. abbreviata a C. caribaea pochádzali z Cayo Corales (9 ° 15 '16' 'severnej šírky, 82 ° 7' 40 '' západnej dĺžky) zhromaždené. vo februári 2012 v Bocas del Toro v Paname. Tieto organizmy boli dopravené do Smithsonianského tropického výskumného ústavu v samostatných vedrách. Korálové fragmenty boli pomocou kábla priviazané k plastovej chlopni a pred každým experimentom sa tri dni aklimatizovali v prietokových akváriách.
Na testovanie toho, či C. abbreviata a C. caribaea môžu pôsobiť ako vektory a zásobníky WBD, boli oba druhy slimákov tri dni vyhladované a potom boli náhodne kŕmené zdravým tkanivom A. cervicornis (zdravé), chorým tkanivom A. cervicornis ( WBD) alebo nič (vyhladované) tri dni. Slimáky sa potom umiestnili do jednotlivých klietok, pričom každá obsahovala zdravý fragment koralov. Štyri klietky boli náhodne umiestnené do deviatich 500 litrových akvárií. Predátorské jazvy a progresia WBD sa merali (dĺžka x šírka) dvakrát denne počas piatich dní. Len čo úlomky javili známky predácie, slimáky boli z klietok odstránené. To nám umožnilo izolovať predáciu (t.j. kŕmenie) od progresie ochorenia.
Uskutočnil sa nasledujúci experiment, ktorý potvrdil, že WBD prenášaný C. abbreviata nie je reakciou koralov na mechanické poškodenie. Za týmto účelom sa prvý experiment opakoval s tromi klietkami obsahujúcimi koralový fragment a C. abbreviata a jednou klietkou obsahujúcou koralový fragment, ktorý sa experimentálne odstránil pomocou airbrushovania a odstránenia ≤ 7,5 mm2 koralového tkaniva pomocou airbrush a 0,2 & mgr; m bola prefiltrovaná morská voda (obrázok 1d). WBD vyplývajúce buď z predácie slimáka, alebo z lézií bolo monitorované, ako je uvedené vyššie. Na potvrdenie toho, že WBD spôsobená C. abbreviata bola spôsobená prenosným patogénom, boli na experimentálne poranené zdravé koraly zaštepené fragmenty napájané C. abbreviata, ktoré dostali WBD.
WBD v A. cervicornis v teréne (A) a prenesené experimentálne v laboratóriu (B), predácia slimáka Coralliophila abbreviata (C) a predácia slimáka ako lézia (D).
Na testovanie prenosu WBD na báze vody sa zhromaždilo dvanásť replikovaných fragmentov z piatich genotypov a umiestnili sa do šiestich 500 l akvárií s uzavretým okruhom, ktoré obsahovali čerpadlo na cirkuláciu vody. Každé akvárium obsahovalo dva fragmenty každého z piatich genotypov; Jeden fragment na každý genotyp zostal neporušený a druhý fragment bol zranený. Šesť fragmentov zdravých a šesť fragmentov chorých A. cervicornis sa jednotlivo vortexovalo v 50 ml kónických plastových skúmavkách naplnených 15 ml 0,2. m filtrovanej morskej vody a 3 mm sklenených perličiek a kombinované, aby sme vytvorili naše samostatné choré a zdravé očkovacie látky. Akvária sa potom náhodne naočkovali buď chorým, alebo zdravým homogenátom.
Údaje o prenose porovnávajúce prítomnosť a neprítomnosť WBD v každom experimente sa analyzovali pomocou Fisherových presných testov 25.
Poznámky
Odoslaním komentára vyjadrujete súhlas s našimi podmienkami používania a pokynmi pre komunitu. Ak zistíte, že niečo zneužíva alebo nie je v súlade s našimi podmienkami alebo pokynmi, označte to ako nevhodné.