En mystisk gärningsman har dödat sjöstjärnor. Forskare trodde att en infektion var skyldig. En ny studie pekar på bakterier som boven. Men mikroberna verkar kväva dessa havsstjärnor, inte infektera dem.
Många typer av bakterier lever nära de yttre lagren av en havsstjärnas hud. Vissa typer kan använda mycket av vattnets syre. Sådana mikrober trivs i varmt vatten där det finns höga halter av kolrika material, så kallade organiskt material. När det finns för många bakterieceller förbrukar de så mycket syre att de kväver sjöstjärnorna. Påverkade havsstjärnor på sådana platser kan bara smälta till en slempöl. Forskare rapporterade dessa sliskiga fynd 6 januari i Frontiers in Microbiology.
Sjukdomen är känd som slöseri med sjöstjärnor. Dess symtom inkluderar ruttnande vävnader och förlust av lemmar. Denna sjukdom väckte rubriker för första gången 2013. Det var då havsstjärnor som levde utanför den amerikanska Stillahavskusten dog i enorma antal. Utbrott hade inträffat tidigare, men aldrig i så stor skala.
Först misstänkte forskare att ett virus eller en bakterie kunde göra sjöstjärnor sjuka. En studie från 2014 hittade ett virus hos ohälsosamma djur. Men senare studier fann ingen koppling mellan viruset och dödsfall från sjöstjärnor. Det förbryllade forskarna.
Den nya studien visar att en blomning av näringsälskande bakterier kan tömma syre från vattnet, vilket leder till att sjöstjärnor försvinner.
Det här fyndet “utmanar oss att tänka att det kanske inte alltid finns en enda patogen eller en rykande pistol”, säger Melissa Pespeni. Hon var biolog vid University of Vermont i Burlington och var inte involverad i arbetet. Det verkar, säger hon, att miljön spelar en stor roll för att döda havsstjärnor. Och det, säger hon, “är en ny typ av idé för överföring.”
Slöserisjukdomen är komplex. Det gjorde det svårt att lista ut vad som pågick, säger Ian Hewson. Han ledde forskargruppen. Han är också marinbiolog vid Cornell University i Ithaca, NY. Hans grupps jakt på varför havsstjärnor längs Nordamerikas Stillahavskust smälte till smuts ledde dem in på många felaktiga vägar. Först trodde de att viruset de hittade i sjuka havsstjärnor 2014 var skyldig. Men ett år senare motbevisade de den idén. Han och hans kollegor undersökte sedan andra faktorer, som skillnader i vattentemperatur. De försökte också utsätta djuren för bakterier. Men ingenting utlöste tillförlitligt slöserisjukdomen.
Sedan undersökte forskarna bakterier som lever med friska sjöstjärnor. De jämförde dessa mikrober med de som lever tillsammans med djur som hade slöserisjukdomen. Och, minns Hewson, “Det var då vi hade vårt 'Aha'-ögonblick.”
Kvävande sjöstjärnor
Hans grupp noterade högre nivåer av vissa typer av bakterier runt sjöstjärnor som började visa tecken på skada. Vissa bakterier var kopiotrofer (KOH-kiss-oh-troafs). De är mikrober som trivs i områden med massor av näringsämnen. Också frodas var bakteriearter som bara överlever i miljöer med lite eller inget syre. För att efterlikna dessa förhållanden i labbet tillsatte forskarna näringsämnen för att stimulera bakterietillväxt i de badkar där djuren levde. Visst, sjöstjärnorna började slösas bort.
Hewsons team försökte också sänka syrenivåerna i vattnet. Det hade en liknande effekt. Det orsakade sår hos tre av fyra djur. Däremot blev ingen sjöstjärna som fick normala syrenivåer sjuk.
Sjöstjärnor andas när syre diffunderar över små yttre projektioner som kallas hudgälar. Växande kopiotrofer suger mycket syre ur vattnet. Det kan göra att havsstjärnor kämpar för att andas. Det är ännu inte klart varför låg syre utlöser en slöseri. Många av djurets celler kan helt enkelt dö.
Inte smittsamt, men en “snöboll” effekt'
Sjukdomen orsakas inte av en smittsam patogen. Ändå sprider sig slöseriet. Döende havsstjärnor genererar mer organiskt material. Och det kan sporra bakterier att växa på närliggande friska djur. “Det är lite av en snöbollseffekt”, säger Hewson.
Hans team analyserade också vävnader från sjöstjärnor som hade dukat under i en massdöd mellan 2013 och 2014. Det följde en stor algblomning på den amerikanska västkusten. Forskarna ville se om förhållanden liknande de i en algblomning kan förklara utbrottet. Döda havsstjärnornas vävnader hade höga mängder av en form av kväve som finns i förhållanden med låg syrehalt. Det är ett tecken på att de där sjöstjärnorna också kan ha dött av syrebrist.
Problemet kan förvärras med klimatförändringarna, oroar Hewson. Enbart baserat på fysiken, noterar han, “varmare vatten kan inte [hold] så mycket syre [as colder water can].” Bakterier som kopiotrofer frodas också i varmt vatten.
Att fastställa den troliga orsaken till slöseri kan hjälpa experter att bättre behandla sjuka sjöstjärnor, säger Hewson, åtminstone i labbet. Det kan vara möjligt att öka syrenivåerna i en vattentank för att göra denna gas mer tillgänglig för havsstjärnor. Eller forskare kan bli av med extra organiskt material med ultraviolett ljus eller vattenfilter.
“Det finns fortfarande mycket att ta reda på med den här sjukdomen”, säger Pespeni. “Men jag tror att [this new study] ger oss en lång väg att förstå hur det kommer till.”
Leave a Reply