潛水員在一月份在美國維爾京群島的聖托馬斯(St. Thomas)附近監測珊瑚礁,注意到令人震驚的事情:大白病變正在吞噬數百種石質珊瑚的五顏六色的組織。第二天,一些珊瑚死了 - 只有他們的鮮明的白色骨架。其他人最多陷入了兩個星期。在四個月內,超過一半的礁石遭受了同樣的滅亡。
殺死珊瑚的是遠非清晰,但主要嫌疑人是石質珊瑚組織損失疾病,有時是由其縮寫SCTLD或暱稱為“ Skittle-D”所指的。這種感染是在2014年在佛羅里達州發現的,是某些科學家認為的原因最致命的珊瑚疾病暴發之一有記錄。
科學家估計,在加勒比海地區,該疾病現在正在肆虐該地區65個礁石建造物種中的三分之一。然而,研究人員甚至不確定該疾病是病毒,細菌還是其他微生物混合物。珊瑚生態學家瑪麗蓮·布蘭特(Marilyn Brandt)說,無論原因如何,“它正在殲滅整個物種”,他正在領導一支科學團隊,試圖從多個研究角度解決爆發。
維爾京群島大學的布蘭特說,過去的其他珊瑚疾病的爆發使珊瑚覆蓋量多達50%。但是,這種新疾病在那一半的時間內造成了相同數量的損害 - 比該地區的任何過去暴發都更快地散佈和殺死更多的珊瑚。
布蘭特說:“它沿著礁石行進,很少將珊瑚拋在後面。” “我們很害怕。”
融化
石質珊瑚組織損失疾病可以在幾天或幾週內殺死珊瑚。在這裡,病變在六週內在珊瑚組織上吞噬。


疾病熱點
珊瑚礁佔地不到海底的2%。但是它們在生態系統中起著至關重要的作用,維持了估計的四分之一海洋物種。有時誤認為岩石或植物,珊瑚實際上是珊瑚息肉的集體,小小的無脊椎動物,就像其他動物一樣生病。珊瑚有時會屈服於致命的瘟疫。其他時候,它們會擺脫類似於普通感冒的溫和疾病。
自從1970年代在加勒比海地區記錄了第一種珊瑚病以來,研究人員已經確定了世界上更多的珊瑚疾病,而加勒比海現在被認為是珊瑚病熱點。但是科學家對這些疾病及其工作方式知之甚少。布蘭特說,許多海洋微生物在培養皿和試管中的生長不佳,因此研究珊瑚疾病是艱難的。
甚至賦予疾病的名稱也很模糊,僅基於感染的視覺提示,例如黃色波段疾病,深色斑點綜合徵和白瘟疫。而且看起來很多相似,這無濟於事。石質珊瑚組織損失疾病最初是在進入其他石質珊瑚之前先攻擊腦珊瑚的,最初被誤認為是白瘟疫。
執行珊瑚礁分類
在佛羅里達州東南部,疫情持續了五年。那時,這種疾病影響了包括佛羅里達鑰匙在內的幾乎所有580公里的珊瑚礁,包括佛羅里達州勞德代爾堡Nova東南大學的海洋生物學家Karen Neely說。幾個月後,珊瑚疾病暴發通常會燃燒。
命中列表
石質珊瑚組織損失疾病於2014年出現在佛羅里達州,此後遍布加勒比海地區。該疾病的病例已在墨西哥,牙買加,聖馬丁,多米尼加共和國和美國維爾京群島的聖托馬斯附近證實(紅色)。可疑案例以橙色顯示。
製圖石質珊瑚組織損失疾病的病例


資料來源:PR Kramer,L。Roth和J. Lang/Agrra 2019(數據來源:Agrra)
尼利(Neely)和其他人試圖通過將數百個健康的殖民地移至坦克,可以在其中研究,繁殖和保護佛羅里達州的爆發,以避免佛羅里達礁石建造的珊瑚。同時,潛水員slate病的珊瑚在礁石留在礁石上,並帶有消毒劑和阿莫西林糊,似乎可以治愈病變。 Neely估計,自1月以來,佛羅里達研究人員已經治療了近1200個殖民地。
Neely說,使用抗生素,“我們看到了約85%的成功。”但是這種藥物不會阻止新病變彈出。她說:“重點之一是開發殖民水平的治療方法。”在此之前,這種糊狀是“我們可以希望的最好的”。
布蘭特說,抗生素的有效性表明該疾病可能是細菌性的。但是該疾病可能具有病毒的起源,在這種情況下,糊狀物將治療症狀,而不是原因。

由於聖托馬斯爆發才剛剛開始,勃蘭特的團隊正在嘗試採取不同的方法來阻止這種疾病:去除病態的珊瑚並拋棄健康的珊瑚。她說,這應該減少水的病原體負荷,從理論上講,這使疾病更加難以傳播。但是,要清楚這種定位策略的結果將需要大約六個月的時間。
狩獵珊瑚殺手
為了找出可能導致這種疾病的原因,布蘭特團隊的成員正在研究珊瑚的微生物組,這是生活在珊瑚及其周圍的許多微生物。建立犯罪嫌疑人名單需要首先整理出通常屬於健康珊瑚的東西,而不是什麼。
在馬薩諸塞州的伍茲洞海洋學機構,海洋生態學家艾米·艾西(Amy Accorlill)和同事正在仔細檢查生病的珊瑚的微生物,以及在聖托馬斯(St. Thomas)礁周圍循環的沉積物和水。 Applill說,將數據與佛羅里達珊瑚的數據進行比較可能會發現兩次爆發之間的相似之處,這可以幫助縮小罪魁禍首的清單。
該團隊還將其顯微鏡集中在大腦和恆星珊瑚樣品上,因為病變突然出現。珊瑚最初來自聖托馬斯的健康礁石,在一個實驗中捕獲了該疾病,其中將它們放在水族館中的Flat Cay受感染的珊瑚附近。批准說:“我們可能會看看'早期'疾病的外觀。”
不過,她沒想到會找到一種奇異的病原體。她說:“許多科學家正在朝著這可能是導致疾病的微生物的財團邁進的想法。在不同的珊瑚物種和不同環境中,該財團看起來可能不同。但是,疾病可能會引發微生物多樣性的類似轉變,因此這些模式值得關注。
關於石質珊瑚組織損失疾病的新線索來自佛羅里達州佛羅里達大學佛羅里達大學蓋恩斯維爾大學的朱莉·邁耶(Julie Meyer)領導的研究小組。該小組發現,患病的珊瑚的微生物組比健康的珊瑚更容易變化和變得更加多樣化。這些微生物的遺傳分析珊瑚中豐富的五種細菌研究人員報告說,感染了這種疾病,5月3日在Biorxiv.org上。至少一種類型在腐爛的組織伴隨的低氧條件下蓬勃發展,並且都與世界各地的其他珊瑚疾病暴發有關。
但是,需要更多的工作來確定所鑑定的微生物是否導致疾病,或者只是利用機會填充弱化的珊瑚。
分析受害者
雖然一些研究人員追捕病原體嫌疑人,但珊瑚免疫學家勞拉·邁德拉茲(Laura Mydlarz)和其他人正在研究細胞水平生病的珊瑚發生的事情。勃蘭特團隊的成員Mydlarz說:“我更願意在主機方面。”
Mydlarz的實驗室在德克薩斯大學阿靈頓分校的實驗室表明,某些易感珊瑚物種的免疫系統被困在細胞死亡模式或凋亡中,當時被誘騙到認為致病細菌正在入侵。這些珊瑚從他們的組織上脫離。然而,更耐病的物種具有免疫系統進入細胞回收模式並抗擊感染,她的團隊報告了皇家學會b會議錄2017年。
Mydlarz懷疑在容易受到石質珊瑚組織損失疾病的珊瑚中可能會發生類似的事情。那是因為她的研究中有利於細胞死亡模式的物種受到暴發最嚴重的打擊。

水變暖
隨著氣候變化溫暖海水,這場了解更多有關石質珊瑚組織損失疾病和其他感染的競賽變得越來越緊迫。全球變暖就像是珊瑚疾病的一兩次打孔:熱應激和漂白可能會削弱珊瑚防禦,同時變暖的水將病原體變成過驅動。污染,過度捕撈和其他環境因素也會強調珊瑚,從而使病原體AN。
“珊瑚礁根本無法休息,”布蘭特說。 “我覺得我們正在玩whack-a-mole”,談到一個又一個挑戰。
根據1月份發表的一項分析,海洋現在比2014年政府間氣候變化小組在2014年報告中預測的要快40%。科學。隨著海洋吸收,預計趨勢將繼續大約93%的大氣熱被溫室氣體捕獲。
隨著海洋溫度的升高,珊瑚病可能會與珊瑚下降的主要驅動力相抗衡。疾病暴發預計將成為更頻繁,更嚴重,研究人員在2015年報導自然氣候變化。
聖托馬斯(St. Thomas)的扁平礁礁被認為是彈性的,他從2005年的一次重大漂白事件中反彈,並於2017年背靠背颶風。布蘭特說,接下來是柱子珊瑚。石質珊瑚組織損失疾病“似乎能夠改變我們所知道的珊瑚礁的面孔。”
疾病正在移動
研究人員正試圖跟上疾病在哪里以及如何擴散。巴吞魯日路易斯安那州立大學的珊瑚礁生態學家丹·霍爾斯坦(Dan Holstein)說,病原體可能已經從佛羅里達到聖托馬斯。還報導了墨西哥東海岸,牙買加,聖馬頓和多米尼加共和國的礁石上的石質珊瑚組織損失疾病。
荷斯坦正在使用海洋電流數據和其他因素來預測疾病可能出現的地方。早期的結果表明,美國加勒比海地區另一個波多黎各應該擔心。泰勒·史密斯(Tyler Smith)說,五月的潛水員證實,爆發正朝著波多黎各島的維克斯島(Vieques)駛向,恆星珊瑚約17公里,已經有40米深處的白色病變塞滿了40米深的珊瑚。
史密斯說,這一發現令人沮喪。科學家知道,淺水中的恆星珊瑚容易患這種疾病,但希望生活在更深的水域可能會倖免((SN在線:7/19/18)。他將由數億個密集的殖民地組成的深礁比作粉末小桶。史密斯說,隨著較深的恆星珊瑚也屈服,“ [疾病]的傳播可能很快就會迅速拾取,甚至比現在還要多。”
布蘭特及其同事們繼續監視美國維爾京群島的礁石。 6月,他們在聖克魯瓦附近的水域發現了一絲希望。儘管有些珊瑚確實有較少的白瘟疫,但在島上進行的270個地點都沒有顯示出這種疾病的跡象。 “這是一個恐慌的時刻,”布蘭特說。 “每個人都處於高度戒備狀態。”