Без кейворду

Консорціум зі здоров’я та хвороб коралів: Нова інформація про хвороби коралів

З 22 по 25 січня 2002 року я був запрошеним учасником першого офіційного семінару “Здоров’я і хвороби коралів: Розробка національного плану досліджень”, організованого Консорціумом з вивчення хвороб і здоров’я коралів (Coral Disease and Health Consortium, CDHC). CDHC був створений у відповідь на Національний план дій Цільової групи з коралових рифів з метою організації та координації наукових ресурсів, спрямованих на вивчення питань здоров’я коралів (Woodley 2002).

Учасники семінару були експертами з різних дисциплін, включаючи тих, хто займається дослідженнями захворювань коралів, а також представників ветеринарної медицини, охорони здоров’я та біотехнологій. Таке перехресне представництво дисциплін було навмисною спробою залучити методи і ідеї з різних галузей для того, щоб допомогти прискорити повільний прогрес у вивченні хвороб коралів.

Перш ніж заглибитися в хід і результати семінару, я коротко зроблю кілька коментарів щодо цієї події – кілька висновків, які стали для мене певною мірою несподіванкою. З середини та кінця 1990-х років я припускав, що хвороба коралів, ймовірно, має тісний зв’язок зі стресом, і що імунітет коралів слід розглядати з точки зору його зв’язку з хворобою коралів (Borneman and Lowrie 1998a, 1998b). Мої початкові думки були зустрінуті з деякими суперечками, але я відчував – і відчуваю – досить сильно про це, що я зробив це в центрі уваги моєї докторської дисертаційної роботи. Було досить приємною несподіванкою побачити, що основна увага на цьому семінарі була зосереджена на тому, щоб почати вивчати імунітет коралів і зв’язок стресу з хворобами коралів. Фактично, наша робоча група (одна з чотирьох) мала назву “Екологічні фактори, що впливають на сприйнятливість та інфекційність”. Сказати, що я був у захваті від того, що став частиною цієї групи, було б применшенням.

Парадоксально, але цей же семінар дав мені значну паузу в моїх роздумах про роль патогенів у хворобах коралів. Протягом такого ж тривалого періоду часу я категорично стверджував, що багато людей, які вважають, що “таємничі патогени і бактерії” є причиною всіх хвороб коралів, ймовірно, помиляються. Я відчуваю, як ніколи раніше, і в значній мірі ґрунтуючись на кількості підтверджуючих досліджень в цій області (Herndl and Velimirov 1986, Koh 1997, Paul et al. 1986, Rowher et al. 2001, Santavy 1995, Shasar 1994), що бактерії і корали асоціативно пов’язані і в більшості випадків мають доброякісні або навіть сприятливі відносини. Однак я також більше переконаний, що бактеріальні патогени можуть бути більш поширеними або відігравати більшу роль у захворюваннях, ніж я раніше хотів визнати. Я сподіваюся, що ця точка зору буде прояснена в наступній статті.

Білі книги

До семінару, і включені в надані нам матеріали, був ряд робіт дослідників хвороб коралів, які узагальнювали поточний стан справ у цій галузі або представляли нову інформацію, яка або була в даний час у пресі, або подавалася до публікації. Таким чином, ми отримали “попередній перегляд” деяких цікавих робіт. На жаль, я не можу розповісти про точний характер деяких з цих матеріалів, поки вони не будуть опубліковані. Однак, є багато чого, що я можу розповісти.

Гістологія коралів

Естер Пітерс, один з видатних патологів коралів, представила інформацію, що узагальнює використання і прогрес гістологічних методів, які використовуються для вивчення хвороб коралів. Гістологія – це вивчення тканин та їх структурних функцій, як правило, за допомогою мікроскопії. Вона є лідером у цій галузі, і крім того, що показала деякі з інструментів, доступних в даний час для вивчення гістології у коралів, вона зробила кілька важливих зауважень. Вивчення гістопатології коралів все ще перебуває в зародковому стані, і тим внескам в етіологію (фактори, що викликають або відіграють роль у вираженні) захворювань допоможуть міждисциплінарні дослідження, “що включають інформацію з аналітичної хімії, біохімії, мікробіології, молекулярної біології та фізіології, а також океанографії та екології, і нові розробки в області гістотехніки”. Вона вказала на те, наскільки важлива гістопатологія для розуміння хвороб коралів, і що необхідно провести багато роботи, щоб визначити, як хвороба “може бути результатом інфекцій з різними патогенами та/або фізичними або хімічними стресовими факторами” (Пітерс, 2002). (Peters 2002).

Масштаби та управління хворобами коралів

Ернесто Вайль представив матеріал, заснований на його поточних і майбутніх публікаціях, в яких обговорюються, головним чином, масштаби і діапазон хвороб коралів в Карибському басейні (Weil 2002a, 2002b). Він зазначив, що хвороби коралів зустрічаються і в Тихому океані. Значна частина досліджень хвороб коралів проводиться в Карибському басейні, і Ернесто показав фотографії подій, пов’язаних із захворюваннями в цьому регіоні. Він також показав фотографії нових передбачуваних захворювань коралів, багато з яких я також приніс, щоб показати групі з мого власного дайвінгу в регіоні. Справжнє питання полягає в тому, в якій мірі ознаки цих захворювань представляють окремі явища або є просто різними проявами одних і тих же явищ? Відповідь на це питання значно ускладнюється складністю і повільним прогресом у визначенні справжніх причин захворювання коралів (і, звичайно, однією з причин проведення цього семінару).

Цей Colpophyllia natans, сфотографований на банці “Квітник”, мав дуже аберантний строкатий малюнок на поверхні, який складався як з вибілених ділянок, так і з некротичних ділянок. Це неописаний стан, який спостерігався і в інших місцях (Weil pers. comm), але корал, очевидно, відновився протягом декількох місяців (Wiseman pers. comm).

Потемнілі кільця на цій Montastraea faveolata з Пуерто-Рико не є нормальним явищем. Сама тканина виглядала здоровою, а причина появи цих смуг не відома і не описана.

Diplora strigosa на цих фотографіях з Квіткових садів не є чимось незвичайним. Численні колонії мають цей незвичайний візерунок, який, здається, є версією поширених гіпертрофічних розростань (пухлин), які помітні на багатьох коралах у цій місцевості. Причина такого стану невідома і не описана.

Цей кільцеподібний візерунок частіше спостерігається у Sidearastrea siderea, виду, добре відомого своїм захворюванням під назвою “Хвороба темних плям”. Немає відомої причини для обох станів, і кільця можуть бути варіацією більш плямистої хвороби темних плям. Однак, послідовність варіацій ознак захворювання, хоча і з деяким перекриттям, є дивовижною. Фотографія зроблена на острові Мона.

Ці бліді кільцеві форми були помічені на декількох видах Diploria і Colpophyllia навколо острова Мона. Тканина виглядала здоровою, але забарвлення було досить аберантним, тому ми позначили колонії для подальших спостережень. Очевидно, колонії відновили свою нормальну пігментацію через кілька місяців (Bruckner pers comm.).

Це захворювання відоме під назвою “Хвороба смертності хребта”, і повідомляється лише про Diploria sp. Деякі дослідники вважають, що це не хвороба, а результат общипування рибою-метеликом. Існують випадки, коли це дійсно може бути так, але макрелі, як правило, працюють на ділянках і нелінійно вздовж хребта. Крім того, не було помічено жодної ластівки, яка б гніздилася навколо цієї колонії. Знято на берегах Квіткового саду.

Смуга невідомого походження на Siderastrea siderea. Зроблено в Саутвотер-Кей, Беліз.

Цей тип візерунка за деякими визначеннями називається плямистим некрозом, але вважається, що плямистий некроз зустрічається лише на Acropora palmata. Фотографія зроблена в Таверньє-Кі, штат Флорида.

Нещодавно повідомлялося про новий спалах плямистого некрозу на A. palmata після теплого безвітряного періоду в Паргера, Пуерто-Рико. Я сфотографував цей екземпляр за багато місяців до повідомленого “спалаху” в тому ж місці. Ці ознаки нагадують “RTN” в акваріумних коралах.

Зазвичай це називають білою чумою на Montastraea faveolata. Однак чума зазвичай утворює суцільну лінію через тканину і через корали. Тут же контур точно слідує за кожним поліпом. У цьому відношенні вона незвичайна. Фотографія зроблена в Козумелі, Мексика.

Доктор Ендрю Брукнер виступив з презентацією своєї всеосяжної (49 сторінок!) доповіді під назвою “Пріоритети ефективного управління хворобами коралів”. У своєму резюме Енді запропонував наступні моменти, які є важливими в управлінні хворобами:

1)	система раннього попередження для прогнозування та виявлення спалахів захворювань;
2)	документування просторового розподілу та часових варіацій хвороб коралів та інших синдромів у локальному та глобальному масштабах
3)	з’ясування взаємозв’язків між екологічними стресами, локальними антропогенними впливами та широкомасштабними явищами, такими як глобальне потепління та Ель-Ніньо, на здоров’я, хвороби, деградацію та відновлення коралових рифів
4)	розробка стандартизованої термінології для хвороб та інших синдромів через характеристику візуального вигляду, патології та етіології, а також розробка молекулярних зондів та інших інструментів для ідентифікації та верифікації хвороб у польових умовах;
5)	виявлення факторів, що сприяють інтродукції, поширенню та передачі патогенів;
6)	дослідження впливу хвороб на види та популяції коралів, асоційовані види, структуру та функції екосистем; та
7)	впровадження заходів щодо пом’якшення впливу хвороб, включаючи стратегії, які зменшують антропогенні стресові фактори, відповідальні за розповсюдження або поширення хвороб, а також розробку нових методів лікування уражених коралів і поліпшення якості середовища існування.
(Bruckner, 2002)

Лорі Річардсон та Річард Аронсон також представили доповідь, в якій описали різні методи, що використовуються в даний час для лікування захворювань коралів, необхідність міждисциплінарних дій та відносно поганий стан знань, що існують, враховуючи вплив та масштаби існуючих захворювань коралів (Richardson and Aronson 2002). Гаррієт Сміт підсумував свої дослідження і прогрес у виділенні патогенів коралів і у визначенні того, якою мірою вони представляють нормальну або аномальну мікробну флору на поверхні коралів у презентації під назвою “Ідентифікація хвороб: Технології”. Була також чудова презентація д-ра Джонаса Алмейди “Біоінформатика і хвороби коралів”, присвячена використанню біоінформатики і нейронних мереж для початку роботи з базами даних з метою підвищення відносної продуктивності існуючих даних і допомоги у виявленні тенденцій, які нелегко виявити за допомогою нинішніх нецентралізованих зусиль.

Незважаючи на якість і важливість цих доповідей і презентацій, було кілька інших, які, як на мене, “вкрали шоу”. Я обмежу решту статті обговоренням аспектів цих дискусій і, можливо, заглиблюся в результати семінару в наступній статті.

Стандарти щодо хвороб в інших сферах

Пем Парнелл з Ветеринарного діагностичного центру Клемсона представила ідеї, які мали стати центральною темою всього семінару, у своїй презентації “Дослідження хвороб: Процес”. Зокрема, її слова мають велике значення і для акваріумістів. Дослідження хвороб коралів є дещо реактивною наукою в тому сенсі, що як тільки хвороба помічена, починається шалена робота, щоб спробувати розкрити етіологію захворювання. Цілі та методи, що використовуються спільнотою, мають мало спільного з усталеною практикою в інших галузях охорони здоров’я, і вона використала свій досвід у ветеринарній медицині, щоб викласти основні моменти. По-перше, у будь-якій медицині існує дуже сувора і повна мова і термінологія, що використовується для опису хвороби. Це включає в себе іноді надзвичайно складні деталі в описі уражень та інших аспектів хвороби. Мова розроблена таким чином, що кожен, хто працює в цій галузі, може спілкуватися і точно знати, що саме описується. У сфері хвороб коралів такої мови не існує. Частково це пов’язано з нашим відносним незнанням того, що саме це таке, а частково – з відсутністю згуртованості серед дослідницьких організацій. Без можливості описати та сформулювати те, що бачать різні спостерігачі, розуміння епізоотій та хвороб залишатиметься обмеженим. Ця проблема очевидна в термінології захворювань, де існують такі терміни, як біла чума, біла чума типу II, а тепер і біла чума типу III. Аналогічно, для опису одного і того ж стану можуть використовуватися терміни “хвороба жовтої плямистості”, “хвороба жовтої смуги” і “хвороба жовтої лінії”. Арнфрід Антоніус, незважаючи на те, що був невід’ємною частиною опису визнаних “білих” хвороб (Antonius 1995), тепер визнає цю обмеженість номенклатури і об’єднує всі хвороби з невідомою етіологією, які характеризуються білою лінією, що відмежовує здорову тканину від оголеного скелета, як “білі синдроми”.

Парнелл також обговорила необхідність створення централізованого “оперативного центру” або комунікаційного центру для сприяння поширенню звітів, досліджень, висновків, баз даних, довідкових бібліотек та дискусій. Крім того, вона наголосила на необхідності створення коралового “піддослідного кролика”, що також було майже одностайно визнано присутніми. Іншими словами, необхідно створити модельний корал, який можна було б використовувати як для отримання базової інформації (генетика, фізіологія тощо), так і для вивчення хвороб.

Для акваріумістів ці пропозиції також дуже важливі. На Кораловий форум на Reef Central надходить незліченна кількість запитів, в яких описується поганий стан коралів. Дуже важко оцінити справжню природу проблеми, синдрому або захворювання, не маючи можливості адекватно повідомити про подію, про яку йдеться. У зв’язку з цим я передам ці основні стандарти для хобі в майбутній публікації, можливо, з практичними змінами, як тільки вони будуть встановлені, щоб ми могли ефективно спілкуватися і в рамках хобі. Крім того, наші спостереження, якщо вони будуть належним чином задокументовані та передані, можуть стати цінним доповненням до сукупності знань про хвороби коралів в цілому.

Використання біотехнологій

Крейг Даунс є одним із засновників компанії EnVirtue Biotechnologies. Хоча Крейг безпосередньо не займається коралами, він володіє різноманітними аналізами і технологіями, які вже доступні або потенційно доступні для прискорення роботи над хворобами коралів. Багато технологій, про які він розповів у своїй доповіді під назвою “Абіотичні фактори, що впливають на інфекційність та сприйнятливість”, були дуже схожі на ті, що вже роками використовуються в інших галузях. Майкл Гердес і Френк Маріні, обидва члени Reef Central, багато разів обговорювали це зі мною. Майкл працює в NIH і вражає мене технологіями, доступними в медицині людини, як і Френк, який працює в Центрі досліджень раку доктора Андерсона. Вони знають про потужний характер наявних інструментів і про те, як мало вони використовуються в морських науках. На щастя, це може змінитися. Серед багатьох тем, що обговорювалися, було використання консервативних ділянок геному для дослідження різних стресів і для ідентифікації можливих патогенів. Особливий інтерес викликали аналізи, доступні для стресових білків, які майже, якщо не повністю, консервативні у тварин і навіть бактерій, таких як убіквітин, NADPH-оксидаза, білки теплового шоку (зокрема, hsp60) та інші. Також великий інтерес викликало дослідження заліза в тканинах коралів та на поверхні коралів. Зазвичай залізо секвеструється організмами, оскільки бактерії потребують його для росту. Це імунореактивна дія. Хоча корали не є хребетними тваринами, багато основних імунологічних процесів у них схожі, аналогічні або, ймовірно, будуть знайдені, але поки що не визначені. Секвестрація заліза такими молекулами, як лактоферин і трансферин, або їхніми аналогами, може бути легко досліджена за допомогою існуючих методів і, ймовірно, буде продуктивною. Нарешті, Крейг представив ще одне модне слово, про яке багато хто з нас вже думав – апоптоз.

Клітини гинуть одним з двох способів – некрозом та апоптозом. Некроз – це пасивний дегенеративний процес, який тягне за собою залучення руйнівних ферментативних процесів.

Отже, в чому ж полягає значення апоптозу? Апоптоз – це запрограмоване та індуковане клітинне самогубство. Останні кілька років стали свідками вибуху інтересу та знань про апоптоз, процес, за допомогою якого клітина активно здійснює самогубство. Зараз загальновизнано, що апоптоз має важливе значення в багатьох аспектах нормального розвитку і необхідний для підтримки гомеостазу тканин, наприклад, обмеженої тривалості життя і оновлення білих кров’яних клітин. Нездатність належним чином регулювати апоптоз може мати катастрофічні наслідки. Вважається, що рак і багато захворювань (СНІД, хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона, інфаркт, інсульт тощо) виникають внаслідок дерегуляції апоптозу. Апоптоз став ключовим біологічним регуляторним механізмом (www.apopnet.com). У старіючих організмах апоптоз жорстко вбудований в генетичний код, і вже відкрито численні гени апоптозу (bcl-2, bax, bc l-Long, bc l-Short, каспаза (кілька) і fas). Однак апоптоз також може бути викликаний стресом, і відомі бактерії, які виробляють токсини та інші молекули, здатні викликати апоптоз.

Кілька років тому я стверджував, що РТН має вигляд автолізу (Borneman and Lowrie 1998a, 1998b). Автоліз також був оцінений як такий, що відбувається з членами родини Xeniidae (Fabricius and Aldeslade 2001), Stylophora pistillata (Muller et al. 1986) та іншими коралами, як описано в Борнеман і Лоурі (Borneman and Lowrie 1998a, 1998b). Більше року тому я розглядав Acropora sp. з мого акваріума, який заразився “RTN”, в рамках семінару з гістопатології коралів. Естер Пітерс описала тканину в той час як коагуляційний некроз. Під мікроскопом тканина злущувалася в згустки, причому багато зооксантелл все ще залишалися інтактними всередині згустків. Жодних незвичайних бактерій не було помічено ні в тканині, ні поза нею. Однак це був лише один зразок, і процес фіксації міг видалити зовнішні патогени. Аналогічно, фарбування та світлова мікроскопія, можливо, не змогли легко розрізнити внутрішньоклітинні бактерії. В даний час я вбудовую більше зразків з RTN для дослідження, але це не є основною метою цього висновку. Опис апоптозу полягає в тому, що апоптотичні тіла утворюються в процесі, який називається здуттям. Це означає, що згустки клітинного матеріалу утворюються, коли клітина вбиває себе. Само собою зрозуміло, що це буде сферою мого великого інтересу і роботи в найближчі роки.

Acropora sp. з RTN, також відома як реакція відключення, в даний час вивчається в Х’юстоні, штат Техас.

Trachyphyllia geoffroyi з RTN в Х’юстоні, штат Техас. Це апоптоз?

Типова реакція вимкнення, також відома як RTN, у Galaxea fascicularis, сфотографована в Джакарті, Індонезія.

Дивовижний випадок з Vibrio shiloi

Кілька років тому з’явилася стаття, в якій описувалися бактерії Vibrio shiloi, що викликають знебарвлення середземноморських коралів, Oculina patagonica (Kushmaro 1996). У той час більшість людей вважали, що умови цього були незвичайними. Здавалося, що це відбувається у одного виду в некораловій рифовій зоні. Більшість дослідників були відносно не стурбовані. Джуліан Спринг голосно говорив про цю подію в дискусії про кораловий список NOAA, і це також було зустрінуте з деяким скептицизмом, що це може бути великою проблемою для коралів, в цілому. Звичайно, я був одним з них.

Однак можна було почути, як впала шпилька під час елегантної та видатної презентації доктора Юджина Розенберга з Тель-Авівського університету (Rosenberg 2002). Того ранку ця людина одноосібно кинула горезвісний мавпячий ключ у кораловий світ. За роки, що минули з моменту публікації оригінальних статей, команда Розенберга не тільки виконала постулати Коха для цього збудника у хрестоматійній манері, але й продовжила описувати етіологію у надзвичайно вражаючій манері. Я закликаю всіх зацікавлених прочитати перелічені нижче статті, які стосуються цього захворювання.

Дика Acropora cervicornis з класичною реакцією відключення, або RTN, в моєму акваріумі через кілька годин після того, як була зібрана і відправлена з Пуерто-Ріко.

Ця Trachyphyllia geoffroyi демонструє ознаки прогресуючого та поширюваного знебарвлення. Це бактеріальне знебарвлення? Наразі корал знаходиться на стадії вивчення.

Якщо коротко, то Vibrio shiloi – це нещодавно описаний вид бактерій, споріднений з V. mediterranei, з поки що невизначеним резервуаром; тобто невідомо, де і чи є присутність цієї бактерії нормальною для навколишнього середовища, або ж вона якимось чином з’явилася зовсім недавно, щоб впливати на цю територію. Вона точно слідує температурним циклам регіону і викликає знебарвлення в теплі місяці з подальшим відновленням при зниженні температури води.

Для інфікування Oculina patagonica V. shiloi утворює адгезію з ß-галактозидним рецептором на поверхні коралів і є специфічною для коралів та бактерій. Один патоген – один хазяїн (хоча в лабораторних дослідженнях V. shiloi інфікував інші корали). Температура, при якій відбувається адгезія, має вирішальне значення, причому адгезія відбувається тільки в тому випадку, якщо бактерія (і не обов’язково корал) вирощується при підвищеній температурі, необхідній для індукції фактора вірулентності. Зовсім недавно було виявлено, що рецептор існує в кораловому слизу, і що фотосинтез зооксантелл необхідний для синтезу і секреції рецептора. Цікаво, що для того, щоб викликати інфекцію, потрібно всього 120 бактерій, і бактерії можуть розмножуватися до 10 9 бактерій/см3 за п’ять днів!!! При охолодженні води нижче температури вірулентності бактерії швидко гинуть.

Ще одним цікавим аспектом є те, що фактор вірулентності є, по суті, геном домашнього господарства (ген нормального метаболізму). Супероксиддисмутаза (СОД) виробляється як коралами, так і V. shiloi при високих температурах. Мутанти V. shiloi, у яких відсутній ген, що виробляє СОД, прилипають до корала, проникають всередину і гинуть від кисневих радикалів, що виробляються фотосинтезуючими зооксантелами. Можливо, що зооксантелли виконують функцію захисту коралів від інфекції.

Іншим фактором вірулентності V. shiloi є тип позаклітинного токсину, багатого на пролін, який може пригнічувати фотосинтез зооксантелл шляхом утворення мембранного каналу, який пропускає NH3, змінюючи градієнт рН, що існує через мембрану водоростей, і блокуючи фотосинтез. Він, а також інші поки що не охарактеризовані високомолекулярні токсини, потім відбілюють і лізують клітини водоростей. Рівні вироблення токсинів також корелюють з високою температурою.

У читача може виникнути питання, яке вже виникало раніше, і було описано вище. І що з того? Це вібріон, який не зустрічається на коралових рифах, а є специфічним для одного виду коралів, який ми не зберігаємо і, швидше за все, ніколи не побачимо. Наслідки, безумовно, цікаві, але що це означає для тропічних коралів? Розенберг мав відповідь і на це. Знаючи про скептицизм, який існував у спільноті, він нещодавно вийшов в Індійський океан і Червоне море і подивився на вибілені Pocillopora damicornis . Чи всі готові?

Новий вид бактерій, Vibrio coralticus, постійно знаходили в тканинах вибіленої Pocillopora на рівні, який вже виконує перший з постулатів Коха. Ще більше вражає вірулентність. При 23° С немає ніяких видимих ознак захворювання. При 25°С відбувається знебарвлення. При 27°С відбувається швидкий лізис тканин. Ця бактерія виробляє фактор вірулентності, який надзвичайно добре корелює з температурами, що зазвичай викликають знебарвлення коралів. Крім того, Розенберг описує відбілювання як поширення; характеристика, яку занадто часто спостерігають як польові спостерігачі, так і акваріумісти.

Наслідки роботи Розенберга майже неможливо описати. Він вважає, що, ймовірно, все знебарвлення викликається бактеріями. На жаль, є багато досліджень, де знебарвлення було викликано низькою температурою, УФ-випромінюванням, темрявою, хімічними речовинами і т.д. (див. Borneman 2002). Однак, зараз важливо поглянути на відбілювання в абсолютно новому світлі. Часто ставилося питання, чому корали в дикій природі знебарвлюються лише при зміні температури на 1-2° C, тоді як в інших місцях (включаючи акваріуми) зазвичай спостерігаються набагато більші коливання без будь-яких випадків знебарвлення. Той факт, що вірулентність може бути виражена при такому невеликому підвищенні температури, робить такі пояснення зрозумілими. Крім того, оскільки температура в океанах потеплішала за останні п’ятдесят років, а явища знебарвлення стали більш поширеними в останні роки, існування бактеріального знебарвлення при такому підвищенні температури може пояснити не тільки підвищену частоту знебарвлення, але й пояснити, чому в одних випадках знебарвлення так часто спостерігається смертність, а в інших – одужання.

Наприклад, якщо корали росли у воді з середньою температурою 26°С, більш-менш, протягом останніх кількох тисяч років, а протягом останніх п’ятдесяти років температура води становить 27°С. Вірулентність мікроба виражається при 28°С, щоб викликати знебарвлення. Тепер для того, щоб гени вірулентності ввімкнулися і викликали знебарвлення, достатньо зміни температури на 1° C, і це відбувається набагато частіше, ніж зміна на 2° C, яка була необхідна раніше. Крім того, якщо температура води піднімається до 29° C, це може бути не тим, що корали перевищили свою верхню теплову межу, а тим, що гени вірулентності, які викликають лізис тканин, були експресовані.

Однак, слід зробити декілька зауважень щодо цієї роботи. По-перше, Oculina patagonica – це факультативно зооксантелатний помірний і субтропічний корал. Він не походить з коралових рифів, і, наскільки нам відомо, вібріон, який викликає проблему, також не є ним. Результати з відбілюючим вібріоном все ще можуть бути відносно унікальними для цього корала і бактерії. По-друге, результати за участю P. damicornis і V. corallyticus знаходяться в зародковому стані. Ступінь, до якого бактерії відіграють роль у будь-яких інших подіях, ще дуже далека, і на даний момент не слід робити жодних висновків щодо інших подібних подій. Температура води була низькою порівняно з більшістю рифових зон, а інші фактори (як біотичні, так і абіотичні) ще не були повністю враховані в цьому висновку. Потенційні наслідки – це те, що заслуговує на увагу.

Основних питань, на які ще потрібно відповісти, багато. По-перше, в якій мірі бактерії беруть участь у процесах відбілювання? Яка варіація вірулентних видів або штамів? Чи це нормальна мікробна флора, чи це термоактивовані опортуністи? Чи є вони новими для навколишнього середовища? Що є їх резервуаром і чому вони зараз експресуються? Чи існують імунні механізми, які можуть впоратися з цими патогенами, і в якій мірі різні стресові фактори діють на прояв інфекційності та сприйнятливості?

Нещодавно я підготував зразки Trachyphyllia geoffroyi з поширеними ознаками відбілювання, а також Montipora foliose sp. з подібними ознаками з іншого акваріума. Останній випадок був особливо інтригуючим, оскільки інша колонія іншого виду Montipora (M. digitata) “зловила” поширення знебарвлення. Ніякі інші корали в акваріумі не були знебарвлені. Будьте впевнені, я повідомлю про те, що я знайду в майбутньому.

Stylophora pistillata з магазину в Х’юстоні, штат Техас, демонструє класичну хворобу типу білої смуги. В даний час корал знаходиться на стадії вивчення. Цікаво, що смугастість припинилася одразу після розміщення коралів у моєму акваріумі (після відбору зразків тканин) і зараз відновлюється.

Hydnophora sp. з магазину в Х’юстоні, штат Техас, також з білим синдромом. Тут тканина повільно відступала, але тканина фактично була вільною на краю лінії хвороби і, здавалося, звільнилася від свого скелету.

В якості заключного зауваження до цієї неймовірної розповіді, і як ніби читачеві вже мало, Розенберг також з’ясував, що окуліна на мілководді, навіть при високій температурі і під впливом V. shiloi , рідко знебарвлюється. Їм було встановлено, що ультрафіолетове випромінювання діяло як ефективний стерилізатор для V. shiloi на поверхні коралів!

Буде продовжено.

Антоніус, А. 1995. Хвороби коралів як індикатори здоров’я рифів: польові методи. Матеріали 2-ї Європейської регіональної наради, ISRS, Publ Serv Geol Lux. XXIX: 231-235.

Борнеман, Е. Х. і Лоурі Дж. 1998. Імунна відповідь коралів. Частина 1: Імунна система безхребетних. Aquarium Net. Літній випуск.

Борнеман, Е. Х. і Лоурі Дж. 1998. Імунна відповідь коралів. Частина 2: Моделі для RTN. Aquarium Net. Літній випуск.

Bruckner, A. W. 2002. Пріоритети для ефективного управління хворобами коралів. Підготовлено для семінару “Здоров’я та хвороби коралів”: Розробка національного плану досліджень консорціуму “Здоров’я та хвороби коралів”. Чарльстон, Південна Кароліна, 22-25 січня 2002 року.

Фабриціус, К. та Олдерслейд П. 2001. М’які корали та морські фанати. AIMS, Таунсвілл: 53.

Герндл, Г.Я. та Веліміров, Б. 1986. Мікрогетеротрофне використання слизу, що виділяється середземноморським коралом Cladocora cespitosa. Mar Biol 90: 363-369

Koh, E.G.L. 1997. Чи ведуть склерактинові корали хімічну війну проти мікробів? J Chem Ecol.23: 379-98.

Muller, W. E.G., 1984. Внутрішньовидова система розпізнавання у склерактинових коралів: морфологічний та цитохімічний опис механізму автолізу. J Hist Cyto 32: 285-8.

Paul, J.H., DeFlaun, M., and Jeffrey, W. H.. 1986. Підвищений рівень мікробної активності в поверхневому мікрошарі коралів. Mar Ecol Prog Ser 33: 29-40.

Peters, E. C. 2002. Діагностика захворювань коралів: гістопатологія. Підготовлено для семінару “Здоров’я та хвороби коралів”: Розробка національного плану досліджень Консорціуму зі здоров’я та хвороб коралів. Чарльстон, Південна Кароліна, 22-25 січня 2002 р.

Річардсон, Л.Л. і Прехт Р.Б. 2002. Інфекційні захворювання рифових коралів. Proc 9th Int Coral Reef Symp, Bali. У пресі.

Роуер, Ф., Брайтбарт, М., Джара, Д., Азам, Ф. і Ноултон, Н. 2001. Різноманітність бактерій, пов’язаних з карибським коралом Montastraea franksi. Коралові рифи 20: 85-91

Розенберг, Е. 2002. Модельна система відбілювання коралів Oculina patagonica-Vibrio shiloi. Підготовлено для семінару “Здоров’я та хвороби коралів”: Розробка національного плану досліджень Консорціуму зі здоров’я та хвороб коралів. Чарльстон, Південна Кароліна, 22-25 січня 2002 року.

Сантаві, Д. Л. 1995. Різноманітність мікроорганізмів, пов’язаних з морськими безхребетними, та їх роль у підтримці екосистем, Cab International, Wallingford: 211-229

Шасар, Н., Коен, Ю., Лойя, Ю. і Сар, Н. 1994. Фіксація азоту (відновлення ацетилену) в кам’янистих коралах: докази взаємодії коралів та бактерій. Mar Ecol Prog Ser 111: 259-264.

Weil, E. 2002. Епізоотологія коралових хвороб: стан та потреби в дослідженнях. Підготовлено для семінару “Здоров’я та хвороби коралів”: Розробка національного плану досліджень Консорціуму зі здоров’я та хвороб коралів. Чарльстон, Південна Кароліна, 22-25 січня 2002 року.

Weil, E., Urreiztieta, I., Garzón-Ferreira, J. 2002: Географічна мінливість захворюваності на хвороби коралів та октокоралів у розширеному Карибському басейні. Proc 9th Int Coral Reef Symp, Bali. У пресі.

Вудлі, Шеріл. 2002. Меморандум. Міністерство торгівлі США, Національне управління океанічних і атмосферних досліджень, Національна океанічна служба, Центр здоров’я прибережного середовища та біомолекулярних досліджень, Чарльстон, Південна Кароліна.

Посилання на В. Шило:

Банін, Є., Ізраїль, Т., Файн, М., Лойя, Ю., і Розенберг, Е. (2001a) Роль ендосимбіотичних зооксантел і коралового слизу в адгезії збудника знебарвлення коралів Vibrio shiloi до його господаря. FEMS Microbiol. Lett. 199: 3337.

Банін, Є., Санджай, К.Х., Найдер, Ф., Розенберг, Є. (2001b) Багатий на пролін пептид з патогену коралів Vibrio shiloi, який інгібує фотосинтез зооксантелл. Appl Environ Microbiol 67: 15361541.

Банін, Є., Бен-Хаїм, Я., Файн, М., Ізраїль, Т., Розенберг, Є. (2001) Механізми вірулентності збудника знебарвлення коралів Vibrio shiloi. Матеріали 9-го симпозіуму ICRS, Балі (у друці)

Банін, Є., Ізраїль, Т., Кушмаро, А., Лойя, Ю., Орр, Е. і Розенберг, Е. (2000) Проникнення бактерії, що викликає знебарвлення коралів Vibrio shiloi, в Oculina patagonica. Appl Environ Microbiol 66: 30313036.

Банін, Е., Бен-Хаїм, Ю., Ізраїль, Т., Лойя, Ю. і Розенберг, Е. (2000) Вплив навколишнього середовища на бактеріальне руйнування коралів. Water, Air and Soil Pollut 123: 337-352.

Бен-Хаїм, Я., Банін, Є., Кушмаро, А., Лоя, Я. і Розенберг, Є. (1999) Інгібування фотосинтезу і відбілювання зооксантел коралового патогену Vibrio shiloi. Environ Microbiol 1: 223229.

Файн, М., Банін, Е., Ізраїль, Т., Розенберг, Е. і Лойя, Ю. (2001) Ультрафіолетове (УФ) випромінювання запобігає бактеріальному вибілюванню середземноморського корала Oculina patagonica. Mar Ecol Prog Ser (у пресі)

Israely, T., Banin, E., and Rosenberg E (2001) Ріст, диференціація та загибель Vibrio shiloi в кораловій тканині як функція температури морської води. AquaticMicrobial Ecol 24: 18.

Кушмаро А., Лойя Ю., Файн М., Розенберг Е. (1996) Бактеріальна інфекція та відбілювання коралів. Природа 380: 396.

Кушмаро, А., Розенберг, Е., Файн, М. і Лойя, Ю. (1997) Відбілювання коралів Oculina patagonica вібріоном АК-1. Mar Ecol Prog Ser 147: 159165.

Кушмаро, А., Банін, Є., Штакебрандт, Є., Розенберг, Є. (2001) Vibrio shiloi sp. nov: збудник знебарвлення коралів Oculina patagonica. Int J Sys Evol Microbiol 51: 1383-1388.

Кушмаро, А., Розенберг, Е., Файн, М., Бен-Хаїм, Ю. і Лойя, Ю. (1998) Вплив температури на знебарвлення корала Oculina patagonica Vibrio shiloi AK-1. Mar Ecol Prog Ser 171: 131137.

Розенберг, Е., Бен-Хаїм, Ю., Торен, А., Банін, Е., Кушмаро, А., Файн, М. і Лойя, Ю. (1998) Вплив температури на бактеріальне відбілювання коралів. In: Розенберг Е. (ред.). Мікробна екологія та інфекційні захворювання. Вашингтон, округ Колумбія: ASM Press, pp 242-254.

Торен, А., Ландау, Л., Кушмаро, А., Лойя, Ю. та Розенберг, Е. (1998) Вплив температури на адгезію штаму Vibrio AK-1 до Oculina patagonica та на відбілювання коралів. Appl Environ Microbiol 64: 1379-1384.

Woodley, C.M., Downs, C.A., Fauth, J.E., Mueller, E., Halas, J.C., Bemiss, J.A., Ben-Haim, Y., and Rosenberg, E. (2001). Нова молекулярна діагностична система для оцінки фізіологічного стану коралів. Матеріали 9-го симпозіуму ICRS, Балі (у друці).

Source: reefkeeping.com