Forscher identifizieren Erreger des Seeigel-Massensterbens im Roten Meer

Eine fortlaufende Studie der Universität Tel Aviv hat ergeben, dass sich die im letzten Jahr entdeckte tödliche Epidemie, die die am häufigsten vorkommenden und ökologisch bedeutsamsten Seeigel in Eilat im Wesentlichen ausgelöscht hat, über das Rote Meer und in den Indischen Ozean ausgebreitet hat. Die alarmierenden Ergebnisse wurden in veröffentlicht Aktuelle Biologie.

Den Forschern zufolge hat sich das, was zunächst wie eine schwere, aber lokale Epidemie aussah, schnell in der Region ausgebreitet und droht nun, sich zu einer globalen Pandemie auszuweiten.

Die Forscher schätzen, dass die Epidemie seit ihrem Ausbruch im Dezember 2022 die meisten Seeigelpopulationen (der von der Krankheit betroffenen Arten) im Roten Meer sowie eine unbekannte Anzahl von Seeigeln, die auf Hunderte geschätzt wird, ausgelöscht hat Tausende, weltweit.

Seeigel gelten als die „Gärtner“ der Korallenriffe, da sie sich von Algen ernähren, die den Korallen um Sonnenlicht konkurrieren. Ihr Verschwinden kann das empfindliche Gleichgewicht der Korallenriffe weltweit stark beeinträchtigen. Die Forscher weisen darauf hin, dass seit der Entdeckung der Epidemie in den Korallenriffen von Eilat die beiden Seeigelarten, die zuvor im Golf von Eilat am häufigsten vorkamen, vollständig verschwunden sind.

Die Studie wurde von Dr. Omri Bronstein von der School of Zoology und dem Steinhardt Museum of Natural History (SMNH) zusammen mit den Forschungsstudenten Lachan Roth, Gal Eviatar, Lisa Schmidt und May Bonomo sowie Dr. Tamar Feldstein geleitet. Farkash vom SMNH. An der Studie, die Tausende Kilometer Korallenriffe umfasste, beteiligten sich auch Forschungspartner aus der gesamten Region und Europa.

Darüber hinaus gelang es der Forschungsgruppe an der TAU mithilfe molekulargenetischer Methoden, den Erreger zu identifizieren, der für das Massensterben von Seeigeln der Art Diadema setosum im Roten Meer verantwortlich ist: einen Scuticociliatenparasiten, der dem Philaster apodigitiformis am ähnlichsten ist.

Die Forscher erklären, dass dieser einzellige Organismus auch für das wiederkehrende Massensterben von Diadema antillarum in der Karibik vor etwa zwei Jahren verantwortlich war, nachdem dort 1983 der berüchtigte Zusammenbruch der Seeigelpopulation zu einer katastrophalen Phasenverschiebung des Korallenriffs geführt hatte.

Wie bereits erwähnt, war Dr. Bronstein im Dezember 2022 der erste Forscher, der die Massensterblichkeit von Seeigeln der Art Diadema setosum identifizierte – den langstacheligen Schwarzen Seeigeln, die im nördlichen Golf von Eilat, Jordanien und Sinai sehr verbreitet waren. Dr. Bronstein und sein Team fanden auch heraus, dass die Epidemie für andere, eng verwandte Seeigel der Gattung Echinothrix tödlich war.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die einst am häufigsten vorkommenden und bedeutendsten Meeresbodenpflanzenfresser in der Region heute praktisch verschwunden sind. Tausende Seeigel starben eines schnellen und gewaltsamen Todes – innerhalb von zwei Tagen verwandelt sich ein gesunder Seeigel in ein nacktes Skelett ohne Gewebe oder Stacheln, und die meisten wurden im Sterben von Raubtieren gefressen, da sie sich nicht mehr wehren konnten. Schätzungen zufolge leben heute nur noch wenige Exemplare der betroffenen Seeigelarten in den Korallenriffen des Golfs von Aqaba.

Dr. Bronstein erklärt, dass Seeigel im Allgemeinen und insbesondere Diadematoiden (die von der Krankheit betroffene Familie von Seeigeln) als Schlüsselarten gelten, die für das gesunde Funktionieren von Korallenriffen unerlässlich sind. Als „Gärtner“ des Riffs ernähren sich die Seeigel von den Algen, die mit den Korallen um Sonnenlicht konkurrieren, und verhindern so, dass diese die Korallen überwuchern und ersticken.

Laut Dr. Bronstein ereignete sich das bislang bedeutendste und am besten erforschte Massensterben von Seeigeln im Jahr 1983, als sich in der Karibik eine mysteriöse Krankheit ausbreitete, der die meisten Seeigel der Art Diadema antillarum – Verwandte der Eilat-Seeigel – zum Opfer fielen.

Dadurch breiteten sich die Algen unkontrolliert aus, blockierten das Sonnenlicht für die Korallen und das gesamte Riff verwandelte sich von einem Korallenriff in ein Algenfeld. Darüber hinaus erholten sich sowohl die Korallen- als auch die Seeigelpopulationen, obwohl das Massensterben in der Karibik bereits vor 40 Jahren stattfand, nie vollständig, und im Laufe der Jahre wurden immer wieder Todesfälle beobachtet.

Der jüngste Ausbruch in der Karibik im Jahr 2022 tötete überlebende Populationen und Einzelpersonen der früheren Sterblichkeitsereignisse. Diesmal verfügten die Forscher jedoch über die wissenschaftlichen und technologischen Werkzeuge, um die forensischen Beweise zu entschlüsseln. Eine Forschungsgruppe der Cornell University konnte den verantwortlichen Erreger, einen Scuticociliaten-Parasiten, identifizieren.

Dr. Bronstein betont: „Dies ist eine wachsende ökologische Krise, die die Stabilität der Korallenriffe in einem noch nie dagewesenen Ausmaß bedroht. Offenbar hat sich das Massensterben, das wir bereits 2023 in Eilat festgestellt haben, entlang des Roten Meeres und darüber hinaus ausgebreitet – bis nach Oman und sogar bis zur Insel Réunion im Indischen Ozean.

„Der tödliche Erreger wird über das Wasser übertragen und kann in kürzester Zeit weite Gebiete befallen. Sogar Seeigel, die in Meerwassersystemen am Interuniversitären Institut für Meereswissenschaften in Eilat oder am Unterwasserobservatorium gezüchtet wurden, wurden infiziert und starben, nachdem der Erreger über das Meerwasser-Umwälzsystem eingedrungen war.

„Wie bereits erwähnt, erfolgt der Tod schnell und gewaltsam. Zum ersten Mal konnte unser Forschungsteam alle Stadien der Krankheit – von der Infektion bis zum unvermeidlichen Tod – mit einem einzigartigen Videosystem dokumentieren, das am Interuniversity Institute for Marine Sciences in Eilat installiert wurde .

„Darüber hinaus war bis vor kurzem nur eine einzige Seeigelart bekannt, die von diesem Erreger betroffen ist – die karibische Art. Heute wissen wir, dass weitere Arten anfällig für die Krankheit sind – alle gehören sie zur selben Familie der bedeutendsten pflanzenfressenden Seeigel an Korallenriffen.“

Dr. Bronstein ergänzt: „In unserer Studie konnten wir auch nachweisen, dass sich die Epidemie entlang der Transportwege für Menschen im Roten Meer ausbreitet. Das beste Beispiel dafür ist der Kai in Nueiba auf der Sinai-Halbinsel, an dem die Fähre aus der jordanischen Stadt Aqaba anlegt. Als wir unseren Bericht im letzten Jahr veröffentlichten, wussten wir bereits von Todesfällen durch Seeigel in Aqaba, hatten jedoch noch keine Anzeichen dafür auf der Sinai-Halbinsel festgestellt.

„Der erste Ort, an dem wir letztendlich Sterblichkeit im Sinai festgestellt haben, war neben diesem Kai in Nueiba. Zwei Wochen später hatte die Epidemie bereits Dahab erreicht, etwa 70 km weiter südlich. Die Szene unter Wasser ist fast surreal: eine Art zu sehen, die so war.“ Tausende von Skeletten, die in einer bestimmten Umgebung vorherrschen, wurden innerhalb weniger Tage einfach ausgelöscht, zerfielen und verschwanden in sehr kurzer Zeit, so dass selbst Beweise für das, was passiert ist, schwer zu finden sind.

Laut Dr. Bronstein gibt es derzeit keine Möglichkeit, infizierten Seeigeln zu helfen oder sie gegen die Krankheit zu impfen. Wir müssen jedoch schnell Zuchtpopulationen gefährdeter Arten in vom Meer getrennten Zuchtsystemen aufbauen, damit wir sie in Zukunft wieder in die natürliche Umgebung einführen können.

„Leider können wir die Natur nicht reparieren, aber wir können sicherlich unser eigenes Verhalten ändern. Zunächst müssen wir verstehen, was diesen Ausbruch zu diesem Zeitpunkt verursacht hat. Wurde der Erreger unwissentlich durch Seefahrzeuge transportiert? Oder war er schon immer hier und bricht jetzt aufgrund veränderter Umweltbedingungen aus? Genau diese Fragen beschäftigen uns derzeit.“