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全球海膽大災疫:神秘疾病肆虐珊瑚礁生態

近年來,珊瑚礁遭到破壞且在全球範圍內不斷擴大的情形,引發越來越多的關注。研究團隊指出,這是一場極為兇猛的全球性大災疫。加勒比海、紅海以及印度洋,皆是全球珊瑚礁的重要棲息區域,而這些地區的海膽死亡率極高,超過了90%。截至目前,在太平洋海膽(世界上一些最大且最重要的珊瑚礁位於此地)中,尚未發現這種病原體的蹤跡,但研究人員正在積極展開調查。

由特拉維夫大學科學家領銜的國際研究團隊發現,導致紅海沿岸大量海膽死亡的病原體,與造成印度洋留尼汪島附近海膽大量死亡的病原體相同。此項發現令人擔憂,這種水生纖毛蟲可能會擴散至太平洋。研究人員警告,此次疫情是一場極具侵略性的全球性大災疫,他們正帶領國際行動,監測該疾病並保護海膽,畢竟海膽對於維持健康的珊瑚礁生態系統至關重要。

這項研究由特拉維夫大學懷斯生命科學學院動物學系以及斯坦哈特自然歷史博物館的奧姆裡·布朗斯坦博士主持,研究成果發表在享有盛譽的《生態學》期刊上。布朗斯坦博士解釋道,這是一場頂級的生態災難。海膽對珊瑚礁的健康至關重要,它們就像是珊瑚礁的「園丁」,以藻類為食,防止藻類過度繁殖,避免藻類與珊瑚爭奪陽光,從而使珊瑚窒息。1983年,一種神秘疾病幾乎消滅了加勒比海的大部分冠海膽。此後,藻類不受控制地大量繁殖,阻擋了陽光照射到珊瑚,導致該地區從珊瑚礁生態系統轉變為以藻類為主導的生態系統。即便40年過去了,海膽種群以及珊瑚礁至今仍未恢復。

2022年,這種疾病在加勒比海捲土重來,目標指向倖存的海膽種群和個體。這一次,康奈爾大學的研究人員藉助先進的科學技術工具,收集並分析證據,成功鑑定出病原體為一種纖毛蟲——盾纖蟲寄生蟲。

一年後,也就是2023年初,布朗斯坦博士率先發現,紅海中長刺海膽(加勒比海膽的近親)出現大量死亡事件。布朗斯坦博士表示:「直到不久前,長刺海膽在埃拉特的珊瑚礁中還是最常見的海膽之一,就是那種大家熟悉的黑色長刺海膽。如今,在紅海,這個物種的數量已大幅減少。」這次事件極為迅猛,不到48小時,健康的海膽種群就變成了破碎的骨架。在埃拉特和西奈的一些地方,死亡率高達100%。在後續研究中,證實了加勒比海的病原體與影響紅海海膽種群的病原體相同。

如今,布朗斯坦博士和他的國際同事利用基因工具證實,同樣的纖毛蟲寄生蟲也是導致印度洋留尼汪島沿岸類似海膽死亡事件的元兇。他稱:「這是首次從基因層面證實,所有這些地區都存在相同的病原體。如今,這已然成為一場全球性事件,一場大災疫。」加勒比海、紅海以及印度洋是全球珊瑚礁的重要區域,這些地區的海膽死亡率極高,超過90%。截至目前,尚未在太平洋海膽中發現這種病原體,但研究人員正在積極調查。儘管已開發出用於鑑定該病原體的基因工具,但在廣袤的水下環境中監測如此迅速的滅絕事件仍困難重重。人類是陸地生物,而一些珊瑚礁位於深海或偏遠地區。哪怕錯過海膽死亡事件僅幾天時間,可能就再也找不到已滅絕種群的痕跡。

追蹤大災疫的蔓延為追蹤這場大災疫的蔓延情況,布朗斯坦博士建立了一個國際合作網路。他向合作夥伴發出所在地區可能出現海膽死亡事件的警報,並向他們提供必要的裝置,用於採集和儲存受影響海膽的樣本,以便與其他地區的樣本進行比對。這些樣本套件隨後會被送回特拉維夫大學的實驗室。

布朗斯坦博士遺憾地表示:「對於已經感染的海膽種群,我們確實無能為力。海膽可沒有輝瑞或莫德納疫苗——不是不想有,而是根本無法在水下對它們進行治療。我們的工作重點必須放在兩個截然不同的方向。第一是預防。為防止疫情進一步蔓延,我們需要弄清楚它為何此時此地爆發。為此,我們提出了兩個假設。第一個是運輸假設——加勒比海的病原體搭載在船隻的壓載水中,被人類運送到新的、遙遠的地區,先感染了紅海的海膽,然後蔓延到西印度洋。順帶一提,如果這個假設成立,我們預計西非也會出現海膽死亡事件——畢竟很多從加勒比海出發的貨船在前往地中海的途中會停靠西非,然後穿過蘇伊士運河抵達紅海。」

他繼續說道:「事實上,就在過去幾周,正如我們所預料的,在西非發現了大面積的海膽死亡事件,而且我們成功獲得了少量在這些事件中採集的樣本,目前正在實驗室進行分析。如果船隻確實是疫情傳播的源頭,那麼我們可以考慮一些緩解策略。這並不簡單,船隻也不可能完全無菌,但我們可以採取一些措施。第二種可能性更令人擔憂:病原體一直存在,氣候變化引發了它的毒性和爆發。這是一個完全不同級別的挑戰,作為海洋生物學家,我們應對的手段非常有限。」

在全球共同努力的同時,布朗斯坦博士最近與耶路撒冷的以色列水族館、聖經動物園以及以色列自然與公園管理局合作,為受影響的海膽建立了一個繁殖核心群。這個繁殖種群將作為後備力量,用於恢復受影響的種群,推進對感染機制和可能治療方法的研究。

由於病原體透過水傳播,就連埃拉特海洋科學跨大學研究所和水下天文臺水族館中用於研究目的的海膽也被感染並死亡。這就是為什麼要與以色列水族館建立繁殖核心群,其水族館與海水完全隔離。在將海膽轉移到繁殖核心群時,會對它們進行基因檢測,以確保它們不是疾病攜帶者,並且在基因上屬於紅海種群,以便未來恢復該種群。與此同時,正在利用它們開發靈敏的基因工具,用於從海水樣本中早期檢測疾病——基本上就是為海膽打造「水下新冠檢測」工具。

參考文獻:《海膽疾病蔓延至印度洋導致大量死亡——留尼汪島的證據》,作者讓 - 帕斯卡在2024年11月20日發表於《生態學》期刊。DOI:10.1002/ecy.4476