Universiteit van Tel Aviv: terwijl de sterfte wereldwijd koraalriffen bedreigt hebben onderzoekers een manier ontdekt om zee-egels te monitoren

De zee-egel Diadema setosum vóór (links) en na sterfte (rechts). Foto Universiteit van Tel Aviv

Israëlische ondersoekers hebben de belangrijkste oorzaken van massale zee -egelsterfte wereldwijd geïdentificeerd en een baanbrekende, niet-invasieve tool ontwikkeld om het zeeleven te monitoren, zo maakte de Universiteit van Tel Aviv bekend.

De bevindingen tonen aan dat ziekteverwekkers, stormen en extreme temperaturen de belangrijkste oorzaken zijn van deze massale sterfte. Tegelijkertijd introduceren ze een nieuwe methode voor genetische bemonstering onder water, vergelijkbaar met een COVID-19-test.

Zee-egels spelen een cruciale rol in het behoud van het delicate evenwicht van koraalrifecosystemen door zich te voeden met algen die met koralen concurreren om zonlicht. De plotselinge en snelle achteruitgang van deze essentiële wezens vormt een ernstige bedreiging voor riffen wereldwijd. Koraalriffen dienen als kraamkamers en leefgebieden voor talloze zeedieren en bieden beschutting, voedsel en bescherming tegen roofdieren. Ze fungeren ook als natuurlijke barrières, verminderen kusterosie en beschermen kustlijnen tegen stormschade. Tegelijkertijd vangen ze koolstof op die anders in de atmosfeer terecht zou komen, wat bijdraagt ​​aan het tegengaan van klimaatverandering.

Deze essentiële ecosystemen staan ​​al onder grote druk door stijgende zeetemperaturen, vervuiling, overbevissing en andere menselijke activiteiten. Hierdoor lopen hun voortbestaan ​​en dat van de soorten die ervan afhankelijk zijn, steeds meer gevaar.

In een meta-analyse gepubliceerd in het peer-reviewed Biological Reviews , hebben Dr. Omri Bronstein van de Universiteit van Tel Aviv en promovendus Lisa Schmidt 110 wetenschappelijk gedocumenteerde gevallen van massale sterfte (MME's) onder zee-egels tussen 1888 en 2024 beoordeeld.

Ze ontdekten dat ziekteverwekkers verantwoordelijk waren voor 33% van de sterfgevallen, catastrofale gebeurtenissen zoals stormen of zuurstofgebrek voor 25%, extreme temperaturen voor 24%, algenbloei voor 11% en menselijke activiteit, waaronder vervuiling en habitatvernietiging, voor 7%. De meeste gerapporteerde gevallen waren geconcentreerd op het noordelijk halfrond, met name de Verenigde Staten, West-Europa en Japan, wat de regio's weerspiegelt met het meeste onderzoek en financiering.

Vissen voeden zich met een stervende D. setosum-zee-egel in de Middellandse Zee. Foto Universiteit van Tel Aviv

"Dit is een meta-analyse van alle wetenschappelijke literatuur over dit onderwerp", aldus Bronstein. "Voor elke massale sterfte hebben we in kaart gebracht waar en wanneer deze plaatsvond, welke soorten erdoor getroffen werden – en, belangrijker nog – wat de oorzaken waren.

Ziekteverwekkers zijn de belangrijkste oorzaak van massale sterfte onder zee-egels. Hoewel de opwarming van de aarde bijdraagt ​​aan milieustress, zijn niet alle sterfgevallen direct gekoppeld aan warmte. Warmer water kan de zuurstoftoevoer verminderen en de activiteit van ziekteverwekkers verhogen, waardoor een dodelijke combinatie ontstaat."

Bronsteins team identificeerde in 2023 voor het eerst een wereldwijde uitbraak onder langstekelige zee-egels (Diadema setosum) langs de kust van de Rode Zee. De boosdoener was een ciliaatparasiet die eerder verantwoordelijk was voor de decimering van Caribische soorten. De uitbraak heeft zich sindsdien verspreid naar de Indische Oceaan, is opnieuw opgedoken in het Caribisch gebied en wordt nu beschouwd als een wereldwijde pandemie die de zee-egelpopulaties bedreigt.

"Op sommige locaties in Eilat en de Sinaï bereikte de sterfte binnen 48 uur 100%, waardoor skeletten achterbleven waar ooit gezonde populaties floreerden", aldus Dr. Bronstein. "We vrezen dat een soortgelijk proces zich wereldwijd voordoet, vooral onder zee-egels met lange stekels. Zee-egels zijn essentieel voor de gezondheid van het koraalrif. Ze zijn de tuiniers van het rif en voeden zich met algen die anders koralen zouden verstikken. Het verlies van deze zee-egels zou ecosystemen wereldwijd kunnen destabiliseren, net zoals dat in 1983 in het Caribisch gebied gebeurde, toen de dominante Diadema antillarum in grote aantallen uitstierf."

Om de uitdaging van het monitoren van mariene ziekten aan te gaan zonder dieren te schaden, ontwikkelden Dr. Bronstein en promovendus Mai Bonomo een nieuwe genetische bemonsteringskit, beschreven in het peer-reviewed Molecular Ecology Resources. De kit stelt onderzoekers in staat om onder water DNA-monsters te verzamelen met behulp van een wattenstaafje, waardoor de monsters bewaard kunnen worden voor analyse zonder het dier te verwijderen of te schaden.

"De belangrijkste hulpmiddelen voor het identificeren van dieren en ziekteverwekkers zijn tegenwoordig genetisch", aldus Dr. Bronstein. "Maar monstername vereist vaak invasieve methoden, die schadelijk kunnen zijn voor de dieren of in strijd kunnen zijn met strenge beschermingsvoorschriften. Onze onderwaterswab biedt hier een oplossing voor. Een onderzoeker neemt voorzichtig een wattenstaafje van het dier, plaatst het wattenstaafje in een buisje met een beschermend membraan en sluit het af. Eén duiker kan tientallen monsters verzamelen tijdens één duik, onder vrijwel alle omstandigheden."

De kit is succesvol getest in afgelegen en uitdagende omgevingen, waaronder Djibouti en Réunion, en heeft al de meest uitgebreide genetische studie van stekelhuidigen in de Golf van Eilat mogelijk gemaakt. Het onderzoek leidde tot de ontdekking van verschillende nieuwe soorten en de herclassificatie van andere soorten die voorheen onbekend waren bij de wetenschap.

"Dit is een eenvoudige en elegante oplossing voor een van de meest hardnekkige technische uitdagingen in de mariene moleculaire ecologie", aldus Dr. Bronstein. "Het stelt ons in staat ziekten op te sporen voordat de populaties instorten, wat ons een cruciaal instrument biedt om riffen te beschermen en de mariene biodiversiteit wereldwijd te behouden."