“We’re beyond thrilled to get to the bottom of the 2022 mystery and a bit stunned we did it so quickly,” said Breitbart, senior author on the Science Advances study and an expert in marine genomics. “We had a great team in place and the tools needed to do the ocean science equivalent of a forensic investigation.”

Ciliates are microscopic organisms covered in hair-like structures called cilia that help them move and eat. They are found almost anywhere there is water and most are not disease-causing agents. However, this specific species of ciliate – called a scuticociliate – has been implicated in die-offs of other marine species, such as sharks, in the past.

Photo compilation showing the same sea urchin before and after infection with the ciliate in the USF aquarium research facility. Credit: Makenzie Kerr USF College of Marine Science

Examining urchins collected from 23 sites in the Caribbean, the research team used a series of techniques to confirm the source of the die-off event.

After identifying the ciliate in every affected urchin specimen using genomic techniques, the team grew ciliates in the lab and performed infection experiments at the USF College of Marine Science. When the pathogen was introduced to otherwise healthy urchins in an aquarium tank, the urchins died within a few days – replicating what was taking place in the ocean and confirming the ciliate as the disease source.

DaSc-affected sea urchin, Aruba, August 2022. Credit: Ian Hewson Cornell University

“We’re excited to share this information with everyone, from reef managers to additional scientists so we can explore it further and try to stop its spread,” Breitbart said.

Mya Breitbart (USF) viewing the ciliate culture by microscopy. Credit: Makenzie Kerr USF College of Marine Science

The long-spined sea urchins inhabit shallow tropical waters and feed on algae that would otherwise destroy a reef. They began to lose their spines within days of contracting an unknown disease and died in droves starting in January 2022.

A similar die-off event took place in the early 1980s, which wiped out 98 percent of the long-spined sea urchin population. The culprit of that die-off remains a mystery.

Breitbart first got the call about the unfolding die-off at the end of March 2022. She immediately assembled a team consisting of Ian Hewson, lead author on the publication and a marine ecologist at Cornell University; Christina Kellogg, a microbiologist from the U.S. Geological Survey in St. Petersburg, Fla. who has worked extensively on coral reef diseases; and USF graduate student Isabella Ritchie.

“At the time, we didn’t know if this die-off was caused by pollution, stress, something else – we just didn’t know,” said Hewson, an expert in diseases that cause mass die-offs of sea stars, who flew from New York to the Caribbean Islands to observe the situation.

Even with the source of the mysterious die-off uncovered, questions still remain. For example:

• Is this ciliate new to the area, or was it there prior to the die-off?
• If it has been there, what environmental conditions favored its growth and why did it infect the urchins?
• Can it affect other species of urchins?

https://www.youtube.com/watch؟v=eOYxiYgtkUM

قال Kellogg “إحدى النظريات التي لدينا هي أن شركة ciliate نمت بشكل أفضل في ظل ظروف إنتاجية عالية ، وهو ما شوهد في منطقة البحر الكاريبي عندما بدأت تتلاشى لأول مرة”. “نحن مهتمون أيضًا بحقيقة أن هذا النفوق حدث في مناطق جغرافية معينة وأن الشعاب المرجانية آخذة في الانخفاض بسبب مرض فقدان الأنسجة المرجانية الصخرية.”

https://www.youtube.com/watch؟v=-nPFN3yQMUk

ملحوظة: إيان هيوسون ، إيزابيلا د. ريتشي ، جيمس س. إيفانز ، أشلي ألترا ، دونالد برينجر ، إرين بومان ، مارلين براندت ، كايلا أ. بات ، روليو كاماتشو ، توماس أو. كورنويل ، بيتر د. كونتواي ، ألدو كروجر ، غابرييل أ. ثين ، كريستوفر تريتو ، إليزابيث دورميت موري ، روث فرانسيس فلويد ، صامويل جيتنز ، ليزلي هندرسون ، ألفين هيلكيما ، كريستينا أ. جيلوك ، ياس كيماني أ. كيتسون والترز ، باتريشيا كرامر ، جوديث سي. لونج ، هاريلاس ليسيوس ، لورين ليدي ، ديفيد مارانسيك ، ستيفن نمرود ، جوشوا د. باترسون ، ماريت بيستر ، إيزابيل سي. روزماري ، ريتا سيلياريز-بلاسكو ، موريا إل بي سيام ، موريا إل بي سيام سي. شارب ، ماثيو سوزا ، أندريا فالديز ترينيداد ، مارين فان دير لان ، بريان فيلانوفا غويز ، ماريا فيلالباندو ، سارة د. فان هوين ، ماثيو وارهام ، توم فيجرز ، ستايسي م. ويليامز ، تييري م. العمل ، روي ب. يانونغ ، سوميرا زامبرانو ، أليزي زيمرمان ، ميا بريتبارت ، 19 أبريل 2023 ، التقدم العلمي.
DOI: 10.1126 / sciadv.adg3200

https://www.youtube.com/watch؟v=9OH9Gqguzas

تم تمويل هذا البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم ، ومركز أتكينسون للاستجابة السريعة في المستقبل المستدام ، و AGGRA ، والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ، والمؤسسة الوطنية للأسماك والحياة البرية ، ومحمية فلوريدا كيز البحرية ، وفلوريدا للأسماك والحياة البرية. عمولة.