Choroba raf koralowych: odchody ludzkie są przyczyną

Pewien gatunek koralowca, czyli koral Elkhorn coral (Acropora palmata), żyjący na rafie koralowej w morzu w okolicach wysp Bahama, jest dotknięty chorobą wywoływaną przez bakterię patogenną. Bakteria ta jest również szkodliwa dla człowieka, a badacze wykazali, że to właśnie ludzie, poprzez własne ekskrementy wyrzucane do wody użytkowej, przenoszą tę bakterię, a co za tym idzie, także chorobę - na korale.

Wzdłuż wybrzeży archipelagu wysp Keys, na morzu karaibskim, koral Elkhorn coral (Acropora palmata) jest szczególnie liczny, ale jego liczebność znacznie spada od lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku. A przyczyną jest bakteria patogenna, Serratia marcescens, która prowokuje u korala chorobę nazywaną APS (od acroporid serriatosis) albo chorobę białych plam (po angielsku white pox disease).

W 2003 roku, koral Acropora palmata doświadczył znacznego zmniejszenia liczebności swojej polulacji z powodu proliferacji omawianej bakterii. W konsekwencji, trzy lata później, został umieszczony na czerwonej liście zagrożonych gatunków UICN, ze statutem gatunku zagrożonego krytycznie wyginięciem, a także na liście Endangered Species Act z 1973 roku.

Ekskrementy ludzkie przyczyną

Bakteria Serriata marcesens jest również patogenna dla człowieka. Może ona być przyczyną infekcji szpitalnych, infekcji układu moczowego, a nawet śmiertelnej sepsy, etc. Można znaleźć tę bakterię w wielkich ilościach w ekskrementach ludzkich oraz w zużytej wodzie.

W 2010 roku, pewne amerykańskie badanie, przeprowadzone przez panią Kathryn Sutherland oraz jej kolegów, wykazało, że szczep bakterii obecny w zużytej wodzie (również patogenny dla ludzi) był tym samym szczepem, który zarażał korale Acropora palmata: szczep PDR60.

Badacze więc zaczęli podejrzewać, że zanieczyszenie wód morskich przez wody użytkowe pełne bakterii patogennych, za które odpowiadają ludzie, było przyczyną pandemii z 2003 roku. Badanie zrealizowane przez tych samych badaczy, opublikowane ostatnio na stronie internetowej przeglądu Plos One, właśnie udowodniło istnienie tego związeku (weryfikacja postultatu Koch), tak samo jak i drogę bakterii od człowieka do korali.

Odwrócony schemat infekcji

Ten schemat infekcji, wychodzącej od człowieka, aby iść w kierunku innego gatunku, jest dość rzadkim faktem. Normalnie droga ta jest odwrotna, w większości obserwowanych przypadków.

Poza tym, w obecnym przypadku, transmisja agenta infekującego jest szczególnie spektakularna, ponieważ przechodzi odgospodarza kręgowca do gospodarza bezkręgowca, jednocześnie zmieniając środowisko życia (z ziemi do wody).

Ale ten łańcuch nie dotyczny jedynie tych trzech ogniw, jakby jeszcze tego było mało. Inne gatunki są odpowiedzialne za transfer, a nawet za odkładanie tego patogenu: inny koral Siderastrea siderea, oraz mięczak, który się żywi koralami, Coralliphila abbreviata.

Aby określić rolę każdego z tych gatunków w procesie infekcji korali, takich jak Acropora palmata, naukowcy poddali go wielu testom: wprowadzili do niego oddzielnie różne izolaty szczepu PDR60. Każdy izolat pochodził od różnego gospodarza: człowieka (bakteria została pobrana z wód użytkowych), mięczaka, korala Siderastrea siderea oraz korala Acropora palmata.

Gatunki rezerwuary patogenów

Doświadczenie to pozwoliło pokazać, że ekspozycja na bakterie pochodzące z wód użytkowych oraz z zainfekowanego korala Acropora palmata prowokowała znacznie większą wirulencję (pierwsze objawy choroby pojawiły się po około 5 dniach), niż w momencie kiedy bakterie zostały pobrane od mięczaka albo korala Siderastrea siderea (pierwsze objawy choroby pojawiły się po około 13 i 20 dniach odpowiednio).

Krótki termin infekcji bakteryjnej mikroorganizmami pochodzącymi z wód użytkowych pokazuje dobrze, że to właśnie ten izolat jest odpowiedzialny za chorobę raf koralowych. W końcu, rezultaty te sugerują, że inny koral (Siderastrea siderea) oraz mięczak działają jako czynniki wektorowe i prawdopodobnie rezerwuary patogenu: patogeny są odkładane na organizmie, u którego nie prowokują infekcji, w oczekiwaniu na transfer do swojego końcowego gospodarza.