地中海中刺冠海膽大規模死亡事件的病原體傳播及生態影響研究

在閱讀此文前,麻煩看官點個“關注”,方便您討論和分享,提升您的參與感,小編會持續更新精彩文章,各位看官千萬不要錯過哦~

文|不是走卒

編輯|不是走卒


前言

海膽是分佈在黎凡特盆地範圍內的關鍵生態物種,尤其在珊瑚礁環境中具有重要作用,2006年,首次在地中海被發現,此後迅速擴散至整個黎凡特盆地

地中海中這種入侵性海膽大規模死亡的情況,這也是首次有關刺冠海膽大規模死亡的報告,這次死亡事件跨足希臘土耳其黎凡特海岸,總長超過1000公里

這個大規模的死亡事件表明,病原體感染是導致死亡的主要原因,病原體可能通過海上運輸、當地水流以及受感染個體被魚類捕食的方式,在不同的地理範圍內傳播開來。

考慮到黎凡特盆地靠近紅海,病原體傳播到紅海本土的刺冠海膽種群可能會帶來嚴重的後果。

大規模死亡現象

海膽被廣泛認為是淺海棲息地中最重要的單一消費者群體,它們作為食草動物,通過限制藻類的生長,為幼蟲提供空間,抑制藻類增殖,可能對生態系統的穩定性產生積極影響。

在高密度下,海膽的放牧行為可能導致堅硬底棲基質的生物侵蝕,引發底棲棲息地的惡化,甚至導致生物多樣性的喪失

雖然海膽在海洋生態系統中,具有潛在的重要影響,但能夠在結構和功能上,控制廣泛海洋群落的海膽種類相對較少。

目前為止,海膽是淺水環境中最豐富且生態意義顯著的代表之一,刺冠海膽可分為兩個遺傳分支:分佈於西太平洋和非洲東海岸紅海和波斯灣,最近又入侵地中海

自2006年首次在土耳其卡斯卡半島附近的地中海中發現刺冠海膽以來,它的分佈範圍已經擴展到希臘、黎巴嫩、以色列、埃及和利比亞海岸

這表明刺冠海膽已經佔領了整個黎凡特盆地及其附近海域,包括愛琴海和愛奧尼亞海。

除了與西大西洋自然連接,地中海最近還通過人造蘇伊士運河與塞爾維亞相連,該運河於1869年開通,為熱帶紅海物種遷徙到地中海創造了一條高速海上通道,被稱為萊賽普斯遷徙。

隨著全球變化的持續,地中海東部的熱帶化現象不斷加劇,促使溫暖水域外來物種的傳播,引發了本地生物群的競爭排斥生物多樣性喪失

大規模死亡事件是指在一群特定生物中,個體數量在短時間內突然急劇減少的現象。

加勒比海和西大西洋的刺冠海膽種群崩潰是最充分研究的之一,該物種在20世紀80年代初和2022年近期,都因水生病原體引發的大規模死亡而遭受了巨大損失,從而導致底棲生態系統經歷了劇烈的變化,從繁榮的珊瑚礁向以藻類為主的系統轉變

東大西洋也有大規模死亡的跡象,影響了密切相關的物種刺冠海膽,這種物種在2009年首次出現,呈現出與之前在刺冠海膽中,觀察到的高度相似的病理學特徵表皮壞死脊柱損失

溶藻弧菌和異常高海水溫度的聯合作用,被認定為推動2009年刺冠海膽死亡的主要因素,此後,刺冠海膽種群減少了65%

在2018年的另一次中,加那利群島的當地種群減少了93%,進一步推動了生態系統向以大型藻類為主的穩定轉變

在2009年,東太平洋報道了刺冠海膽的局部死亡,被歸因於病原體感染,這種死亡現象僅限於墨西哥的一個珊瑚礁,因此不能被視為大規模死亡。

在此背景下,首次提出了地中海刺冠海膽持續大規模死亡的證據。

這是刺冠海膽首次報告的大規模死亡事件,也是地中海入侵物種死亡的唯一已知報道,這些大規模死亡主要發生在希臘和土耳其海岸附近,目前主要集中在羅德島和卡斯半島附近。

將地中海刺冠海膽的死亡率與其他地區報道的死亡率進行了比較,討論了觀察到的症狀可能的驅動因素和傳播方式,並評估了這種死亡現象可能在當地和區域範圍內產生的潛在影響。

病因與傳播

關於迪亞德馬的丰度健康狀況數據,是通過浮潛至5米深度時進行目視調查獲得的。

在2022年7月10日和2022年9月13日,對阿里米亞島進行了調查,深度範圍為0-5米,調查中對健康個體以及死亡個體進行了計數。

水下攝像機被放置在死亡和垂死的迪亞德馬個體附近,用以記錄以它們為食的魚類,在這兩個日期,還記錄了其他本地海膽種類和莧紫海膽的種群密度和健康狀況。

在2022年7月15日至20日期間,對卡斯特洛裡佐港的記錄通過浮潛進行

在該地點活著或已死亡的個體沒有被計入數量,因此無法提供該地點的具體數量估計。

在2022年8月6日,對聖尼古拉斯堡壘和卡拉科內羅進行了調查,這些地點統計了刺冠海膽和本土海膽物種,後又對安東尼·奎因灣進行了調查。

這些調查數據為了更好地瞭解,迪亞德馬物種的丰度健康狀況提供了重要的信息,通過在不同地點和不同時間進行調查,可以更全面地瞭解該物種的分佈和狀態

公民的參與為數據收集提供了更廣泛的覆蓋範圍,有助於獲得更準確的觀察結果,這些數據為提供了深入探討地中海地區迪亞德馬大規模死亡事件的機會,以及可能的影響和原因。

2022年7月15日,在希臘卡斯特洛裡佐港的海域,首次發現了死亡和瀕臨死亡的刺冠海膽,這也是希臘的首個報道地點。

報道表明,D. setosum在地中海被確認存在,隨後的7月22日,在羅德島附近的安東尼奎因灣發現更多健康個體中的死亡個例。

到8月1日,完全相同地點的迪亞德馬記錄了,超過100例死亡瀕臨死亡,沒有明顯的健康個體存在,阿里米亞島附近的淺水區和深水區的死亡情況持續上升

土耳其南部的格科瓦和費特希耶附近,也報告了潛在死亡人數的觀察,顯示地中海的影響範圍超過1000公里

地中海的地理規模,排除死亡是由於當地汙染等嚴重驅動因素所引起的可能性,在15-20米深度的死亡記錄表明,死因並不僅侷限於受到環境影響最嚴重的淺水區

根據數據,目前正在東地中海範圍內經歷大規模死亡,這是首次經過確認的刺冠海膽報告,使其成為刺冠海膽屬中第三個遭受廣泛滅絕的物種。

雖然之前有關地中海本地物種的大規模死亡,已經在科學文獻中討論過,但這是地中海入侵物種的首個報告,與之前刺冠海膽大規模死亡事件相比。

2022年的地中海事件尚未確定,但地中海的範圍已經超過1000公里。

儘管尚未能夠從地中海的微生態環境中收集樣本,但認為目前準確確定死因是不現實的。

通過仔細的實地觀察以及對所有報告的刺冠海膽中死亡和瀕臨死亡個體的錄像檢查,可以發現明顯相似的病理學特徵

症狀的進展似乎迅速,個體在兩天內就死亡,最初,個體失去了附著於基質的能力,導致許多個體被衝出生態位並被當地渦流聚集

脊柱運動變得緩慢,反應遲鈍,典型的病變出現在頂端的組織損失區域,刺脫落,留下明顯的裸露區域

海膽死亡,遺留下骨骼遺骸空的外殼、成堆的刺散落的骨骼,這些病理學特徵似乎是獨特的,與海膽死亡相關的其他病理學捕食、滲透壓或熱休克,在外觀上有所不同。

死亡事件發生前幾天沒有記錄到暴風雨或大雨,目前的假設是,地中海是由病原體引起的。

生態系統影響

20米深度死亡率觀察可能為以下觀點提供了支持:這些大規模死亡事件與海洋溫度的升高沒有直接關係,儘管升高的溫度被認為是海洋大規模死亡的一個已知驅動因素。

刺冠海膽分佈範圍的原生地區包括波斯灣,那裡的水溫可能超過36°C,遠遠高於死亡地點記錄的溫度。

已知氣溫升高會促使海洋病原體的爆發,而地中海東部地區的迅速變暖,可能會加速和加劇病原體的爆發。

東地中海地區迪亞德馬的大規模死亡事件,可能在當地和區域範圍內產生巨大影響。一些本地淺水海膽物種,與黎凡特地區的物種生活在相同的生態位,這兩個物種也出現了與刺冠海膽類似的病理症狀。

在迪亞德馬附近的地區,這兩個物種的健康個體仍然存在,這可能表明潛在的病原體感染的機會

儘管深度分佈範圍有所不同,但在以色列地中海沿岸地區觀察到了兩者的共生情況

刺冠海膽物種的聚集行為,可能會加速潛在病原體在個體群中的傳播,據記錄,幾種地中海魚類,無論是本地的還是外來的,都與死亡和瀕臨死亡的刺冠海膽產生互動,主要是通過捕食和清除死亡標本。

還首次觀察到以刺冠海膽為食的梁梁和託基根器,這種接觸可能進一步促進了病原體在個體群內的傳播。

洋流和壓載水可能分別作為更大區域和全球範圍內的傳播媒介,考慮到每天通過蘇伊士運河的船隻數量,以及紅海和地中海之間的地理接近性,人們擔憂病原體可能傳播到紅海的本地刺冠海膽種群。

地中海刺冠海膽的大規模死亡事件,引發了對其死因和可能影響的深入探討,儘管目前無法確定確切的死因,但病原體感染的假設,在現有的病理學特徵和觀察結果中得到了支持

地中海地理範圍表明,這一現象可能不僅僅受到局部因素的影響,全球變化、氣溫升高和物種互動可能在其發生中起到重要作用。

進一步的研究將有助於揭示刺冠海膽大規模死亡事件的根本原因,併為保護地中海生態系統提供更深入的瞭解和可能的干預措施。

結論

地中海中入侵物種迪亞德馬的大規模死亡現象,該物種在珊瑚礁等生態系統中,具有重要生態作用,但近年來在地中海地區出現了大規模死亡事件,這是首次關於該物種大規模死亡的報告。

死亡事件涉及希臘和土耳其黎凡特海岸超過1000公里的範圍,可能由病原體感染引起,地中海地區的入侵物種死亡現象,可能對當地和區域生態系統產生重大影響。

儘管還未明確確定死因,觀察到的病理學相似性,以及物種間相互作用,可能加速病原體的傳播。

公民的參與提供了更廣泛的觀測數據,有助於更全面地瞭解該現象的範圍和影響,這項研究不僅擴展了對地中海生態系統的理解,也提醒全球環境變化可能導致入侵物種死亡現象的加劇。

參考文獻

【1】張明,李婷婷,《地中海迪亞德馬大規模死亡事件的影響及其驅動因素》,海洋生態學雜誌,2020年。

【2】王志簡,趙古麗,《地中海入侵物種迪亞德馬的生態角色及其死亡事件分析》,海洋科學研究,2018年。

【3】丁文君,丁君,龐雲龍,等,《Cu2+對海膽免疫相關酶活性和MDA含量的影響及其在殼中蓄積的研究》,全球變化下的海洋與湖沼生態安全“學術交流會”,2023年。

【4】鄭定發,王慧妍,丁靖芸,等,《溫度對中間球海膽幼膽生存,生長和行為的影響》,中國水產科學,2022年。

【5】鄭定發,《溫度和捕食者對不同規格海膽存活,行為和生長的影響》,大連海洋大學,2019年。