Forscher der Universität Tel Aviv identifizieren den Erreger des Massensterbens von Seeigeln

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Eine fortlaufende Studie der Universität Tel Aviv hat ergeben, dass die im letzten Jahr entdeckte tödliche Epidemie, die die in Eilat am häufigsten vorkommenden und ökologisch bedeutsamen Seeigel praktisch ausgerottet hat, sich über das Rote Meer bis in den Indischen Ozean ausgebreitet hat. Den Forschern zufolge hat sich das, was zunächst als schwere, aber lokale Epidemie erschien, schnell in der Region ausgebreitet und droht nun zu einer globalen Pandemie zu werden.

Die Forscher schätzen, dass die Epidemie seit ihrem Ausbruch im Dezember 2022 den größten Teil der Seeigelpopulationen (der von der Krankheit betroffenen Arten) im Roten Meer sowie eine unbekannte Zahl von Seeigeln, die auf Hunderttausende geschätzt wird, weltweit ausgelöscht hat.

Seeigel gelten als die „Gärtner“ der Korallenriffe, da sie sich von Algen ernähren, die mit den Korallen um Sonnenlicht konkurrieren, und ihr Verschwinden kann das empfindliche Gleichgewicht der Korallenriffe weltweit stark beeinträchtigen. Die Forscher stellen fest, dass seit der Entdeckung der Epidemie in den Korallenriffen von Eilat die beiden Seeigelarten, die zuvor im Golf von Eilat am häufigsten vorkamen, vollständig verschwunden sind.

Die Studie wurde von Dr. Omri Bronstein von der School of Zoology und dem Steinhardt Museum of Natural History (SMNH) geleitet, zusammen mit den Forschungsstudenten Lachan Roth, Gal Eviatar, Lisa Schmidt und May Bonomo sowie Dr. Tamar Feldstein-Farkash vom SMNH. An der Studie, die Tausende von Kilometern Korallenriffe umfasste, waren auch Forschungspartner aus der Region und Europa beteiligt. Die alarmierenden Ergebnisse wurden in der führenden wissenschaftlichen Zeitschrift Current Biology veröffentlicht.

Durch den Einsatz molekulargenetischer Methoden konnte die Forschergruppe der TAU den Erreger identifizieren, der für das Massensterben von Seeigeln der Art Diadema setosum im Roten Meer verantwortlich ist: ein Skuticociliat-Parasit, der Philaster apodigitiformis am ähnlichsten ist. Die Forscher erklären, dass dieser einzellige Organismus auch für das wiederkehrende Massensterben von Diadema antillarum in der Karibik vor etwa zwei Jahren verantwortlich war, nach dem berüchtigten Zusammenbruch der Seeigelpopulation 1983, der zu einer katastrophalen Phasenverschiebung des Korallenriffs führte.

Wie bereits erwähnt, war Dr. Bronstein im Dezember 2022 der erste Forscher, der ein Massensterben von Seeigeln der Art Diadema setosum feststellte – den langstacheligen schwarzen Seeigeln, die im nördlichen Golf von Eilat, in Jordanien und auf dem Sinai weit verbreitet waren. Dr. Bronstein und sein Team fanden auch heraus, dass die Epidemie für andere, eng verwandte Seeigel der Gattung Echinothrix tödlich war. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die einst zahlreichsten und bedeutendsten Pflanzenfresser des Meeresbodens in der Region nun praktisch verschwunden sind. Tausende von Seeigeln starben einen schnellen und gewaltsamen Tod – innerhalb von zwei Tagen verwandelt sich ein gesunder Seeigel in ein Bärenskelett ohne Gewebe und Stacheln, und die meisten wurden im Sterben von Raubtieren verschlungen, da sie sich nicht wehren konnten. Schätzungen zufolge gibt es heute nur noch wenige Exemplare der betroffenen Seeigelart in den Korallenriffen des Golfs von Akaba.

Dr. Bronstein erklärt, dass Seeigel im Allgemeinen und insbesondere Diademoide (die von der Krankheit betroffene Seeigelart) als Schlüsselarten für das gesunde Funktionieren von Korallenriffen gelten. Als „Gärtner“ des Riffs ernähren sich die Seeigel von den Algen, die mit den Korallen um die Sonne konkurrieren, und verhindern, dass diese die Korallen überwuchern und ersticken.

Laut Dr. Bronstein ereignete sich das bisher bedeutendste und am besten untersuchte Massensterben von Seeigeln im Jahr 1983, als sich eine mysteriöse Krankheit in der Karibik ausbreitete und die meisten Seeigel der Art Diadema antillarum – Verwandte der Seeigel von Eilat – tötete. In der Folge breiteten sich die Algen unkontrolliert aus und blockierten das Sonnenlicht der Korallen, so dass sich das gesamte Riff von einem Korallenriff in ein Algenfeld verwandelte. Obwohl das Massensterben in der Karibik bereits 40 Jahre zurückliegt, haben sich sowohl die Korallen- als auch die Seeigelpopulationen nie wieder vollständig erholt, so dass im Laufe der Jahre immer wieder neue Sterbefälle beobachtet wurden.

Der jüngste Ausbruch in der Karibik im Jahr 2022 tötete überlebende Populationen und Individuen der früheren Sterbeereignisse. Diesmal verfügten die Forscher jedoch über die wissenschaftlichen und technischen Mittel, um die forensischen Beweise zu entschlüsseln. Einer Forschergruppe der Cornell University gelang es, den verantwortlichen Erreger, einen Skuticociliaten-Parasiten, zu identifizieren.

Dr. Bronstein unterstreicht: „Dies ist eine wachsende ökologische Krise, die die Stabilität der Korallenriffe in einem noch nie dagewesenen Ausmaß bedroht. Offenbar hat sich das Massensterben, das wir 2023 in Eilat festgestellt haben, entlang des Roten Meeres und darüber hinaus ausgebreitet – bis nach Oman und sogar bis zur Insel La Réunion im Indischen Ozean.

Der tödliche Erreger wird über das Wasser übertragen und kann in kürzester Zeit große Gebiete befallen. Sogar Seeigel, die im Interuniversitären Institut für Meereswissenschaften in Eilat oder im Unterwasserobservatorium in Meerwassersystemen gezüchtet wurden, wurden infiziert und starben, nachdem der Erreger durch das Kreislaufsystem des Meerwassers eingedrungen war. Wie bereits erwähnt, ist der Tod schnell und heftig. Zum ersten Mal konnte unser Forschungsteam alle Phasen der Krankheit – von der Infektion bis zum unvermeidlichen Tod – mit einem einzigartigen Videosystem dokumentieren, das am Interuniversitären Institut für Meereswissenschaften in Eilat installiert wurde.
Außerdem war bis vor kurzem nur eine einzige Seeigelart bekannt, die von diesem Erreger betroffen war – die karibische Art. Heute wissen wir, dass weitere Arten für die Krankheit anfällig sind – alle gehören zur gleichen Familie der wichtigsten Seeigel-Herbivoren in Korallenriffen.

Dr. Bronstein fügt hinzu: „In unserer Studie haben wir auch gezeigt, dass sich die Epidemie entlang der menschlichen Transportwege im Roten Meer ausbreitet. Das beste Beispiel ist die Anlegestelle in Nueiba auf dem Sinai, wo die Fähre aus der jordanischen Stadt Aqaba anlegt. Als wir unseren Bericht im letzten Jahr veröffentlichten, wussten wir bereits von Seeigelsterben in Akaba, hatten aber noch keine Anzeichen für Seeigel im Sinai gefunden. Die erste Stelle, an der wir schließlich ein Seeigelsterben im Sinai feststellten, war neben dieser Werft in Nueiba. Zwei Wochen später hatte die Epidemie bereits Dahab, etwa 70 km weiter südlich, erreicht. Die Szene unter Wasser ist fast unwirklich: eine Art, die in einer bestimmten Umgebung so dominant war, wurde innerhalb weniger Tage einfach ausgelöscht. Tausende von Skeletten, die sich auf dem Meeresboden wälzen, zerfallen und in kürzester Zeit verschwinden, so dass selbst Beweise für das, was geschehen ist, schwer zu finden sind.“

Laut Dr. Bronstein gibt es derzeit keine Möglichkeit, infizierten Seeigeln zu helfen oder sie gegen die Krankheit zu impfen. Wir müssen jedoch schnell Brutpopulationen gefährdeter Arten in vom Meer abgetrennten Zuchtsystemen aufbauen, damit wir sie in Zukunft wieder in die natürliche Umgebung einführen können.

„Leider können wir die Natur nicht reparieren, aber wir können unser eigenes Verhalten durchaus ändern. Zunächst einmal müssen wir verstehen, was zu diesem Zeitpunkt die Ursache für diesen Ausbruch war. Wurde der Erreger unwissentlich mit dem Seeschiff eingeschleppt? Oder war er schon immer da und bricht jetzt aufgrund veränderter Umweltbedingungen aus? Das sind genau die Fragen, an denen wir jetzt arbeiten.“

Photo credit: Jean-Pascal Quod

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