Des scientifiques ont identifié un parasite comme étant la cause de la disparition massive des oursins à longues épines dans la mer des Caraïbes. Ces oursins jouent un rôle vital dans les écosystèmes marins en se nourrissant d’algues qui, autrement, pourraient proliférer et tuer les coraux. L’épidémie a entraîné une réduction drastique de la population d’oursins, allant de 85 % à 95 % dans les zones touchées. Malgré les incertitudes liées au traitement du parasite, l’identification de l’agent pathogène pourrait contribuer à l’élaboration d’une stratégie de maintien de la santé des oursins Diadema élevés à des fins de repeuplement.
Des scientifiques ont identifié le parasite Philaster apodigitiformis comme étant à l’origine de la forte mortalité des oursins à longues épines dans les Caraïbes, entraînant un déclin de 85 % à 95 % de leur population. Cette découverte pourrait orienter les futures stratégies de maintien en bonne santé des oursins, qui jouent un rôle crucial dans la protection des récifs coralliens en contrôlant la croissance des algues nuisibles.
Des scientifiques ont découvert qu’un parasite était à l’origine d’une forte mortalité des oursins à longues épines dans la mer des Caraïbes, ce qui a eu des conséquences dévastatrices pour les récifs coralliens et les écosystèmes marins environnants.
Les oursins à longues épines (Diadema antillarum) sont des herbivores essentiels qui se nourrissent d’algues qui, si elles ne sont pas contrôlées, supplantent les coraux pour l’espace et les recouvrent, bloquent la lumière et les tuent. En se nourrissant d’algues, les oursins sont essentiels au maintien de la santé des coraux et de l’équilibre de l’écosystème marin.
Les mortalités de Diadema ont été signalées pour la première fois à St. Thomas dans les îles Vierges américaines à la fin du mois de janvier 2022. À la fin du mois de mars, l’affection a été constatée dans les Petites Antilles, en Jamaïque et dans les Caraïbes mexicaines. En juin de l’année dernière, elle avait été détectée dans la plupart des Grandes Antilles, en Floride et à Curaçao.
Les scientifiques ont tenté d’identifier la cause de cette mystérieuse maladie, qui a entraîné un déclin de 85 % à 95 % par rapport aux chiffres antérieurs à la mortalité dans les zones touchées. Lorsque les oursins meurent, ils perdent leurs épines et se détachent de leurs ancres.
Une équipe internationale de 42 scientifiques a identifié le coupable : Philaster apodigitiformis, un eucaryote unicellulaire qui fait partie d’un groupe de 8 000 espèces appelées ciliés. P. apodigitiformis est un parasite connu des poissons.
« Il est rare que nous ayons l’occasion de comprendre les maladies marines de manière aussi détaillée, de sorte que nous puissions en déterminer la cause », a déclaré l’écologiste marin Ian Hewson, professeur de microbiologie à l’université Cornell et auteur principal de l’étude « A Scuticociliate Causes Mass Mortality of Diadema antillarum in the Caribbean Sea », qui a été publiée dans Science Advances.
Bien que les scientifiques ne sachent pas encore comment traiter les infections par P. apodigitiformis, la découverte de l’identité du parasite pourrait les aider à concevoir des stratégies pour maintenir la santé des oursins Diadema qui sont élevés pour les efforts de repeuplement dans toute la région, a déclaré Hewson.
« Connaître l’identité de l’agent pathogène peut également aider à réduire les risques pour les oursins Diadema intacts en raison du trafic maritime, du matériel de plongée ou d’autres façons dont ils peuvent être déplacés », a-t-il ajouté.
Au début des années 1980, les oursins à longues épines ont été presque complètement anéantis dans les Caraïbes par une cause inconnue, entraînant un déclin d’environ 98 % par rapport aux chiffres antérieurs. Trente ans plus tard, leurs populations ont rebondi, mais seulement de 12 % par rapport aux chiffres d’avant l’épidémie. Cette disparition a entraîné une dégradation rapide de nombreux récifs coralliens de la région, qui persiste encore aujourd’hui, certaines espèces de coraux étant devenues extrêmement rares. La cause de l’épidémie du début des années 1980 n’a jamais été déterminée, mais Hewson et ses collègues pourraient maintenant chercher à savoir si P. apodigitiformis peut être détecté dans les échantillons du musée Diadema de cette époque et de cette région.
Dans l’étude actuelle, l’équipe de recherche a collecté trois types d’échantillons de Diadema, à savoir : des individus visuellement anormaux et infectés ; des individus sains provenant du même site ; et des individus totalement sains provenant d’une zone non affectée, qui ont servi de contrôle pour la comparaison.
La collecte rapide d’échantillons sur 23 sites a été rendue possible par le programme d’évaluation rapide des récifs de l’Atlantique et du Golfe, un réseau qui a permis à Hewson de collaborer avec des scientifiques de l’université Van Hall Larenstein des sciences appliquées aux Pays-Bas, dans les Caraïbes, et de l’université des îles Vierges, entre autres.
Les collaborateurs ont préparé des échantillons de tissus et les ont livrés au laboratoire de Hewson à Cornell, un processus complexe impliquant des réglementations douanières et frontalières. Hewson et ses collègues ont ensuite effectué des tests pour identifier les agents pathogènes viraux ou bactériens dans les tissus en utilisant des techniques de pointe en biologie moléculaire et en pathologie vétérinaire, mais les résultats n’ont pas été concluants.
« Au départ, les tissus ne présentaient aucun micro-organisme inhabituel ou candidat », a déclaré M. Hewson. « Nous étions un peu dans une impasse.
C’est alors que Hewson a décidé d’étudier les signaux génomiques des micro-organismes eucaryotes, tels que les champignons, les ciliés et les dinoflagellés. « Immédiatement, j’ai obtenu un énorme signal de ce scuticocilié Philaster », a déclaré Hewson.
Il a couru au laboratoire et a sorti des échantillons de liquide de Diadema que les gens sur le terrain avaient collectés et les a mis sous le microscope.
« J’ai vu que ce cilié était en fait très, très abondant », a-t-il déclaré. « C’est là que j’ai eu le déclic. Les ciliés n’étaient pas présents dans les échantillons des sites de contrôle.
Si P. apodigitiformis est connu pour infecter les poissons, c’est la première fois qu’il est associé à une mortalité massive chez un invertébré.
Hewson, membre de la faculté du Cornell Atkinson Center for Sustainability, et ses coauteurs Mya Breitbart, océanographe biologique à l’Université de Floride du Sud, et Christina Kellogg, microbiologiste au U.S. Geological Survey St. Petersburg Coastal and Marine Science Center en Floride, ont conçu une expérience pour tester les postulats de Koch – le test de référence pour prouver sans l’ombre d’un doute qu’un micro-organisme est associé à une pathologie.
À partir d’échantillons frais prélevés sur des diadèmes infectés des Keys de Floride et des diadèmes d’aquaculture (qui n’ont jamais été exposés à des agents pathogènes) provenant du Center for Conservation de l’Aquarium de Floride, les chercheurs ont infecté les diadèmes d’aquarium avec des ciliés isolés du liquide corporel d’oursins de Floride infectés.
« Les animaux traités avec le cilié sont tombés malades et sont morts dans 60% des cas », a déclaré Hewson. Les chercheurs ont ensuite pu isoler et identifier le même cilié P. apodigitiformis sur ces animaux nouvellement malades, prouvant ainsi qu’il était à l’origine de la maladie.
« Il est pratiquement impossible de prouver qu’un micro-organisme est effectivement responsable d’une maladie dans un environnement sauvage, du moins dans les habitats marins », a déclaré M. Hewson.
Pour en savoir plus sur cette recherche :
Référence : « A scuticociliate causes mass mortality of Diadema antillarum in the Caribbean Sea » par Ian Hewson, Isabella T. Ritchie, James S. Evans, Ashley Altera, Donald Behringer, Erin Bowman, Marilyn Brandt, Kayla A. Budd, Ruleo A. Camacho, Tomas O. Cornwell, Peter D. Countway, Aldo Croquer, Gabriel A. Delgado, Christopher DeRito, Elizabeth Duermit-Moreau, Ruth Francis-Floyd, Samuel Gittens, Leslie Henderson, Alwin Hylkema, Christina A. Kellogg, Yasunari Kiryu, Kimani A. Kitson-Walters, Patricia Kramer, Judith C. Lang, Harilaos Lessios, Lauren Liddy, David Marancik, Stephen Nimrod, Joshua T. Patterson, Marit Pistor, Isabel C. Romero, Rita Sellares-Blasco, Moriah L. B. Sevier, William C. Sharp, Matthew Souza, Andreina Valdez-Trinidad, Marijn van der Laan, Brayan Vilanova-Cuevas, Maria Villalpando, Sarah D. Von Hoene, Matthew Warham, Tom Wijers, Stacey M. Williams, Thierry M. Work, Roy P. Yanong, Someira Zambrano, Alizee Zimmermann, Mya Breitbart, 19 avril 2023, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.adg3200
Cette étude a été financée par la National Science Foundation, le Cornell Atkinson Center for Sustainability, la National Oceanic and Atmospheric Administration et la National Fish and Wildlife Foundation.