Aumento de la virulencia de la enfermedad conveniente a la desarrollo de los parásitos, no solo a la sequía

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Un nuevo periódico en Informes científicos dirigido por investigadores del Instituto de Ciencias Marinas de Virginia en William & Mary desafía el aumento de la salinidad y las temperaturas del agua de mar como una explicación bien establecida para un aumento de una década en la prevalencia y la expiración de la enfermedad grave de las ostras en las aguas costeras del Atlántico Medio.

El Dr. Ryan Carnegie, autor principal del artículo, dice: “Les presentamos una lente completamente nueva a través de la cual podemos ver nuestros últimos 35 años de historia de las ostras en la región de la Bahía de Chesapeake. Ahora conocemos la gran escalada de la enfermedad. de Dermo en la década de 1980 simplemente no se debió a la sequía. Se debió más fundamentalmente a la aparición de una forma nueva y altamente virulenta de Perkinsus marinus, el parásito que causa Dermo “.

En un giro inusual, la evidencia del equipo sugiere que la transformación de este parásito nativo fue en respuesta a las presiones evolutivas provocadas por los impactos de otro parásito de ostra no nativo conocido como MSX, visto por primera vez en las aguas de la bahía en 1959. El surgimiento de Dermo en la virulencia de mediados de la década de 1980, junto con décadas de sobreexplotación, destrucción de hábitat y la devastación previa de MSX, han llevado la pesca tradicional de ostras de bahía a un mínimo histórico.

Carnegie dice que los hallazgos de su equipo pueden ayudar a administrar mejor la industria de ostras moderna de la Bahía, que ahora se está recuperando debido a cepas de acuicultura resistentes a enfermedades, restauración de arrecifes y límites a la recolección silvestre. “La lección”, dice, “es que los patógenos como P. marinus son altamente dinámicos y nuestra vigilancia de enfermedades debe estar alerta a cualquier cambio que pueda ocurrir. Esto incluye la aparición de cepas más virulentas o variantes que pueden tener diferentes formas o historias de vida de lo que esperamos. La gestión debe estar continuamente en sintonía con cualquier cambio en la dinámica de la enfermedad “.

Los hallazgos del equipo también brindan a los científicos y líderes pesqueros una mejor comprensión de la era de la ‘roca’ para las ostras de bahía a fines de la década de 1980 y principios de la de 2000. La devastación no se debe a que no hayan podido enfrentar a Dermo después de décadas, si no siglos o milenios, de exposición. ”, Dice Carnegie. “Tocaron fondo porque fueron desafiados por una nueva forma de parásito y necesitaban tiempo para adaptarse. Y ahora se están adaptando, lo cual es clave para el reciente resurgimiento de las ostras en la región”.

Junto con Carnegie, los otros autores del artículo son Susan Ford del Laboratorio de Investigación de Mariscos Haskin de la Universidad de Rutgers; Peter Kingsley-Smith del Departamento de Recursos Naturales de Carolina del Sur; y Rita Crockett, Lydia Bienlien, Lúcia Safi, Laura Whitefleet-Smith y Eugene Burreson de VIMS. Los fondos para el estudio provienen de VIMS A. Marshall Acuff Foundation, Sr., Memorial Endowment for Oyster Disease Research.

Evidencia de un Dermoparásito más virulento

La dermopatía se produce cuando la ostra oriental Crassostrea virginica se infecta con el parásito protozoario Perkinsus marinus. Las ostras infectadas crecen más lentamente, exhiben peores condiciones corporales y se reproducen con menos éxito que sus contrapartes sanas. Las infecciones graves provocan la muerte de las ostras y la liberación de parásitos en el agua circundante, lo que podría infectar a otras ostras cercanas a medida que filtran el agua para alimentarse. La enfermedad no afecta a las personas que comen mariscos.

Originario de la costa del Golfo, Dermo se registró por primera vez en la bahía de Chesapeake en 1949, aunque probablemente lleva allí mucho más tiempo. Antes de la década de 1980, se manifestaba típicamente como una enfermedad crónica que mataba alrededor del 30% de las ostras por año, en su mayoría animales más viejos que habían estado expuestos al parásito durante varios años. Pero, dice Carnegie, “Alrededor de 1986, Dermo se convirtió repentinamente en una enfermedad aguda y profundamente destructiva capaz de matar a más del 70 por ciento de las ostras hospederas a los pocos meses de infección”. El aumento de la virulencia del parásito Perkinsus persiste en la actualidad.

Como se sabe que la infectividad del parásito aumenta con una mayor salinidad, los científicos inicialmente atribuyeron el pico de virulencia de Dermo a mediados de la década de 1980 a una sequía de varios años que azotó el Atlántico Medio en esa época, aumentando la salinidad costera. los ríos disminuyeron. El aumento de la temperatura del agua de mar también promueve el aumento de la enfermedad de Dermo, y se ha culpado al calentamiento de los océanos por el aumento hacia el norte de la cordillera de Dermo desde la década de 1980. Sin embargo, a medida que pasaba el tiempo, Carnegie y otros investigadores comenzaron a darse cuenta de que la salinidad y la temperatura por sí solas no explicaban por completo el aumento sostenido de las infecciones por Dermo y la mortalidad resultante de las ostras a lo largo de la costa este.

“Comenzamos a preguntarnos por qué las sequías más prolongadas e intensas de años anteriores, antes de la década de 1980, no habían producido una escalada similar de la enfermedad”, dice Carnegie, “y por qué los períodos posteriores de lluvia no devolvieron al parásito a sus mínimos. niveles de infección característicos de años anteriores “.

Motivados por estas preguntas, Carnegie y sus colegas compararon muestras de ostras de bahía modernas con muestras tomadas en 1960 y almacenadas en el VIMS, utilizando rodajas de papel delgadas pegadas a portaobjetos para su visualización microscópica. Al encontrar diferencias sorprendentes e inesperadas, luego examinaron más de 8,000 muestras de tejido recolectadas de ostras en la Bahía de Chesapeake, Carolina del Sur y Nueva Jersey entre 1960 y 2018.

“Nuestro análisis”, dice Carnegie, “mostró claramente que una nueva variante del parásito surgió entre 1983 y 1990, coincidiendo con las epidemias históricas de Dermo a mediados de la década de 1980”. Los cambios incluyeron un cambio en el sitio de la infección, desde los tejidos conectivos más profundos hasta el revestimiento del tracto digestivo, cambios en la estrategia reproductiva y una fuerte disminución en el tamaño de las células. En la bahía de Chesapeake, encontraron el cambio más pronunciado entre las ostras muestreadas en 1985 y 1986, cuando la variante moderna aumentó en frecuencia del 22% al 99% de las observaciones.

“La imagen que surge”, dice Carnegie, “es el surgimiento de una nueva forma virulenta del parásito Dermo Perkinsus a lo largo de la costa del Atlántico Medio a mediados de la década de 1980, que se dispersó desde allí y suplantó a una forma que antes había sido ampliamente distribuida en los estuarios atlánticos. Si bien se han documentado cambios en la virulencia de patógenos en otros sistemas, la extensión de los cambios que hemos visto y su rápida propagación en una gran área es inusual.

“Nuestro trabajo subraya la importancia del monitoreo ambiental a largo plazo”, agrega. “Sin esto y el mantenimiento de las colecciones de historia natural asociadas, esta nueva perspectiva no habría sido posible”.

Presiones evolutivas

El tipo de cambios observados en el parásito Dermo sugiere que representan una respuesta novedosa pero predecible a los devastadores impactos del MSX, la enfermedad causada por el parásito no nativo Haplosporidium nelsoni, que se informó por primera vez en las aguas de la bahía en 1959. MSX muerto más del 90% de las ostras cultivadas en Virginia en 1961 y redujeron la cosecha de ostras plantadas de 3.347.170 bushels en 1959 a 361.792 bushels en 1983, una pérdida estimada de 1.800 millones de animales. Esta disminución probablemente se vio agravada por la pérdida simultánea de poblaciones silvestres.

Un parásito que mata rápidamente a su anfitrión destruye efectivamente el hogar. En escalas de tiempo evolutivas, la selección natural a menudo conduce a un equilibrio entre un parásito nativo y su huésped, caracterizado por el tipo a largo plazo de infecciones menores de Perkinsus y las bajas tasas de mortalidad por Dermo que históricamente se han observado en las ostras de la bahía de Chesapeake.

Pero cuando aparece un nuevo parásito, ese equilibrio evolutivo puede cambiar. Carnegie y su equipo especulan que la devastadora llegada del parásito no nativo MSX a las aguas de la bahía ha interrumpido drásticamente el equilibrio de larga data entre Dermo y Crassostrea, lo que ha llevado directamente a la nueva forma más virulenta de la enfermedad.

“Una gran reducción en la abundancia de ostras, como la causada por la llegada de MSX, tendría un impacto severo en un parásito como P. marinus que depende completamente de un solo huésped”, dice Carnegie. Como prueba, señala que Perkinsus ha disminuido drásticamente en abundancia desde 1959; Los modelos teóricos recientes subrayan la posibilidad de que un aumento en la virulencia del parásito pueda ser una consecuencia de esta reducción de los recursos del huésped.

“Los cambios que vimos en el parásito Dermo son probablemente adaptativos con respecto a la reducción de la abundancia de ostras y la longevidad que enfrentó después del rápido asentamiento de Haplosporidium nelsoni y MSX en 1959”, dice Carnegie. “Nuestros resultados, especulamos, ilustran una nueva respuesta del ecosistema a una invasión de parásitos marinos: un aumento de la virulencia en un parásito nativo”. Una posibilidad intrigante es que los cambios que observaron los investigadores pueden representar un acortamiento del ciclo de vida de Perkinsus, ya que se adaptó a las ostras con una vida útil más corta debido a la mortalidad por MSX.

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