你的身体是一群独特的细菌、病毒和真菌的家园，这些细菌、病毒和真菌生活在你的身体内外，被称为你的微生物群。当一切都处于平衡状态时，你会感觉良好。但是当你的微生物群消失时，你就会生病。这同样适用于动物界的其他动物，包括海星。当它们的微生物群不正常时，它们就容易受到感染，比如神秘的海星消瘦病(SSWD)，这种疾病会导致肢体丧失，甚至更糟，在海底分解成果冻状的水坑。

佛蒙特大学(University of Vermont)的博士生安德鲁·麦克拉肯(Andrew McCracken)研究动物如何适应环境中的压力源，他解释说，这种疾病似乎是随着变暖的海水从墨西哥向北流向阿拉斯加的趋势而发生的。“每年SSWD都在向北扩散，在夏季达到顶峰。”

自2013年大规模死亡开始以来，科学家们一直在寻找SSWD的原因。一种主流理论认为，这种疾病可能是环境压力(如水温升高、溶解氧水平降低和病原体)复杂相互作用的结果。麦克拉肯是最近发表在《海洋科学前沿》(Frontiers in Marine Science)上的一篇论文的主要作者，该论文描述了海星皮肤样本中微生物组的不平衡通常在ssd症状出现之前增加。

麦克拉肯解释说，像人类一样，海星的皮肤上通常有一个健康的微生物群落，这是抵御可能试图进入人体的病原体或微生物的“第一道防线”。“它们占据了这个生态位，基本上填补了它，防止其他任何东西占据一席之地。”

当这些天然微生物群落被破坏，机会性微生物进入时，问题就出现了，造成了更多的不平衡，为潜在的病原体进入铺平了道路。环境压力可能会彻底推翻这个社区。

麦克拉肯说:“当我们有压力时，我们更容易生病，也更容易受到疾病的影响。”

向日葵海星可能也不例外。在过去的十年里，社会福利署已经消灭了一个西海岸大约90%的巨型海星死亡人数如此之多，以至于今年3月，联合国大会(national美国海洋和大气管理局申请将这些物种列入保护名单。向日葵海星是一种“关键物种”——帮助维持整个生态系统——因此它们的消失可能从根本上重塑太平洋沿岸的海洋生物。

麦克拉肯在生物学副教授梅丽莎·佩皮尼(Melissa Pespini)的实验室工作，研究环境压力因素如何影响疾病动态。但他并没有试图找出ssd的原因(尽管他今年夏天在不列颠哥伦比亚省海凯研究所实习)，相反，他想知道他们是否有可能反弹。2024年春，他获得了为期三年的国家科学基金研究生研究奖学金，以寻找答案。

这个由多个部分组成的项目源于麦克拉肯和他的同事在分析海星微生物群时所做的早期工作。研究小组发现，在受消瘦病影响的海星中，弧菌的存在增加了1200倍，弧菌是一种通常与许多海洋疾病有关的细菌。他们确定了一个可能的罪魁祸首，但没有找到确凿的证据。

麦克拉肯将进行宏基因组学测试，以识别所有细菌，包括弧菌菌株，这些细菌会随着ssd的迹象而显著增加。这项研究还将调查随着时间的推移，海星种群的恢复能力如何。然而，海星很难获得，也很难在实验室环境中存活，这促使麦克拉肯用海胆作为模型物种。

他说:“(海星和海胆)都是棘皮动物，它们有相同种类的免疫细胞，免疫系统的功能也非常相似。”海胆“也会经历与海星非常相似的疾病爆发。”

麦克拉肯的目标是测试海胆对多种环境压力的短期和长期恢复能力，以确定生物适应、获得抵抗力并最终重建种群的潜力。他将繁殖海胆幼虫，并将它们暴露在更高的水温中——包括逐渐升高的水温和模拟自然事件的急剧升高的水温——以及已知的幼虫病原体。他将追踪哪些幼虫能在温度升高中存活，哪些能在病原体中存活，如果有幼虫能在两种压力源中存活，他将确定有益基因的选择是否发生了，这表明了它们的适应潜力。这些结果将有助于建立一个模拟，展示进化是如何跨代发生的。

有可能不会出现有利的基因——变化太多，太快了。帮助个体生存的某些特征也有可能遗传给后代。

对于在缅因州沿海长大的麦克拉肯来说，SSWD的后果可能很难想象。他被生物学和疾病生态学所吸引，因为他目睹了栖息地缩小和水温上升等环境变化。

“海洋环境非常非常脆弱，”他说。

麦克拉肯来到弗吉尼亚大学，因为他想做一些可以帮助拯救它的事情。他决定利用自己的技能来评估人类对野生动物的影响，以及生物在快速变化的地球上生存的能力。

他说:“最终的目标是能够预测全球变化对海洋生态系统的影响，识别处于危险中的物种，并从那些在我们不断变化的世界中表现出适应力的物种中学习。”