Beheer en interventies voor de uitbraak van steenachtig koraalweefselverlies in Florida
Locatie
Florida, VS (en bredere Caribische Zee)
De uitdaging
Koraalriffen in Florida, evenals in verschillende landen en gebieden in het hele Caribische gebied, lijden aan een uitbraak van een dodelijke ziekte die steenkoraalweefselverliesziekte (SCTLD) wordt genoemd. Verschillende factoren maken deze ziekte uniek en zeer verontrustend. Vergeleken met 'routinematige' uitbraken van de meeste andere koraalziekten, heeft de SCTLD een bijzonder groot geografisch bereik en is het al enkele jaren aan de gang zonder af te nemen. De ziekte heeft ook een extreem snelle progressie op kolonie- en rifschaal, zeer hoge sterftecijfers en treft een verscheidenheid aan koraalsoorten die deel uitmaken van het Florida-rifecosysteem. Misschien wel het meest verontrustend, het treft alle enorme rifbouwende soorten die de fundamentele structuur vormen van de riffen in de regio. Ongeveer de helft van de vijfenveertig soorten steenkoralen in Florida is kwetsbaar voor deze ziekte.
Hoewel de exacte ziekteverwekker(s) onbekend blijven, hebben laboratoriumexperimenten aangetoond dat de ziekte kan worden overgedragen op andere koralen door direct contact en via het water, wat de uitdaging onderstreept om de ziekte in een dynamische oceaanomgeving te beheersen. Onderzoekers werken aan het identificeren van potentiële ziekteverwekkers en relaties met omgevingsfactoren, evenals aan het identificeren van genotypen van koralen die een zekere mate van resistentie tegen de ziekte kunnen vertonen. Onderzoekers testen strategieën om zieke kolonies in het veld te behandelen, passen verschillende behandelingen toe op de laesies die zich op de kolonie vormen naarmate de ziekte voortschrijdt, en werken in het laboratorium om te bepalen of er behandelingen op 'hele kolonie'-niveau zijn (bijv. Probiotica) die kunnen worden ontwikkeld en toegepast in het veld.
De ernst en omvang van de ziekte heeft ook geleid tot een gezamenlijke inspanning om monsters van de meest kwetsbare, structureel belangrijke of iconische soorten in faciliteiten op het land veilig te stellen. De hoop is dat het beheer van deze soorten aanvullend onderzoek mogelijk zal maken dat herstelinspanningen zal ondersteunen die in de toekomst duidelijk nodig zullen zijn.
Ondernomen acties
Onderzoek naar ziekteverwekker(s)
Koralen bevatten een verzameling microben en algen die naast elkaar bestaan als een complex systeem, wat de identificatie van ziekteverwekkers een ingewikkelde taak maakt. Bovendien bevinden koralen zich in een open systeem - de oceaan - met een constante input van microben uit de omgeving, wat het onderzoeksproces nog ingewikkelder maakt.
Bacteriën kunnen een primaire ziekteverwekker zijn of een opportunistische ziekteverwekker die koralen met een verminderde immuunfunctie aanvalt. Sommige van deze ziekteverwekkers kunnen normaal gesproken worden geassocieerd met koralen en zijn onschadelijk totdat ze worden geactiveerd door een verandering in het milieu. Het relatief nieuwe wetenschappelijke gebied van koraalziekte heeft wereldwijd slechts ongeveer een dozijn ziekteverwekkers geïdentificeerd, en in zeer weinig gevallen is aangetoond dat deze ziekteverwekkers de definitieve veroorzaker van de ziekte zijn. Verder hielden sommige die aanvankelijk als zodanig werden aangetoond, niet stand door verder onderzoek.
Hoewel experimenten aan de gang zijn, omvatten de huidige hypothesen dat secundaire pathogenen de virulentie van SCTLD beïnvloeden, terwijl omgevingsfactoren de progressie en overdracht van de ziekte kunnen beïnvloeden. De identificatie en isolatie van de ziekteverwekker(s) die SCTLD veroorzaken, zal belangrijk zijn voor de ontwikkeling van diagnostische hulpmiddelen en meer gerichte behandelingen.
Hoewel de exacte ziekteverwekker onbekend blijft, suggereren laboratoriumstudies door Dr. Blake Ushijima van het Smithsonian Marine Station en veldwaarnemingen door koraalecoloog Dr. Greta Aeby van de Universiteit van Qatar dat meerdere micro-organismen een rol kunnen spelen en het is mogelijk dat een eerste ziekteverwekker valt het gezonde koraal aan en opportunistische ziekteverwekkers versnellen vervolgens de ziekte. Als alternatief kan de ziekte zijn progressie meer indirect beginnen. Dr. Andrew Baker van de Universiteit van Miami begint met onderzoek om te bepalen of ziekteverwekkers in eerste instantie endosymbiotische algen kunnen infecteren, met secundaire infecties die gastheerkoralen aantasten. Hoe dan ook, het is bekend dat de ziekteverwekker(s) zich verspreiden door direct koraal-tot-koraal contact en door water, wat zowel de diagnose als de behandeling bemoeilijkt.
Interventies en behandelingen
Wetenschappers en resource managers coördineren interventies en behandelingen met als doel de verspreiding van SCTLD te vertragen of te stoppen. Vroege laboratoriumonderzoeken omvatten vele fysieke (bijv. barrières van klei), chemische (bijv. antiseptische behandelingen) en combinatiebehandelingen (bijv. antiseptische behandeling met een fysieke 'brandgang' rond ziek weefsel). Aanvankelijk werden behandelingen met gechloreerde epoxy met een brandwerende en antibiotische pasta geïdentificeerd als de meest veelbelovende opties.
Uit veldtesten bleek dat gechloreerde epoxy grotendeels ineffectief was bij de meeste soorten en zeer tijdsintensief was, maar de antibiotische pasta stopte de ziekteprogressie bij 75% tot 95% van de laesies, met soortspecifieke verschillen. Als zodanig concentreren beoefenaars in Florida zich op antibioticabehandelingen in het veld, maar blijven ze nieuwe laesiespecifieke behandelingen uitproberen, overwegend toegepaste antibioticabehandelingen die op volledige kolonieschaal kunnen worden geïmplementeerd, en het creëren van probiotica die kunnen worden toegepast op zieke koralen en misschien koraaluitplantingen om de overleving te vergroten. Behandelde kolonies worden om de paar maanden opnieuw bezocht om de gezondheid te controleren en om eventuele nieuwe laesies te behandelen, en veel koralen moeten worden teruggetrokken vanwege de vorming van nieuwe laesies. Door deze methoden zijn aanzienlijke aantallen van de grootste, oudste kolonies die de grootste ecosysteemdiensten leveren, gered.
Wetenschappers brengen een antibiotische pasta aan op de rand van gezond en ziek koraal om de verspreiding te stoppen. Foto © Nova Southeastern University
Experimenteel werk uitgevoerd door het Fish and Wildlife Research Institute van de Florida Fish and Wildlife Conservation Commission (FWRI-FWC) toonde aan dat substantiële behandelingsinspanningen binnen een klein gebied (5 m bij 5 m) van een aangetast rif weinig veranderden aan het ziektetraject binnen de studieplot. Inspanningen op individuele koralen zijn echter succesvol in het vertragen en/of stoppen van koloniesterfte. Het werk onder leiding van Dr. Karen Neely aan de Nova Southeastern University heeft meer dan 1,400 prioritaire koralen binnen het Florida Keys National Marine Sanctuary behandeld. Dr. Brian Walker (Nova Southeastern University) en Dr. Josh Voss (Florida Atlantic University Harbor Branch Oceanographic Institute) hebben nog eens 500 kolonies in de regio Zuidoost-Florida behandeld en Biscayne National Park is eind 2019 met interventieactiviteiten begonnen.
Hoe succesvol is het geweest?
Interventie op individuele prioritaire kolonies met lokaal antibioticum heeft de sterftecijfers verlaagd tot minder dan 2% op behandelde koralen. Initiële behandelingen van laesies zijn zeer effectief en follow-up monitoring suggereert dat de ontwikkeling van nieuwe laesies in de loop van de tijd kan afnemen. Hoewel gezondheidsbeoordelingen en herbehandelingen op de lange termijn noodzakelijk zullen blijven, zal de frequentie en intensiteit hiervan waarschijnlijk met de tijd afnemen.
Andere interventies, waaronder gechloreerde epoxy en modificaties aan de actuele pasta met behulp van natuurlijke producten, zijn tot nu toe niet succesvol gebleken met ziekteprogressie en sterftecijfers die slechts iets lager zijn dan bij niet-behandelde koralen. Toch worden deze behandelingsopties aangepast en getest in een poging om effectieve behandelingen te ontwikkelen die beperkte onbedoelde milieueffecten hebben.
Op veel locaties is de overgrote meerderheid van de overgebleven koralen diegene die zijn gered door actieve behandeling. Deze koralen bieden de habitat, ecosysteemdiensten en broedvoorraad voor toekomstige generaties op deze locaties.
Koraal redding
Het Florida Coral Rescue Team wordt mede geleid door FWC en de National Marine Fisheries Service van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en bestaat uit federale en staatsagentschappen, non-profitorganisaties, universiteiten en de Association of Zoos and Aquariums (AZA). partners. Deze groep werkt aan het "redden" (verzamelen) van gezonde koralen van voor de ziektegrens en plaatst ze in aquaria op het land om te voorkomen dat ze geïnfecteerd raken, om de genetische diversiteit te behouden en om te dienen als broedvoorraad voor toekomstige herstelactiviteiten. De AZA, die zich eind 2018 bij de inspanningen heeft aangesloten, heeft meer dan 20 faciliteiten in het hele land die momenteel geredde koralen huisvesten of bezig zijn zich voor te bereiden om geredde koralen te huisvesten. In de tussentijd worden de geredde koralen bewaard in intermediaire opslagfaciliteiten in Florida, waaronder de Universiteit van Miami, Nova Southeastern University, Florida Aquarium en Mote Marine Laboratory.
Tot nu toe zijn iets minder dan 1,500 koralen, die de 15 meest gevoelige soorten vertegenwoordigen, verzameld uit de wateren van Florida Keys National Marine Sanctuary en Dry Tortugas National Park in totaal vijf live-aboard-missies en wat werk op kleine boten voor de kust van Key West. Om ervoor te zorgen dat er voldoende genetische diversiteit wordt verzameld om voortplantingsactiviteiten te ondersteunen, worden in totaal 4,400 koraalkolonies uit de volledige lijst van 22 gevoelige soorten met hoge en gemiddelde prioriteit verzameld. Realtime gegevens over de status van deze inspanningen zijn beschikbaar op de Coral Rescue-dashboard.
Koralen worden verzameld en in een zak gedaan voor veilig transport. Aan de oppervlakte worden koralen gemeten en geëvalueerd op conditie, genetische monsters worden genomen en elk wordt vervolgens op een keramische tegel gemonteerd, waarbij extra zorg wordt besteed om ervoor te zorgen dat levend weefsel de tegel of epoxy niet raakt. Foto © Florida Fish and Wildlife Conservation Commission
In de toekomst is Florida van plan kweekfaciliteiten uit te bouwen waar de geredde koralen kunnen paaien en gevestigde larven zullen worden grootgebracht voor grootschalig herstel van de riffen. Sommige van de koralen die deze zomer werden verzameld en in intermediaire buitenfaciliteiten werden gehouden, brachten hun voorspelde cyclus voort en de larven vestigden zich opportunistisch en groeien naast de geredde koralen.
Geleerde lessen en aanbevelingen
Zorg dat je een plan hebt voordat je het nodig hebt. Terwijl Florida worstelde met het aanpakken van deze ongekende uitbraak, wendden managers zich tot twee documenten die voor andere rechtsgebieden waren geschreven voor begeleiding: Het rampenplan voor snelle respons van Hawaï en Reef Health Incident Response System van de Great Barrier Reef Marine Park Authority.
Heb veel back-upplannen. Hoewel het belangrijk is om van tevoren een plan te hebben, is het net zo belangrijk om klaar en bereid te zijn om in een oogwenk over te schakelen op noodplannen. Flexibiliteit en adaptief beheer staan centraal!
Zorg voor een mechanisme om te bepalen of en wanneer u moet reageren. Vooraf vastgestelde drempels helpen om te bepalen wanneer actie moet worden ondernomen.
Een succesvolle respons vereist een succesvol monitoringprogramma. Om bij te houden wat werkt, en mogelijk nog belangrijker wat niet werkt (zie punt 2 hierboven), moet u ervoor zorgen dat u de resultaten op een vergelijkbare manier bewaakt voor alle methoden en regio's.
Weet wie uw reactie zal leiden. In het eenvoudigste geval is er één instantie of organisatie met fiduciaire verantwoordelijkheid en/of een overheidsmandaat om de respons te leiden. Als dat niet het geval is, bedenk dan van tevoren hoe de reactie moet worden uitgevoerd. Reacties kunnen effectief zijn via een top-down of bottom-up benadering (of een combinatie van beide), maar het is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat iedereen weet welke instantie of groep uiteindelijk verantwoordelijk is voor het nemen van beslissingen.
Ken uw experts. Identificeer en neem contact op met experts in het veld voorafgaand aan of onmiddellijk na een storing en denk buiten de gebaande paden. Deskundigen van de Centers for Disease Control and Prevention en het National Wildlife Health Center van de US Geological Survey, microbiologen, genetici, epidemiologen, biocontainmentspecialisten en vele andere agentschappen en specialiteiten die niet vaak rechtstreeks met koraalecologen werken, zijn ingeschakeld om te helpen bij het verbreden het denken over hoe deze uitbraak aan te pakken.
Anticipeer op regelgevende hindernissen. Schakel regelgevende instanties zo vroeg mogelijk in, en bij voorkeur zelfs voordat een gebeurtenis plaatsvindt (dwz terwijl u theoretische responsplannen ontwikkelt), om onverwachte vertragingen bij het verkrijgen van goedkeuring voor experimentele maatregelen te beperken.
Mensen willen helpen. Bij elke ramp willen mensen helpen bij de reactie. Identificeer vaardigheden die nuttig kunnen zijn en probeer het publiek op een zinvolle manier te betrekken.
Financieringsoverzicht
Sinds 2015 is iets meer dan $ 10 miljoen besteed aan directe ziektebestrijding in Florida. De belangrijkste financieringsbron was de Florida State Legislature met aanvullende steun van het Florida Department of Environmental Protection (FDEP), FWC, NOAA, US Environmental Protection Agency, National Fish and Wildlife Foundation en National Science Foundation. Bovendien is er een aanzienlijke hoeveelheid tijd in natura besteed aan deze inspanningen van verschillende federale en staatsinstanties, universiteiten, lokale overheden en non-profitorganisaties.
Een globale verdeling van het responsbudget is als volgt:
- Koraalredding: 42%
- Interventie: 27%
- Onderzoek: 14%
- Voortplanting: 5%
- Verkenning en bewaking: 4%
- Gegevensbeheer: 3.5%
- Communicatie en outreach: 1%
- Andere: 3.5%
Lees meer over projecten die zijn gefinancierd door FDEP, en degenen die zijn geweest ingevuld door individuele werkgroepen.
Leidende organisaties
De reactie van Florida wordt geleid door vier instanties: FDEP, FWC, NOAA en de National Park Service. De uitbraak maakte echter een 'alle hens aan dek'-reactie noodzakelijk, waarbij expertise en middelen werden gehaald uit tal van organisaties, waaronder staats- en federale agentschappen, academische en onderzoeksinstellingen, non-profit natuurbeschermingsorganisaties en dierentuinen en aquaria overal ter wereld. de VS. Een gedeeltelijke lijst wordt weergegeven op de Florida Keys National Marine Sanctuary-website.
Resources
Bronnen voor ziekte van steenachtig koraalweefselverlies
Florida Reef Tract Coral Disease-uitbraak
Volg en rapporteer ziekte van steenachtig koraalweefselverlies
