佛羅里達州石質珊瑚組織丟失疾病暴發的管理和乾預

 

活動地點

美國佛羅里達州(以及更廣闊的加勒比海)

所面臨的挑戰

佛羅里達以及整個加勒比海地區的一些國家和地區的珊瑚礁正遭受一種致命疾病的爆發,這種疾病被稱為石質珊瑚組織喪失病(SCTLD)。 有幾種因素使這種疾病變得獨特而深刻。 與大多數其他珊瑚疾病的“例行”爆發相比,SCTLD的地理範圍特別大,並且持續進行了數年而沒有減弱。 該病在殖民地和礁石範圍內也具有極快的進展,死亡率很高,並影響構成佛羅里達礁石生態系統的各種珊瑚種類。 也許最令人不安的是,它影響了構成該地區礁石基礎結構的所有大型礁石建造物種。 佛羅里達州四十五種石質珊瑚中約有一半易患此病。

儘管確切的病原體尚不清楚,但實驗室實驗表明,該病可以通過直接接觸和通過水傳播給其他珊瑚,這凸顯了在動態海洋環境中控制該病的挑戰。 研究人員正在努力確定潛在的病原體及其與環境因素的關係,並確定可能對該病表現出一定水平抗藥性的珊瑚基因型。 研究人員正在測試在野外治療患病菌落的策略,對隨著疾病進展而在菌落上形成的病變進行各種治療,並在實驗室中進行研究以確定是否存在“菌落”水平的整體療法(例如益生菌)可以開發並應用於該領域。

該疾病的嚴重程度和程度也促使人們共同努力,以確保陸上設施中最脆弱,結構重要或標誌性物種的樣本。 希望這些物種的管理將允許進行更多的研究,以支持將來顯然需要的恢復工作。

所採取的行動

病原體調查
珊瑚含有作為複雜系統共存的微生物和藻類,這使得鑑定病原體成為一項複雜的任務。 此外,珊瑚處於開放的系統-海洋中,不斷有來自環境的微生物輸入,這使調查過程更加複雜。

細菌可以是主要病原體,也可以是機會病原體,攻擊免疫功能低下的珊瑚。 這些病原體中的某些通常與珊瑚有關,在環境變化引發之前是無害的。 珊瑚病這個相對較新的科學領域僅在世界範圍內鑑定出了十二種病原體,並且在極少數情況下,這些病原體被證明是該病的最終病原體。 此外,最初證明的某些方法並沒有通過進一步的研究來解決。

儘管正在進行實驗,但當前的假設包括次要病原體正在影響SCTLD的毒力,而環境因素可能會影響疾病的進展和傳播。 識別和分離引起SCTLD的病原體對於開發診斷工具和更具針對性的治療方法將非常重要。

雖然確切的病原體仍然未知,但史密森尼海洋站的布雷克·烏希瑪博士進行的實驗室研究以及卡塔爾大學的珊瑚生態學家格蕾塔·埃比博士的實地觀察表明,多種微生物可能起著作用,並且可能最初病原體攻擊健康的珊瑚和機會性病原體,然後加劇疾病。 或者,該疾病可以更間接地開始其進展。 邁阿密大學的安德魯·貝克(Andrew Baker)博士正在開始研究,以確定病原體是否最初會感染共生藻類,而繼發感染會影響宿主珊瑚。 無論如何,已知病原體通過直接的珊瑚與珊瑚接觸以及通過水傳播,這使診斷和治療都變得複雜。

干預與治療
科學家和資源管理人員正在協調干預措施和治療,以減緩或阻止SCTLD的傳播。 早期的實驗室試驗包括許多物理療法(例如,黏土屏障),化學療法(例如,防腐處理)以及組合療法(例如,在患病組織周圍進行物理“防火”的防腐處理)療法。 最初,使用具有防火功能的氯化環氧樹脂和抗生素糊劑的治療被認為是最有前途的選擇。

現場測試發現,氯化環氧樹脂對大多數物種無效,並且耗時很長,但是抗生素糊劑在75%至95%的病灶中阻止了疾病的進展,但因物種而異。 因此,佛羅里達州的從業人員專注於該領域的抗生素治療,但仍在繼續嘗試新的針對特定病灶的治療,考慮可以在完整菌落範圍內實施的應用抗生素治療,並開發出可用於患病珊瑚和細菌的益生菌。也許珊瑚外植體可以增加生存率。 每隔幾個月會重新檢查經過治療的菌落,以檢查健康狀況和治療任何新的病變,並且由於形成新的病變,許多珊瑚都需要進行治療。 通過這些方法,節省了大量提供最大生態系統服務的最大,最古老的殖民地。

科學家在健康和患病珊瑚的邊緣塗抹抗生素糊劑,以幫助阻止傳播。 照片©新星東南大學

佛羅里達魚類和野生動物保護委員會魚類和野生動物研究所(FWRI-FWC)進行的實驗工作表明,在受影響珊瑚礁的小區域(5 m×5 m)內進行大量治療工作並沒有改變內臟的疾病軌跡研究情節。 然而,對單個珊瑚的努力成功地減緩和/或停止了殖民地死亡率。 Nova東南大學的Karen Neely博士領導的工作已經治療了佛羅里達礁島國家海洋保護區中的1,400多個優先珊瑚。 新墨西哥州東南大學的Brian Walker博士和佛羅里達大西洋大學海港分校海洋研究所的Josh Voss博士已經治療了佛羅里達東南部地區的另外500個殖民地,比斯坎國家公園於2019年底開始進行干預活動。

它有多成功?

用局部抗生素對個別優先菌落進行干預已使治療過的珊瑚的死亡率降低到不到2%。 病變的初始治療非常有效,後續監測表明新病變的發展可能會隨著時間的推移而減少。 儘管將繼續需要長期的健康評估和再治療,但是其頻率和強度可能會隨著時間的推移而降低。

迄今為止,其他干預措施(包括氯化環氧樹脂和使用天然產品對局部糊劑的改性)均未成功,疾病進展和死亡率僅略低於未經處理的珊瑚。 儘管如此,這些治療方法仍在修改和試用中,以期開發出有效的治療方法,這些方法對環境的影響有限。

在許多地方,絕大多數剩餘的珊瑚是通過積極治療而保存下來的。 這些珊瑚為這些地方的子孫後代提供了棲息地,生態系統服務和種群。

珊瑚救援
佛羅里達珊瑚救援隊由FWC和國家海洋與大氣管理局(NOAA)的國家海洋漁業局共同領導,由聯邦和州機構,非營利組織,大學以及動物園和水族館協會(AZA)組成夥伴。 該小組正在努力從疾病邊界的前方“拯救”(收集)健康的珊瑚,並將其放置在陸地水族箱中,以防止它們受到感染,保護遺傳多樣性並作為今後恢復活動的繁殖種群。 AZA於2018年底加入工作,目前在全國擁有20多個設施,這些設施目前正在或正在準備安置已拯救的珊瑚。 同時,被救出的珊瑚被關押在佛羅里達州的中間收容設施中,包括邁阿密大學,新星東南大學,佛羅里達水族館和Mote海洋實驗室。

迄今為止,在基韋斯特附近的五個現場任務中,已經從佛羅里達礁島國家海洋保護區和乾龜島國家公園水域採集了代表1,500個最易感物種的近15種珊瑚。 為了確保收集到足夠的遺傳多樣性以支持繁殖活動,從4,400種高和中優先級易感物種的完整列表中總共收集了22個珊瑚殖民地。 有關這些工作狀態的實時數據可在以下位置獲得: 珊瑚救援儀表板.

收集珊瑚並將其放在袋子中以安全運輸。 在地面上,對珊瑚進行測量並評估其狀況,採集基因樣本,然後將每個樣本安裝在瓷磚上,並格外小心,以確保活體組織不會碰到瓷磚或環氧樹脂。 照片©佛羅里達魚類和野生動物保護委員會

將來,佛羅里達州計劃建立繁殖設施,在這裡可以營救被救出的珊瑚,並飼養定居的幼體,以進行大規模的珊瑚礁恢復。 今年夏天收集的一些珊瑚被保存在室外中間設施中,並按其預期的周期產卵,而幼蟲則是機會性地定居下來的,並與營救的珊瑚一同生長。

經驗教訓和建議

在需要之前先制定一個計劃。 在佛羅里達州努力解決這一前所未有的爆發時,經理們轉向為其他司法管轄區撰寫的兩份文件尋求指導: 夏威夷的快速反應應急計劃大堡礁海岸公園管理局的珊瑚礁健康事件響應系統.

有很多備份計劃。 儘管提前製定計劃很重要,但準備好並願意立即通知應急計劃也同樣重要。 靈活性和自適應管理是關鍵!

有適當的機制來確定是否以及何時需要響應。 預先指定的閾值有助於指導何時採取措施。

成功的響應需要成功的監控程序。 為了跟踪有效的方法,甚至可能更重要的是無效的方法(請參閱上面的項目符號2),請確保以可在各個方法和區域之間比較的方式監視結果。

知道誰將領導您的回應。 在最簡單的情況下,將由一個負有受託責任和/或政府授權的機構來領導響應。 如果不是這種情況,請考慮應該如何進行響應。 通過自上而下或自下而上的方法(或兩者結合)可以有效地做出響應,但是確保每個人都知道哪個機構或組織最終負責決策是至關重要的。

了解您的專家。 在發生干擾之前或之後立即確定並聯繫該領域的專家,並跳出思路思考。 疾病控制與預防中心和美國地質調查局國家野生動物健康中心的專家,微生物學家,遺傳學家,流行病學家,生物遏制專家以及許多其他不經常直接與珊瑚生態學家合作的機構和專長已參與幫助擴大範圍關於如何應對這種爆發的思考。

預期的監管障礙。 儘早(最好是在事件發生之前)(例如,在製定理論響應計劃時)與監管機構進行接觸,以減輕批准實驗措施時出現的意外延遲。

人們想提供幫助。 在任何災難中,人們都希望提供幫助。 確定可能有用的技能,並嘗試以有意義的方式吸引公眾。

資金摘要

自2015年以來,已為佛羅里達州的直接疾病應對工作投入了超過10萬美元。 資金的主要來源是佛羅里達州議會,佛羅里達環境保護局(FDEP),FWC,NOAA,美國環境保護署,國家魚類和野生動物基金會以及國家科學基金會提供了額外的支持。 此外,許多聯邦和州機構,大學,地方政府和非營利組織還為這些工作投入了大量的實物員工時間。

應急預算的大致分類如下:

  • 珊瑚救援:42%
  • 干預:27%
  • 研究:14%
  • 傳播:5%
  • 偵察與監視:4%
  • 數據管理:3.5%
  • 溝通與拓展:1%
  • 其他:3.5%

閱讀更多關於 由 FDEP 資助的項目,以及那些已經 由個別工作組完成.

牽頭組織

佛羅里達的回應由四個機構領導:FDEP,FWC,NOAA和國家公園管理局。 然而,疫情爆發需要採取“全力以赴”的應對措施,其專業知識和資源來自數十個組織,包括州和聯邦機構,學術和研究機構,非營利性保護組織以及整個動物園和水族館美國。 部分清單顯示在 佛羅里達礁島國家海洋保護區網站.

資源

石質珊瑚組織喪失疾病資源

佛羅里達珊瑚礁珊瑚病暴發

追踪並報告石質珊瑚組織流失病

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