Sinds de jaren zestig, tienduizenden vogels die op de Grote Meren leven, zijn gestorven tijdens periodieke uitbraken van botulisme. De uitbraken zijn de afgelopen jaren alleen maar vaker voorgekomen en wijdverbreid, waardoor wetenschappers die de vogels volgen voor een raadsel staan.

Op weg om de stekelige uitbraken te begrijpen, ecologen van de University of Wisconsin-Madison en de U.S. Geological Survey wendden zich tot burgerwetenschappers. In een USGS-programma, vrijwilligers volgden van 2010 tot 2013 de vogelsterfte langs Lake Michigan om te ontdekken welke omstandigheden leiden tot grote sterfte. De onderzoekers ontdekten dat warm water en algen - die beide in de loop der jaren frequenter zijn geworden - de neiging hadden om vooraf te gaan aan vogelsterfte, waarschijnlijk omdat ze de groei van botulismetoxine-producerende bacteriën bevorderden.

Benjamin Zuckerberg, een professor in de afdeling Bos- en Natuurecologie aan UW-Madison, leidde het onderzoek. Zijn team rapporteert zijn bevindingen op 9 januari in de Tijdschrift voor Toegepaste Ecologie . Hun werk kan helpen bij het verbeteren van vogelmonitoringprogramma's door te helpen voorspellen wanneer botulisme-gerelateerde sterfgevallen waarschijnlijk zullen toenemen.

Vogels kunnen botulisme krijgen op vrijwel dezelfde manier als mensen:door voedsel te eten dat besmet is met de toxineproducerende bacteriën. Het toxine leidt tot verlamming en de dood - vaak, bij watervogels, door te verdrinken. Om deze sterfgevallen bij te houden, het USGS National Wildlife Health Center creëerde in 2010 een burgerwetenschappelijk programma genaamd AMBLE (Avian Monitoring for Botulism Lakeshore Events). Vrijwilligers voor de toepasselijk genaamde AMBLE liepen regelmatig over stranden in Door County in Wisconsin, Slapende Bear Dunes National Lakeshore in Michigan, en het Upper Peninsula van Michigan, het registreren van het aantal zieke en dode vogels van verschillende soorten. Onderzoekers in het centrum testten een monster van karkassen van vogels, en de meerderheid testte positief voor botulisme.

De burgerwetenschappers waren onmisbaar voor dit onderzoeksproject, zegt Karine Prins, die een postdoctoraal onderzoeksmedewerker is bij het National Museum of Natural History in Parijs en de hoofdauteur is van het nieuwe rapport. Prince voerde het botulisme-onderzoek uit terwijl hij een postdoc was in het Zuckerberg-lab. "Met burgerwetenschappelijke programma's, we zijn in staat om veel gegevens te verzamelen op meerdere ruimtelijke en temporele schalen, wat je niet per se kunt doen in een door de universiteit geleid onderzoeksprogramma. Het is geweldig dat we toegang hebben tot deze gegevens, ' zegt prins.

Prince gebruikte satellietgegevens om omgevingscondities zoals temperatuur, waterpeil en zichtbare algen. Toen ze de omgevingsfactoren op een rij zette met gegevens over sterfgevallen door watervogels, ze ontdekte dat botulisme-gerelateerde afstervingen piekten als het water warmer was en de algengroei hoog was. Veel meren zijn opgewarmd door een veranderend klimaat, en helderder water veroorzaakt door invasieve zebramosselen zorgt voor meer zonlicht voor algen om in dikkere matten te groeien. Die omstandigheden creëren de zuurstofarme omgevingen waar de botulismetoxine-producerende bacteriën gedijen. Deze veranderingen helpen verklaren waarom de vogelsterfte sinds het einde van de jaren negentig is toegenomen.

Het Zuckerberg-team ontdekte ook dat die-offs werden gesynchroniseerd binnen een straal van ongeveer 40 kilometer (25 mijl) van de ene locatie naar de andere. Dat soort ruimtelijke coördinatie zou kunnen helpen om een ​​groter geografisch gebied met minder mensen op de grond te monitoren - gegevens die in één gebied zijn verzameld, kunnen van toepassing zijn op een groot geografisch gebied in de buurt. Prince zegt ook dat wetenschappers de omgevingsomstandigheden kunnen bekijken om te voorspellen wanneer uitbraken waarschijnlijk zijn, en stuur dan meer waarnemers om vogels te zoeken.

"Het is leuk om de burgers bij dit programma te hebben. En ik denk dat burgerwetenschappers erg geïnteresseerd zijn om meer te weten te komen over het milieu of de soort die ze volgen, ", zegt Prince. "En ik denk dat het als wetenschappers erg belangrijk is dat we onze resultaten en de output die we uit dit programma kunnen halen, delen om mensen betrokken te houden, omdat hun betrokkenheid cruciaal is."

"Zonder dit burgerwetenschapsprogramma, we zouden niet hebben kunnen laten zien wat we hebben laten zien, " zij voegt toe.