Een nieuwe soort hinderlijke algen, die in 2020 formeel werd beschreven door experts van de Universiteit van Hawai'i bij Mānoa, blijft meer riffen en koraal verstikken bij Papahānaumokuākea Marine National Monument. Een vroege detectietechniek ontwikkeld door UH Mānoa-onderzoekers kan echter kleine deeltjes van de alg in het water identificeren, waardoor experts veel meer tijd hebben om te handelen voordat het het rif bedekt. Wetenschappers testen momenteel ook dodelijke methoden om de alg te doden.

Chondria tumulosa werd voor het eerst ontdekt in 2016 en sindsdien is waargenomen dat het hele riffen en de koralen, inheemse algen en andere organismen die daar leven, verstikt. Het heeft een "tumbleweed-achtige" groei zonder bekende oorsprong, en lijkt gemakkelijk los te maken en zich te verspreiden. UH Mānoa College of Natural Sciences Interim Associate Dean en Professor Alison Sherwood en haar team hebben de alg in 2020 formeel genoemd. Recente expedities van 2019-21 naar Manawai (Pearl and Hermes Atoll) hebben dikke matten onthuld die de riffen verstikken, en de alg heeft ook gedetecteerd op Kuaihelani (Midway Atoll) in 2021 en 2022.

Een team van UH Mānoa School of Life Sciences-onderzoekers, geleid door Ph.D. kandidaat Patrick Nichols, gebruikte watermonsters die zijn verzameld in Manawai en Kuaihelani om een ​​test te ontwikkelen om de aanwezigheid van Chondria tumulosa-DNA in het water te detecteren voordat het probleem uit de hand loopt. Deze waardevolle methode voor vroege detectie stelt resourcemanagers in staat om efficiënter en effectiever te controleren op nieuwe populaties van de alg, uitrusting en apparatuur te inspecteren en hun inperkingstechnieken snel in te zetten om toekomstige verspreiding te voorkomen.

"Het is best spannend om deel uit te maken van dit project, omdat ik weet dat het nuttig is en vrijwel onmiddellijk kan worden geïmplementeerd. Het zal een brede impact hebben", zei Nichols.

Nichols zei dat het huidige knelpunt in het proces is dat hij moet wachten tot monsters van elke expeditie naar O'ahu worden teruggestuurd om ze te testen. De toegang tot Papahānaumokuākea is om verschillende redenen beperkt, waaronder de COVID-19-pandemie, hoge kosten en beperkingen op de infrastructuur in Manawai en Kuaihelani. Nichols en Professor Peter Marko van de School of Life Sciences ontwikkelen een draagbare test (onderzoeksprocedure) zodat onderzoeksteams het water op locatie kunnen testen op de aanwezigheid van de alg. Ze werken samen met de Amerikaanse Fish and Wildlife Service (USFWS) om de techniek te ontwikkelen en te testen tijdens onderzoeksexpedities.

"Een test als deze kan in het laboratorium worden getest en gevalideerd, maar we kunnen de nauwkeurigheid niet beoordelen zonder monsters van de echte riffen," zei Marko. "We hebben meer mogelijkheden nodig om meer monsters te krijgen van het hele monument, vooral van plaatsen waar de alg zich nog niet heeft verspreid."

Hoe de alg te doden

UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology afgestudeerde student Mario Kaluhiokalani, in samenwerking met professor Brian Popp van de afdeling Oceanografie, was een van de vijf onderzoekers die in augustus 2022 aan een 17-daagse missie naar Kuaihelani begonnen om Chondria tumulosa en bepalen van de omstandigheden die de groei ervan kunnen stimuleren. De alg werd waargenomen op 30% van de 150 geïnspecteerde locaties, maar slechts in grote hoeveelheden op acht locaties. Onderzoekers zeiden dat de distributiepatronen in Kuaihelani vergelijkbaar zijn met die in Manawai in 2021, maar met minder massavorming.

Er werden monsters verzameld om de populatiestructuur, reproductieve toestand, samenstelling en geassocieerde gemeenschappen van ongewervelde dieren te onderzoeken. Watermonsters werden naar Nichols bij UH Manoa gestuurd om te testen op de alg. Oceanografische gegevens over temperatuur, nutriëntenniveaus en andere parameters werden ook verzameld, en koraalmonsters zullen worden gebruikt om "voor" en "na" biogeochemische toestanden van het koraalrifvoedselweb te bestuderen als reactie op de plaag. Het oceanografische werk wordt geleid door Andrea Kealoha, directeur van het Water Quality Lab van UH Maui College.

Wetenschappers voeren experimenten uit om de dodelijke parameters te bepalen die nodig zijn om de alg te doden. Monsters werden onderworpen aan een verscheidenheid aan chemische behandelingen, blootstelling aan zon en schaduw en bevriezingsbehandelingen. De resultaten zullen helpen bij het ontwikkelen van beste managementpraktijken om verspreiding te voorkomen.

"Het detecteren van Chondria tumulosa op Papahānaumokuākea-locaties buiten Manawai is een grote zorg," zei Sherwood. "Tegelijkertijd was het echt inspirerend om zo'n geweldige samenwerking te zien van UH-onderzoekers van meerdere hogescholen en campussen, en resourcemanagers van verschillende instanties die samenkwamen om dit probleem direct aan te pakken."

Samenwerken met de Amerikaanse Fish and Wildlife Service

Sinds de ontdekking van de alg heeft USFWS samen met UH-onderzoekers instrumenten ontwikkeld om te helpen bij de monitoring en detectie in de wateren van Papahānaumokuākea, het grootste beschermde natuurgebied in de VS. Ka'ua'oa Fraiola is een bioloog bij de USFWS Pacific Island Refuges en Monumentenbureau en een UH-alumnus biologie. Hij was lid van de inter-agency werkgroep die de noodzaak identificeerde om een ​​eDNA-assay te ontwikkelen om de alg te detecteren, de betrokkenheid van UH-onderzoekers zocht en hielp bij het opstellen van de samenwerkingsovereenkomst tussen UH en de USFWS die het ontwikkelingsproject van de eDNA-assay ondersteunt .

"Vanwege Papahānaumokuākea's extreme omvang en afgelegen ligging, zijn traditionele op duikers gebaseerde benaderingen voor onderzoek naar Chondria tumulosa niet voldoende, vooral in gebieden waar het pas is gevestigd en moeilijk te zien is," zei Fraiola. "De integratie van de nieuwste ecologische methoden, zoals eDNA, in onze managementtoolgordel maakt het voor ons mogelijk om snel en eenvoudig grote rifgebieden voor Chondria tumulosa te onderzoeken en te monitoren. Deze samenwerking is van cruciaal belang." + Verder verkennen

Algensoorten ontdekt die NW-wateren van Hawaï besmetten, zijn geïdentificeerd