Een bioloog van de Universiteit van Texas in Arlington leidt een nieuwe studie gericht op het kwantificeren van hoe vatbaar koraalsoorten zijn voor ziekten door hun immuniteit te onderzoeken door middel van een reeks nieuwe experimenten en benaderingen.

Laura Mydlarz, universitair hoofddocent biologie, is hoofdonderzoeker van het project, getiteld "Immuniteit voor de gemeenschap:kan het kwantificeren van immuunkenmerken de structuur van de rifgemeenschap informeren?" en gefinancierd door een tweejarige, $ 220, 331 subsidie ​​van de National Science Foundation's Division of Ocean Sciences. Co-hoofdonderzoekers zijn Marilyn Brandt, universitair hoofddocent mariene en milieuwetenschappen aan de Universiteit van de Maagdeneilanden, en Erin Müller, stafwetenschapper bij het Mote Marine Laboratory and Aquarium in Sarasota, fla.

Gedurende de afgelopen drie decennia, veranderingen in het milieu - inclusief de opwarming van de aarde - hebben waarschijnlijk geleid tot de sterke toename van koraalziekte in riffen over de hele wereld. Ongezonde koraalriffen kunnen de vissen en andere levensvormen die riffen zo levendig en divers ecosystemen maken niet ondersteunen. Koraalriffen in de Caribische Zee zijn hotspots voor ziekten en veel riffen hebben te maken gehad met instortingen van de bevolking als gevolg van uitbraken van ziekten, Mydlarz uitgelegd. Koraalsoorten variëren in hun vatbaarheid voor ziekten, maar de redenen achter deze variatie zijn onbekend.

"Koraalziekten treffen niet alle koraalsoorten in een rif hetzelfde, " Mydlarz zei. "Sommige koralen zijn vatbaarder voor bepaalde ziekten. Een rif bestaat uit veel verschillende soorten koraal. Als een ziekte één koraalsoort in een rif doodt, dat zal grote gevolgen hebben voor de rifgemeenschap als geheel. We willen leren waarom sommige koraalsoorten toleranter zijn voor bepaalde ziekten."

Het project zal zich richten op koraalriffen in het Caribisch gebied voor de Amerikaanse Maagdeneilanden. De locatie werd gekozen vanwege de grote diversiteit aan koraal die daar te vinden is en de aanwezigheid van de "witte pest" -ziekte, die snel weefselverlies in koralen kan veroorzaken, treft veel koraalsoorten en kan gedeeltelijke of totale koloniesterfte veroorzaken.

Het project zal gebruik maken van immuunuitdagingsexperimenten die nieuwe componenten van het aangeboren immuunsysteem van koralen zullen kwantificeren, gekoppeld aan de toepassing van een op kenmerken gebaseerd model, om drie doelen te bereiken, zei Mydlarz.

De eerste is om de variabiliteit van de immuunkenmerken van koraal te bepalen in zeven veel voorkomende koraalsoorten die worden aangetroffen op Caribische riffen; de tweede is om de variabiliteit in resistentie tegen overdracht van witte pestziekte in dezelfde koraalsoort te bepalen; en de derde is het ontwikkelen van een voorspellend model van de assemblage van koraalgemeenschappen waarin immuunkenmerken zijn verwerkt.

De koraalsoorten die onderzocht zullen worden verschillen in ziektegevoeligheid, groeisnelheden en reproductieve strategieën. De gevoeligheid voor witte pestziekte zal worden gemeten door de koralen bloot te stellen aan actieve witte pest en de overdrachtssnelheden van ziekten in een laboratoriumomgeving te berekenen. De immuunresponsen van elke soort zullen worden gemeten door monsters bloot te stellen aan bacteriële immuunstimulatoren. Er zullen monsters worden genomen en worden geïnjecteerd met lipopolysachariden, Dit zijn moleculen die bij sommige organismen een sterke immuunrespons opwekken.

"We willen het koraal in zijn natuurlijke staat en in een immuun-gestimuleerde staat zien, ' zei Mydlarz.

De immuunrespons en ziektetransmissiegegevens voor elke koraalsoort zullen worden gebruikt om een ​​voorspellend model te ontwikkelen om te bepalen hoe verschillende koraalgemeenschappen zullen reageren op ziektebedreigingen onder klimaatveranderingsscenario's, ze zei.

Mydlarz reisde in oktober naar de Maagdeneilanden om de site te bezoeken waar het onderzoek zal worden gedaan en om Brandt te ontmoeten. Ze is van plan om in juni terug te keren samen met enkele van de afgestudeerde studenten van haar laboratorium om monsters te verzamelen en experimenten uit te voeren.

Clay Clark, hoogleraar en voorzitter van de afdeling Biologie van de UTA, zei dat het project een voorbeeld is van het belangrijke werk dat Mydlarz doet om meer licht te werpen op de banden tussen klimaatverandering en de kwetsbare ecosystemen die nadelig zijn beïnvloed door die verandering. Hij merkte op dat haar onderzoek een goed voorbeeld is van de wereldwijde milieu-impact, dat is een van de vier pijlers van het Strategisch Plan 2020 Bold Solutions|Global Impact van de universiteit.

"Dr. Mydlarz bestudeert al jaren hoe veranderingen in de omgeving van invloed zijn op het vermogen van koraal om ziekten te bestrijden en heeft veel bijgedragen aan onze kennis van koraalimmuniteit, " Clark zei. "Dit onderzoek zal bijdragen aan die kennis en ons helpen om het behoud beter te informeren en aan te moedigen."

Het onderzoek zal worden benadrukt tijdens outreach-evenementen in Texas, Florida en de Maagdeneilanden, inclusief Earth Day Texas 2017, gepland voor 22 april in Fair Park in Dallas; de Living Reef-tentoonstelling en het aquarium in het Mote Marine Laboratory; en Reef Fest en landbouwbeurzen in Coral World Ocean Park in St. Thomas, Amerikaanse Maagdeneilanden.

Mydlarz behaalde in 1996 en 1998 een bachelor- en mastergraad in mariene biologie aan de Florida Atlantic University, respectievelijk, en behaalde haar doctoraat in mariene wetenschappen aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara in 2004. Ze deed postdoctoraal werk in ecologie aan de Cornell University van 2004-06 voordat ze in 2006 bij UTA kwam. Veel van het onderzoek in haar laboratorium richt zich op koraalimmuniteit en ziekte .