Onderzoekers van de Universiteit van Hawai'i van Manoa's Hawai'i Institute of Marine Biology (HIMB) hebben onlangs een subsidie ​​van $ 1,026 miljoen van NASA gekregen om modellen voor het voorspellen van koraalziekte voor Hawai'i te ontwikkelen, aan de VS gelieerde eilanden in de Stille Oceaan, en het Groot Barrièrerif. Megan Donahue, hoofdonderzoeker en HIMB-onderzoeker, en Jamie Caldwell, HIMB postdoctoraal onderzoeker op het project, zal een internationaal team leiden omdat ze veldwerk combineren, experimenteel werk, eerder verzamelde gegevens, en satellietgegevens om het ziekterisico te voorspellen tot zes maanden voor een verwachte uitbraak. Wetenschappers Mark Eakin, Scott Heron en Bernardo Vargas-Angel van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Coral Reef Watch en Coral Reef Ecosystem Program zijn mede-onderzoekers van de subsidie, en Tracy Ainsworth en Bill Leggat van de James Cook University in Australië zijn de belangrijkste deelnemers aan het vierjarige project.

Koraalziekten worden wereldwijd beschouwd als een van de belangrijkste oorzaken van de achteruitgang van koraalriffen. Koralen hebben meer kans om ziekten op te lopen als ze gestrest zijn; bijvoorbeeld, als gevolg van slechte landgebruikspraktijken die de afvoer vergroten, en klimaatverandering, die de oceaan verwarmt.

"Koraalriffen ondersteunen meer dan 500 miljoen mensen wereldwijd door middel van kustbescherming, levensonderhoud, en voedselzekerheid; ze zijn een ongelooflijk biodivers en belangrijk ecologisch systeem, "zei Caldwell. "Betere hulpmiddelen voor het ondersteunen van beslissingen, zoals deze voorspellingsmodellen, zal ons helpen om kritieke aandachtsgebieden van het management aan te pakken. We hopen dat dit project de aandacht zal vestigen op lokale omgevingsstressoren die de vatbaarheid voor ziekten vergroten, waardoor we prioriteit kunnen geven aan bepaalde managementpraktijken, bijvoorbeeld vermindering van de afvloeiing van kunstmest van landbouw en golfbanen."

Momenteel, NOAA Coral Reef Watch produceert een experimentele risicobeoordelingstool voor het uitbreken van koraalziektes op basis van één koraalziekte. Met de nieuwe subsidie ​​kan het onderzoeksteam het model voor meerdere koraalziekten en naar nieuwe regio's verfijnen en uitbreiden.

"Voorspellende tools kunnen rifbeheerders en wetenschappers begeleiden naar waar uitbraken het meest waarschijnlijk zijn, die reactieacties kunnen richten om stressoren op die locaties te minimaliseren, "zei Eakin. "Belangrijk, onderzoeksobservaties van deze sites kunnen worden gebruikt in het ontwikkelingsproces om de tools verder te verbeteren."

Dit onderzoek zal gebruik maken van koraalgezondheidswaarnemingen van eerder verzamelde visuele onderwateronderzoeken die sinds 2004 zijn uitgevoerd door onderzoekers van academische instellingen, staat, en federale agentschappen uit Hawaï, Guam, Amerikaans Samoa, en Australië. Gericht veldwerk zal de ontwikkeling van de modellen verder helpen en inzicht verschaffen in de mechanismen van het ontstaan ​​van ziekten.

"Wat ik leuk vind aan het modelleren van deze relaties met gegevens uit een brede geografische regio, is dat we patronen kunnen gaan onderscheiden over uitbraakgebeurtenissen, die notoir moeilijk te voorspellen zijn in ruimte en tijd, "zei Caldwell. "Bovendien, zodra we deze relaties beginnen te kwantificeren, we kunnen specifieke hiaten in onze kennis identificeren en toekomstige experimenten ontwerpen om die ontbrekende informatie in te vullen, die uiteindelijk zullen bijdragen aan het verbeteren van de modelvoorspellingen."

De verwachte producten voor het voorspellen van koraalziekten worden automatisch bijgewerkt met binnenkomende gegevens over de temperatuur van het zeeoppervlak van satellieten en klimaatmodellen, samen met andere variabelen waarvan bekend is dat ze de gezondheid van koralen beïnvloeden, zoals regenval en waterkwaliteit, en waarschuw alle geïnteresseerde partijen over mogelijke uitbraakgebeurtenissen. NOAA zal deze producten blijven distribueren nadat de subsidie ​​is afgelopen.

Mocht zich tijdens de financieringsperiode een uitbraak voordoen, het team zal die sites intensief onderzoeken om de koraalstressreactie tijdens de opkomst en ondergang van een uitbraak beter te begrijpen. Met behulp van geavanceerde technieken die zijn ontwikkeld door Ainsworth en Leggat, de onderzoekers zullen helpen bij het bepalen van soortspecifieke reacties op omgevingsstressoren, voorafgaand aan zichtbare laesies.

"Dit aspect van het werk is echt opwindend omdat visuele onderzoeken onder water afhankelijk zijn van ziektelaesies die we met het blote oog kunnen zien, op dat moment is het koraal al erg aangetast door de ziekte, " zei Caldwell. "Uiteindelijk willen we vooraf zichtbare tekenen van stress voorspellen, zodat we ons kunnen richten op managementinspanningen om stressoren te verminderen voordat een ziekte zich voordoet."

"De modellen die we ontwikkelen, zullen ons begrip verbeteren van wanneer, waar, en waarom koraalziekten voorkomen, ", zei Donahue. "Om ervoor te zorgen dat deze producten worden ontwikkeld op een manier die nuttig is, we zullen op 26 juni een workshop organiseren om wetenschappers samen te brengen met de managers die de modellen waarschijnlijk zullen gebruiken zodra ze zijn ontwikkeld."