Verbesserung der Vorhersagen über „fleischfressende“ Bakterien im Ala-Wai-Kanal, Hawaii

Kürzlich veröffentlichte Forschungsergebnisse unter der Leitung von Wissenschaftlern der University of Hawai’i (UH) in Mānoa heben das Potenzial für die Verwendung ozeanografischer Sensoren hervor, um genaue Vorhersagen über Vibrio vulnificus, ein infektiöses Bakterium, im Ala Wai-Kanal in Waikiki, Hawaii, zu treffen. Durch die Bewertung von Niederschlag, Wassertemperatur, gelösten Nährstoffen und organischen Stoffen ist das Team nun in der Lage, potenzielle Spitzen in der Bakterienkonzentration vorherzusagen.

V. vulnificus, ein „fleischfressendes“ Bakterium, lebt natürlicherweise im Wasser des Ala-Wai-Kanals, aber Infektionen sind selten. V. vulnificus wurde in tropischen Ökosystemen relativ wenig untersucht, und außerdem sind die Auswirkungen des Klimawandels auf dieses und andere humane Pathogene an der Küste im Allgemeinen unbekannt.

Das Forschungsteam arbeitete mit dem UH Strategic Monitoring and Resilience Training in the Ala Wai Watershed (SMART Ala Wai Program) zusammen, wo mindestens 20 Studenten im Grundstudium und sechs Doktoranden der UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology an der Probenentnahme teilnahmen der Kanal und die Verarbeitung am Daniel K. Inouye Center for Microbial Oceanography: Research and Education.

In Übereinstimmung mit einer anderen kürzlich veröffentlichten UH-Studie wurde festgestellt, dass Regen sowohl für die Erhöhung der Häufigkeit des Krankheitserregers im Kanal als auch für den Transport von V. vulnificus zum angrenzenden Bootshafen von Ala Wai von entscheidender Bedeutung ist.

„Wir haben auch festgestellt, dass die Messung der Menge einer bestimmten Art von gelöster organischer Substanz im Wasser die Genauigkeit unseres Modells bei der Vorhersage der Häufigkeit von V. vulnificus erheblich verbessert hat“, sagte Erstautorin Jessica Bullington, die ihren Master in der SOEST-Abteilung für Ozeanographie absolvierte zum Zeitpunkt dieser Arbeit.

Meeressensoren liefern die notwendigen Daten

Die Überwachung der Wasserqualität, bei der Proben gesammelt und in einem Labor analysiert werden, ist teuer und oft auf ausgewählte Standorte beschränkt. Glücklicherweise gibt es ozeanografische Sensoren, die die Wasserqualität an der Mündung des Ala-Wai-Kanals kontinuierlich überwachen.

„Das wirklich Aufregende an unseren Forschungsergebnissen ist die Möglichkeit, Echtzeit- und Vorhersagedaten des Pacific Islands Ocean Observing System (PacIOOS) zu verwenden, das Wassertemperatur, Salzgehalt, Strömungen und gelöste organische Stoffe umfasst, um V. vulnificus vorherzusagen Fülle im Kanal und Hafen jetzt und in drei Tagen in der Zukunft“, sagte Bullington, der jetzt Doktorand an der Stanford University ist. „Die nächsten Schritte sind, diese Vorhersagen zugänglich zu machen und das Infektionsrisiko zu kommunizieren, sowohl für die kurzfristige Nutzung als auch für die Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels.“

Wärmeres Wasser, wenn sich das Klima ändert

Da die Abundanz von V. vulnificus bei wärmeren Temperaturen höher war und der Klimawandel voraussichtlich die Wassertemperatur im Ala-Wai-Kanal erhöhen wird, gehen die Forscher davon aus, dass V. vulnifucus in den kommenden Jahrzehnten im Kanal wahrscheinlich erheblich zunehmen wird.

Durch die Kombination von Projektionen des Klimawandels von Niederschlag und Lufttemperatur mit ihrem Computermodell der Bakteriendynamik fand das Team heraus, dass die durchschnittliche Häufigkeit von V. vulnificus im Kanal bis zum Ende des Jahrhunderts um das Doppelte oder Dreifache des derzeitigen Niveaus ansteigen könnte. Ausgestattet mit diesen Informationen können Gemeinschaften Entscheidungen treffen, wie sie sich an die sich ändernden Bedingungen anpassen können.

„Letztendlich wollten wir etwas schaffen, das für die Menschen nützlich ist“, sagte Bullington. „Dieses Projekt ist ein großartiges Beispiel für eine der vielen Möglichkeiten, wie unser Fachgebiets-Know-how für unsere lokale Gemeinde und das Küstenmanagement von Nutzen sein kann.“