Des recherches récemment publiées menées par des scientifiques de l’Université d’Hawai’i (UH) à Mānoa mettent en évidence le potentiel d’utilisation de capteurs océanographiques pour faire des prédictions précises de Vibrio vulnificus, une bactérie infectieuse, dans le canal Ala Wai à Waikiki, Hawai’i. En évaluant les précipitations, la température de l’eau, les nutriments dissous et la matière organique, l’équipe est désormais en mesure de prévoir les pics potentiels des niveaux de bactéries.
V. vulnificus, une bactérie « mangeuse de chair », vit naturellement dans l’eau du canal Ala Wai, mais les infections sont rares. V. vulnificus a été relativement peu étudié dans les écosystèmes tropicaux et, de plus, les implications du changement climatique pour cet agent pathogène humain côtier et d’autres sont généralement inconnues.
L’équipe de recherche a collaboré avec l’UH Strategic Monitoring and Resilience Training in the Ala Wai Watershed (SMART Ala Wai Program) où au moins 20 étudiants de premier cycle et six étudiants diplômés de l’UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology ont participé à la collecte d’échantillons de le canal et le traitement au Centre Daniel K. Inouye d’océanographie microbienne : recherche et enseignement.
Conformément à une autre étude UH récemment publiée, les précipitations se sont avérées d’une importance cruciale à la fois pour augmenter l’abondance de l’agent pathogène dans le canal et pour transporter V. vulnificus vers le port de plaisance adjacent d’Ala Wai.
« Nous avons également constaté que la mesure de la quantité d’un type particulier de matière organique dissoute dans l’eau améliorait considérablement la précision de notre modèle pour prédire l’abondance de V. vulnificus », a déclaré l’auteur principal Jessica Bullington, qui poursuivait sa maîtrise au département d’océanographie SOEST. au moment de ce travail.
Les capteurs océaniques fournissent les données nécessaires
La surveillance de la qualité de l’eau, qui implique la collecte d’échantillons et leur analyse en laboratoire, est coûteuse et souvent limitée à des emplacements sélectionnés. Heureusement, il existe des capteurs océanographiques qui surveillent en permanence la qualité de l’eau à l’embouchure du canal Ala Wai.
« Ce qui est vraiment excitant dans nos résultats de recherche, c’est la possibilité d’utiliser les données en temps réel et les prévisions du système d’observation de l’océan des îles du Pacifique (PacIOOS) – qui comprend la température de l’eau, la salinité, les courants et la matière organique dissoute – pour prédire V. vulnificus l’abondance dans le canal et le port maintenant et dans trois jours », a déclaré Bullington, qui est maintenant doctorant à l’Université de Stanford. « Les prochaines étapes consistent à rendre ces prévisions accessibles et à communiquer le risque d’infection, à la fois pour une utilisation à court terme et pour l’adaptation aux impacts du changement climatique. »
Des eaux plus chaudes à mesure que le climat change
Étant donné que l’abondance de V. vulnificus était plus élevée lorsque les températures étaient plus chaudes et que le changement climatique devrait augmenter la température de l’eau dans le canal Ala Wai, les chercheurs prévoient que V. vulnifucus augmentera probablement considérablement dans le canal au cours des prochaines décennies.
En combinant les projections du changement climatique des précipitations et de la température de l’air avec leur modèle informatique de la dynamique des bactéries, l’équipe a découvert que l’abondance moyenne de V. vulnificus dans le canal pourrait augmenter de deux à trois fois les niveaux actuels d’ici la fin du siècle. Armées de ces informations, les communautés peuvent prendre des décisions sur la manière de s’adapter aux conditions changeantes.
« En fin de compte, nous voulions générer quelque chose qui serait utile pour les gens », a déclaré Bullington. « Ce projet est un excellent exemple de l’une des nombreuses façons dont notre expertise départementale peut être au service de notre communauté locale et de la gestion côtière. »
Jessica A. Bullington et al, Affiner les prédictions en temps réel des concentrations de Vibrio vulnificus dans un estuaire urbain tropical en incorporant la dynamique de la matière organique dissoute, Science de l’environnement total (2022). DOI : 10.1016/j.scitotenv.2022.154075