Недорогой и быстрый 3D-метод помогает ученым получить представление о динамике малоизученной болезни потери тканей каменных кораллов на уровне колоний и сообществ. Исследователи из океанографического института гавани Атлантического университета Флориды адаптировали фотограмметрию структуры из движения (SfM) для создания 3D-моделей для отслеживания развития поражения и воздействия на больные колонии кораллов.
Объединив традиционные опросы дайверов и трехмерное отслеживание судьбы колоний, команда определила влияние болезни на коралловые колонии в местах проведения исследований по всей Юго-Восточной Флориде в Сент-Луисе. Риф Люси, Юпитер, Палм-Бич и Лодердейл-бай-зе-Си.
Результаты исследования, опубликованные в PLOS One, продемонстрировали, что распространенность болезни потери тканей коралловых кораллов значительно варьировалась в зависимости от местоположения, но не во времени.
Ул. Районы Люси-Риф и Лодердейл-бай-зе-Си сильно пострадали от болезни кораллов, в то время как в исследовательских районах на Юпитере и Палм-Бич заболеваемость была ниже. Самые высокие показатели заболеваемости, наблюдаемые в этом исследовании, составляли от 21 до 43 процентов в больнице Св. Люси Риф.
Тем не менее, ни один объект не достиг наивысшего зарегистрированного значения распространенности заболеваний в 60 процентов, наблюдавшегося вблизи Майами в 2014 году.
«Весной 2018 года мы наблюдали рост заболеваемости, что было совершенно неожиданно. Значения распространенности других описанных заболеваний кораллов, таких как белый синдром, белая полоса, черная полоса и белая оспа, часто повышаются в летние месяцы по мере повышения температуры воды », – сказал Джошуа Д. Восс, доктор философии.D., старший автор, доцент-исследователь в гавани FAU и исполнительный директор NOAA Cooperative Institute for Ocean Exploration, Research, and Technology. "Распространенность болезни потери каменистой коралловой ткани, по-видимому, не имеет сильной положительной корреляции с температурой, как это наблюдалось в отношении других болезней кораллов, но потенциальные факторы окружающей среды, которые могут определять распространенность болезни, требуют дальнейшего изучения."
Результаты исследования также показали, что общая площадь колоний и площадь здоровых тканей в колониях с отслеживанием судьбы значительно уменьшились со временем, улавливая количество коралловых тканей, потерянных из-за болезни. Однако сами очаги заболевания не менялись в размере со временем и не коррелировали с общей площадью колонии.
Эти результаты предполагают, что нацеливание усилий на вмешательство в более крупные колонии может обеспечить максимальное сохранение кораллового покрова.
«Поскольку болезнь потери ткани кораллового коралла является прогрессирующей и некротической инфекцией, площадь потери ткани или доля потери ткани могут представлять более важные показатели для количественной оценки тяжести инфекции, в отличие от площади поражения или процента пораженной ткани», – сказал он. Ян Комбс, ведущий автор исследования и недавний M.S. выпускник лаборатории Фосса в гавани FAU. «Традиционные исследования кораллов в сочетании с 3D-фотограмметрией могут дать более полное представление о пространственно-временной динамике и влиянии болезней кораллов на отдельные колонии и коралловые сообщества, чем только обзоры или визуальные оценки прогрессирования заболевания."
С 2014 года на коралловом рифе Флориды продолжается вспышка недавно описанной болезни кораллов, ответственной за массовую гибель кораллов во всех тропических регионах Западной Атлантики. Заболевание впервые появилось летом 2014 года после дноуглубительных работ на канале Government Cut в округе Майами-Дейд.
В последующие годы количество сообщений об инфекциях, связанных с потерей тканей каменных кораллов, увеличилось и распространилось из округа Майами-Дейд вдоль Флоридского рифового тракта и в более широкие тропические районы Западной Атлантики. На сегодняшний день болезнь распространилась на север до северной оконечности коралловых рифов Флориды в округе Мартин и на юг до Сухих Тортугас в округе Монро, при этом дополнительные вспышки наблюдались по крайней мере в двенадцати территориях по всей тропической Западной Атлантике.
Конечная цель этой работы состоит в том, чтобы расширить широкое применение этого и подобных методов для улучшения разработки, реализации и успеха стратегий вмешательства, смягчения и управления болезнями кораллов.
«Количественные трехмерные подходы, такие как метод, который мы использовали, могут улучшить наше понимание экологии и воздействия коралловых заболеваний на экосистемы коралловых рифов, а также могут направлять выбор колоний в будущих стратегиях борьбы с болезнями», – сказал Восс. "Мы будем использовать эту информацию, чтобы оптимизировать наши усилия по замедлению вспышек заболеваний в Юго-Восточной Флориде и в Dry Tortugas."
Комбс теперь работает биологом по экосистеме коралловых рифов в Морской лаборатории и аквариуме Моте.
Дополнительные соавторы исследования: Майкл Студиван, Ph.D., выпускник докторской программы интегративной биологии FAU и научный сотрудник Университета Майами CIMAS / NOAA AOML; и Райан Эккерт, доктор философии по интегративной биологии FAU.D. студент в лаборатории Восса.
Это исследование было поддержано наградами Voss от Департамента охраны окружающей среды Флориды (B430E1 и B55008), Агентства по охране окружающей среды (награда South Florida Geographic Initiative X7 00D667-17) и Программы сохранения коралловых рифов NOAA (награда NA16NOS4820052).
Дополнительное финансирование было выделено Комбсу Фондом океанографического института Харбор-Бранч в рамках исследовательской стипендии для выпускников Indian River Lagoon.