Система раннего обнаружения вредоносной водоросли на рифах Папаханаумокуакеа
Новый вид вредоносной водоросли Chondria tumulosa, формально описанный в 2020 году экспертами Гавайского университета в Маноа, продолжает захватывать всё больше рифов и кораллов в национальном морском памятнике Папаханаумокуакеа. Однако разработанная исследователями методика раннего обнаружения позволяет выявить мельчайшие частицы водоросли в воде, давая экспертам гораздо больше времени на реакцию до того, как она покроет риф. Учёные также тестируют методы уничтожения водоросли.
Chondria tumulosa впервые была обнаружена в 2016 году и с тех пор наблюдается в виде плотных матов, покрывающих целые рифы, а также кораллы, местные водоросли и другие организмы. Она имеет "кустоподобную" форму роста, её происхождение неизвестно, и она легко отрывается и распространяется. Экспедиции 2019–2021 годов на атолл Манаваи (Перл-энд-Хермес) выявили толстые маты, покрывающие рифы. Водоросль также была обнаружена на атолле Куаихелани (Мидуэй) в 2021 и 2022 годах.
Команда исследователей под руководством аспиранта Патрика Николса использовала образцы воды с Манаваи и Куаихелани для разработки теста, выявляющего присутствие ДНК Chondria tumulosa в воде до того, как проблема выйдет из-под контроля. Этот ценный метод раннего обнаружения позволит управляющим ресурсами более эффективно мониторить появление новых популяций водоросли, проверять снаряжение и оборудование и быстро применять методы сдерживания для предотвращения дальнейшего распространения.
Текущим ограничением является необходимость ждать возвращения образцов с каждой экспедиции на Оаху для их тестирования. Доступ к Папаханаумокуакеа ограничен по ряду причин. Николс и профессор Питер Марко разрабатывают портативный анализ, чтобы исследовательские группы могли проверять воду на наличие водоросли прямо на месте. Они сотрудничают со Службой охраны рыбных ресурсов и диких животных США (USFWS).
"Такой анализ можно протестировать и подтвердить в лаборатории, но мы не можем оценить его точность без образцов с реальных рифов", — сказал Марко. — "Нам нужно больше возможностей для получения образцов со всего памятника, особенно из мест, куда водоросль ещё не распространилась".
Как уничтожить водоросль
В августе 2022 года исследователи отправились в 17-дневную экспедицию на Куаихелани для дальнейшего изучения Chondria tumulosa и определения условий, способствующих её росту. Водоросль наблюдалась на 30% из 150 обследованных участков, но в большом количестве только на восьми. Распределение на Куаихелани схоже с обнаруженным на Манаваи в 2021 году, но с меньшим образованием матов.
Были собраны образцы для изучения структуры популяции, репродуктивного состояния, состава и связанных сообществ беспозвоночных. Образцы воды были отправлены Николсу для тестирования. Также собраны океанографические данные о температуре, уровне питательных веществ и других параметрах. Образцы кораллов будут использованы для изучения "до" и "после" биогеохимического состояния пищевой сети рифа в ответ на заражение.
Учёные проводят эксперименты по определению летальных параметров для уничтожения водоросли. Образцы подвергались различным химическим обработкам, воздействию солнца и тени, а также замораживанию. Результаты помогут разработать лучшие методы управления для предотвращения её распространения.
"Обнаружение Chondria tumulosa за пределами Манаваи вызывает огромную озабоченность", — сказала профессор Элисон Шервуд. — "В то же время очень вдохновляет видеть, как такое большое количество исследователей из нескольких колледжей и кампусов UH, а также управляющих ресурсами из разных агентств объединяются, чтобы решить эту проблему".
Партнёрство со Службой охраны рыбных ресурсов и диких животных США
С момента обнаружения водоросли USFWS сотрудничает с исследователями UH для разработки инструментов мониторинга и обнаружения в водах Папаханаумокуакеа, крупнейшей охраняемой природной территории США.
"Из-за огромных размеров и удалённости Папаханаумокуакеа традиционные методы обследования с помощью дайверов недостаточны, особенно в районах, где водоросль только появилась и её трудно увидеть", — сказал биолог USFWS Ка'уа'оа Фрайола. — "Внедрение новейших экологических методов, таких как eDNA, в наш арсенал инструментов управления позволяет нам быстро и просто обследовать и контролировать большие площади рифов на наличие Chondria tumulosa. Это партнёрство имеет решающее значение".