Исследователи обнаружили, что количество трех распространенных видов бактерий Vibrio в Чесапикском заливе может увеличиться с изменением климатических условий к концу этого века, что приведет к значительным экономическим и медицинским расходам из-за болезней, вызванных контактом с загрязненной водой и потреблением загрязненной воды. моллюски.
Исследование, впервые применившее новый способ масштабирования глобальных климатических моделей к Чесапикскому заливу, было проведено учеными и коллегами Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Он появляется в журнале GeoHe alth Американского геофизического союза.
Бактерии Вибрионы встречаются в природе в Чесапикском заливе, а также в прибрежных и эстуарных водах по всему миру. Около дюжины видов вибрионов могут вызывать у человека заболевание, известное как вибриоз. В Чесапикском заливе встречаются два наиболее распространенных вида, вызывающих болезни человека в Соединенных Штатах, Vibrio parahaemolyticus и Vibrio vulnificus. Их численность зависит от температуры воды, солености и других факторов окружающей среды. Третий вид, Vibrio cholerae, также встречается в Чесапикском заливе, но не связан с эпидемиями холеры, хотя, как и другие виды Vibrio, иногда может вызывать заболевания у людей, которые едят зараженных моллюсков, таких как устрицы.
Исследователи использовали четыре различные глобальные климатические модели и данные из восьми мест в заливе и вокруг него и его притоков, чтобы спрогнозировать, как повышение температуры и изменение притока пресной воды могут повлиять на три бактерии Vibrio в заливе и его популяции устриц к концу этого века. Полученные данные показали значительное будущее увеличение встречаемости, распространения и продолжительности сезона для V.vulnificus и V. parahaemolyticus, а также увеличение благоприятных мест обитания для V. cholerae, хотя это было ограничено районами залива с низкой соленостью.
«Недавние исследования в других частях мира показали, что потепление из-за изменения климата привело к более благоприятным условиям для вспышек заболеваний, связанных с вибрионами», - сказала ведущий автор Барбара Мюлинг, ранее работавшая в Лаборатории геофизической гидродинамики NOAA. в Принстонском университете и в настоящее время в Совместном институте морских экосистем и климата (CIMEC) в Калифорнии. «Существует относительно немного исследований, подобных нашему, в которых используются прогнозы климатических моделей класса IPCC для изучения риска появления и появления будущих видов Vibrio в новых районах или уровня заражения людей».
IPCC, Межправительственная группа экспертов по изменению климата, является международным органом, который рассматривает и оценивает самую последнюю научную, техническую и социально-экономическую информацию, полученную во всем мире и имеющую отношение к пониманию изменения климата. CIMEC - это партнерство по исследованию океана, климата и экосистем между NOAA и несколькими калифорнийскими университетами.
«Мы использовали Vibrio, учитывая его потенциальное воздействие на Чесапикский залив, в качестве первого примера для этой новой структуры даунскейлинга», - сказал Винсент Саба, исследователь рыболовства NOAA, который работает с глобальными климатическими моделями высокого разрешения в геофизическом отделе NOAA. Лаборатория гидродинамики в Принстоне, штат Нью-Джерси, и является соавтором исследования. «Людям интересно знать, что может произойти на их собственном заднем дворе, поэтому это было отличным применением разработанной нами схемы масштабирования. Другие виды можно изучать с помощью того же метода, где важными факторами являются температура устья, соленость и речной сток."
Лабораторные эксперименты показывают, что оптимальные температуры для видов Vibrio находятся в диапазоне от 37 до 39 градусов по Цельсию, или от 98,6 до 102,2 градусов по Фаренгейту, что намного теплее, чем нынешние условия в Чесапикском заливе.
Все три штамма Vibrio теперь встречаются чаще и в большем количестве в теплые месяцы года, когда температура воды также выше. Каждый штамм или вид, по-видимому, имеет определенный диапазон солености, а это означает, что вибрионы потенциально могут увеличиваться только тогда, когда другие факторы окружающей среды являются или становятся благоприятными в определенной области залива.
«Я был немного удивлен тем, насколько важна соленость для прогнозов», - сказал Мюлинг, работающий в CIMEC Калифорнийского университета в Санта-Круз. «Хотя более теплые воды, как правило, более благоприятны для вибрионов, соленость может определять вероятные места будущих горячих точек. в."
Риск заболевания вибрионами уже существует в Чесапикском заливе. Об этом знают менеджеры по охране окружающей среды и ресурсов, а также многие местные жители и потребители моллюсков. Некоторые меры, направленные на снижение риска заражения устриц, связанных с вибрионами, уже приняты. Например, в теплое время года устрицы необходимо хранить в холодильнике до определенного времени суток после сбора. Поскольку температура продолжает повышаться, это установленное время дня, возможно, потребуется скорректировать, чтобы устрицы оставались безопасными для употребления в пищу. Месяцы года, в которые применяются эти правила, возможно, также потребуется продлить.
«Наши результаты показывают необходимость моделей воздействия климата на вибрионов в устьевой среде», - сказал Мюлинг. «Экономические издержки, связанные с вибрионами в Чесапикском заливе, такие как возникновение болезней или управленческие действия по адаптации к изменяющимся условиям, могут возрасти в условиях изменения климата. Это имеет последствия для рекреационного и коммерческого использования этой экосистемы».
Поскольку многие виды коммерческого и любительского рыболовства используют эстуарии в течение своего жизненного цикла, к ним также может быть применена климатическая структура уменьшенного масштаба, используемая в Vibrio. «Наши следующие шаги будут заключаться в том, чтобы изучить влияние изменения климата на такие виды, как синие крабы, полосатый окунь, черный морской окунь или речная сельдь, и применить эту схему к другим эстуарным районам на северо-востоке, таким как залив Делавэр и залив Лонг-Айленд. - сказал Саба.«Мы также хотели бы изучить возможности прогнозирования и то, как их можно использовать для информирования управления рыболовством».