En ny art av störande alger, som formellt beskrevs 2020 av experter från University of Hawaii i Mānoa, fortsätter att kväva fler rev och koraller vid Papahānaumokuākea Marine National Monument. En tidig upptäcktsteknik utvecklad av UH Mānoa-forskare kan dock identifiera små partiklar av algen i vattnet, vilket ger experter mycket mer tid att agera innan det täcker revet. Forskare testar också för närvarande dödliga metoder för att döda algen.

Chondria tumulosa upptäcktes först 2016 och har sedan dess observerats kväva hela rev och koraller, inhemska alger och andra organismer som lever där. Den har en "tumbleweed-liknande" tillväxt utan känt ursprung och verkar lätt lossna och sprida sig. UH Mānoa College of Natural Sciences tillfällig dekanus och professor Alison Sherwood och hennes team döpte algen formellt 2020. De senaste expeditionerna från 2019–21 till Manawai (Pearl och Hermes Atoll) har avslöjat tjocka mattor som kväver reven, och algen har också upptäckts vid Kuaihelani (Midway Atoll) 2021 och 2022.

Ett team av UH Mānoa School of Life Sciences forskare, ledda av Ph.D. kandidat Patrick Nichols, använde vattenprover som samlats in vid Manawai och Kuaihelani för att utveckla ett test för att upptäcka närvaron av Chondria tumulosa-DNA i vattnet innan problemet går ur handen. Denna värdefulla metod för tidiga upptäckt kommer att göra det möjligt för resursförvaltare att mer effektivt och effektivt övervaka nya populationer av algerna, inspektera redskap och utrustning och att snabbt använda deras inneslutningstekniker för att förhindra framtida spridning.

"Det är ganska spännande att vara en del av det här projektet eftersom jag vet att det är användbart och kan implementeras i stort sett omedelbart. Det kommer att få omfattande inverkan," sa Nichols.

Nichols sa att den nuvarande flaskhalsen i processen är att han måste vänta på att prover ska returneras till Oʻahu från varje expedition för att testa dem. Tillgången till Papahānaumokuākea har varit begränsad av en mängd olika anledningar, inklusive covid-19-pandemin, höga kostnader och begränsningar för infrastrukturen i Manawai och Kuaihelani. Nichols och School of Life Sciences professor Peter Marko utvecklar en bärbar analys (undersökningsförfarande) så att forskarlag kan testa vattnet för förekomst av algen på plats. De arbetar med U.S. Fish and Wildlife Service (USFWS) för att utveckla tekniken och testa den på forskningsexpeditioner.

"En analys som denna kan testas och valideras i labbet, men vi kan inte bedöma dess noggrannhet utan prover från de riktiga reven," sa Marko. "Vi behöver fler möjligheter att få fler prover från hela monumentet, särskilt från platser där algen ännu inte har spridit sig."

Hur man dödar algen

Doktorand Mario Kaluhiokalani vid UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology, som arbetar med professor Brian Popp vid institutionen för oceanografi, var en av fem forskare som gav sig ut på ett 17 dagar långt uppdrag till Kuaihelani i augusti 2022 för att ytterligare undersöka Chondria tumulosa och bestämma de förhållanden som kan driva på dess tillväxt. Algen observerades vid 30 % av de 150 inspekterade platserna, men endast i hög mängd på åtta platser. Forskare sa att distributionsmönstren vid Kuaihelani liknar de som hittades i Manawai 2021, men med mindre massbildning.

Prover samlades in för att undersöka dess populationsstruktur, reproduktiva tillstånd, sammansättning och tillhörande ryggradslösa samhällen. Vattenprover skickades till Nichols vid UH Manoa för att testa för algen. Oceanografiska data om temperatur, näringsnivåer och andra parametrar samlades också in, och korallprover kommer att användas för att studera "före" och "efter" biogeokemiska tillstånd i korallrevets näringsnät som svar på angreppet. Det oceanografiska arbetet leds av Andrea Kealoha, chef för UH Maui Colleges vattenkvalitetslaboratorium.

Forskare genomför experiment för att fastställa de dödliga parametrar som krävs för att döda algen. Prover utsattes för en mängd olika kemiska behandlingar, sol- och skuggaexponeringar och frysbehandlingar. Resultaten kommer att hjälpa till att utveckla bästa förvaltningspraxis för att förhindra spridning.

"Att upptäcka Chondria tumulosa på Papahānaumokuākea platser utanför Manawai är ett stort problem," sa Sherwood. "Samtidigt har det varit riktigt inspirerande att se ett så fantastiskt samarbete mellan UH-forskare från flera högskolor och campus, och resursansvariga från flera olika myndigheter som går samman för att ta itu med detta problem direkt."

Samarbete med U.S. Fish and Wildlife Service

Sedan upptäckten av algen har USFWS arbetat med UH-forskare för att utveckla verktyg för att hjälpa till med dess övervakning och upptäckt i vattnet i Papahānaumokuākea, det största skyddade naturskyddsområdet i USA. Kaʻuaʻoa Fraiola är biolog med USFWS Pacific Island Refuges och Monuments Office och en UH-alumn i biologi. Han tjänstgjorde som medlem i den myndighetsövergripande arbetsgruppen som identifierade behovet av att utveckla en eDNA-analys för att upptäcka algen, sökte involvering av UH-forskare och hjälpte till att skapa samarbetsavtalet mellan UH och USFWS som stöder utvecklingsprojektet för eDNA-analys .

"På grund av Papahānaumokuākeas extrema storlek och avlägset läge räcker det inte med traditionella dykarbaserade tillvägagångssätt för att undersöka Chondria tumulosa, särskilt i områden där det är nyetablerat och svårt att se," sa Fraiola. "Införlivandet av de senaste ekologiska metoderna, såsom eDNA, i vårt bälte för hanteringsverktyg gör det möjligt för oss att snabbt och enkelt undersöka och övervaka stora revområden för Chondria tumulosa. Detta partnerskap är avgörande." + Utforska vidare

Algarter som upptäckts som angriper NW Hawaiian vatten har identifierats