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Titel

Ausbreitung infekti枚ser Muschelkrankheiten im Ozean: Prognose und Quantifizierung durch biophysikalische Simulationen

Kurzbeschreibung

Infektionskrankheiten beeintr盲chtigen den 枚kologischen und wirtschaftlichen Wert von Meeresorganismen. Mit fortschreitendem Klimawandel werden Massensterben im Ozean weiterhin zunehmen. Allerdings gestaltet sich die Verfolgung der r盲umlichen und zeitlichen Ausbreitung von Krankheitsausbr眉chen durch Beobachtungen als schwierig. Daher haben wir derzeit kein vollst盲ndiges Bild davon, wie schnell und in welchem Ausma脽 sich Krankheiten im Ozean mithilfe von Meeresstr枚mungen ausbreiten k枚nnen. Dies begrenzt unsere M枚glichkeiten, die Ausbreitung von Infektionskrankheiten zu verhindern und einzud盲mmen. In diesem Projekt schlage ich einen interdisziplin盲ren biophysikalischen Modellierungsansatz vor, der darauf abzielt, die Rolle von Ozeandynamik, Hydrographie, Biogeochemie und Biologie bei der Verbreitung von Muschelkrankheiten abzusch盲tzen. Vier Muschel-Pathogen-Paare entlang des nordwesteurop盲ischen Schelfs werden untersucht, die eine Reihe von Infektionskrankheiten, r盲umlichen Verteilungen, Populationsdichten und Entwicklungsmerkmalen repr盲sentieren. Die generierten Ergebnisse sollen unser Verst盲ndnis dar眉ber verbessern, welche Faktoren die Krankheitsausbreitung im Ozean bestimmen, und als Risikobewertungs- und Modellierungspipeline bereitgestellt werden. Hydrodynamische Modelle und Lagrange Partikelausbreitungssimulationen werden als Werkzeuge verwendet, um Krankheitsausbreitung im Ozean bei variablen biologischen Parametern vorherzusagen und zu quantifizieren (Arbeitspaket 1). Die Ausbreitung von Krankheiten wird als passiv treibende Krankheitserreger (wie Viren) simuliert, und zusammen mit infizierten Muschellarven. Muschellarven zeigen ein vielf盲ltiges Repertoire an aktivem Schwimmverhalten. Dieses Verhalten wird experimentell an einer Muschelart untersucht und zur Simulation und Quantifizierung der Auswirkungen aktiver Bewegungen auf die Krankheitsausbreitung verwendet. Das Ausbreitungsmodell wird mit einem epidemiologischen Infektionsmodell gekoppelt, um die Auswirkungen der vorhergesagten Krankheitsausbreitung auf Populationsebene zu interpretieren. Anschlie脽end wird der Einfluss von Hydrographie und Biogeochemie auf die Ausbreitung anhand der Umweltvariabilit盲t der letzten Jahrzehnte bewertet (Arbeitspaket 2). Sowohl biologische Prozesse (Infektionsdynamik, Muschelreproduktion, Larvenentwicklung) als auch physikalische Prozesse im Ozean sind von Umweltbedingungen abh盲ngig. Daher wird erwartet, dass auch die Ausbreitung von Krankheiten durch Hydrographie und Biogeochemie beeinflusst wird. Abschlie脽end wird ein Simulationstool zur Vorhersage der Krankheitsausbreitung und zur Bereitstellung von Risikobewertungen entwickelt und potenzielle Stakeholder identifiziert (Arbeitspaket 3). Insgesamt ist das vorgeschlagene Projekt relevant, um die Fr眉herkennung, Vorhersage und letztendlich Verhinderung von Massensterben bei wirtschaftlich und 枚kologisch relevanten Muscheln zu verbessern.

Start

August 2024

Ende

Juli 2027

Bewilligungssumme (gesamt)

-

Bewilligungssumme (91探花)

213000

Zuwendungsgeber / Programm

DFG /

Koordination

Helmholtz-Zentrum f眉r Ozeanforschung Kiel (91探花), Germany

Kontakt

Lara Schmittmann

Partner

University of Edinburgh, UK
Polytechnic University of Milan, Italy
Center for Ocean and Society (CeOS), Kiel