Carte montrant l'emplacement de la baie de Chesapeake, le bassin versant de la rivière Susquehanna et ses principaux affluents, et les huit zones/emplacements échantillonnés dans la baie. Crédit :Barbara Muhling et al.
Les chercheurs ont découvert que trois espèces communes de bactéries Vibrio dans la baie de Chesapeake pourraient augmenter avec l'évolution des conditions climatiques d'ici la fin de ce siècle, entraînant des coûts économiques et de santé importants dus aux maladies causées par l'exposition à de l'eau contaminée et la consommation de coquillages contaminés.
L'étude, le premier à appliquer une nouvelle façon de réduire les modèles climatiques mondiaux à la baie de Chesapeake, a été menée par des scientifiques et des collègues de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Il apparaît dans le journal American Geophysical Union GéoSanté .
Les bactéries Vibrio sont présentes naturellement dans la baie de Chesapeake et dans les eaux côtières et estuariennes du monde entier. Une douzaine d'espèces de Vibrio peuvent provoquer des maladies chez l'homme, connu sous le nom de vibriose. Deux des espèces les plus courantes causant des maladies humaines aux États-Unis, Vibrio parahaemolyticus et Vibrio vulnificus , se produisent dans la baie de Chesapeake. Leur abondance varie avec la température de l'eau, salinité et d'autres facteurs environnementaux. Une troisième espèce, Vibrio cholerae , se produit également dans la baie de Chesapeake mais n'est pas associé à des épidémies de choléra, bien que, comme d'autres espèces de Vibrio, il puisse parfois causer des maladies chez les personnes qui mangent des coquillages contaminés, comme les huîtres.
Les chercheurs ont utilisé quatre modèles climatiques mondiaux différents et des données provenant de huit emplacements dans et autour de la baie et de ses affluents pour projeter comment le réchauffement des températures et l'évolution des apports d'eau douce pourraient avoir un impact sur les trois bactéries Vibrio dans la baie et ses populations d'huîtres d'ici la fin de ce siècle. Les résultats ont montré des augmentations futures substantielles de l'occurrence, Distribution, et la durée de la saison pour V. vulnificus et V. parahaemolyticus , et une augmentation de l'habitat favorable pour V. cholerae , bien que cela se limitait aux régions à faible salinité de la baie.
"Des recherches récentes dans d'autres parties du monde ont suggéré que les conditions de réchauffement dues au changement climatique ont conduit à des conditions plus favorables pour les épidémies de maladies liées à Vibrio, " a déclaré l'auteur principal Barbara Muhling, anciennement au Laboratoire de dynamique des fluides géophysiques de la NOAA à l'Université de Princeton et actuellement à l'Institut coopératif pour les écosystèmes marins et le climat (CIMEC) en Californie. "Il existe relativement peu d'études comme la nôtre qui utilisent des projections de modèles climatiques de classe GIEC pour examiner le risque que de futures espèces Vibrio se produisent et apparaissent dans de nouvelles zones, ou les taux d'infection humaine."
GIEC, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, est l'organisme international qui examine et évalue les données scientifiques les plus récentes, technique, et les informations socio-économiques produites dans le monde entier pertinentes pour la compréhension du changement climatique. CIMEC est un partenariat de l'océan, recherche sur le climat et les écosystèmes entre la NOAA et plusieurs universités californiennes.
La probabilité que Vibrio vulnificus se produise dans l'eau pendant l'été dans la baie de Chesapeake sur une échelle de 0 à 1 à partir de deux modèles climatiques à échelle réduite, le CM3 du Laboratoire Géophysique de Dynamique des Fluides (en haut, montrant un réchauffement relativement fort) et l'IRM de l'Institut de recherche météorologique du Japon (en bas, montrant un réchauffement relativement faible). Les axes X et Y sont la latitude et la longitude. Les couleurs bleues indiquent peu ou pas de chance de réchauffement et le rouge indique des chances plus élevées; 0,1 sur l'échelle signifie 10% de probabilité de se produire, tandis que 0,25 signifie 25 % de chances de se produire. Les panneaux de gauche montrent le passé récent, ceux du milieu montrent des projections pour la fin de ce siècle, et les panneaux à droite montrent la différence. Crédit :Barbara Muhling et al.
"Nous avons utilisé Vibrio, étant donné son impact potentiel sur la baie de Chesapeake, comme première étude de cas pour ce nouveau cadre de réduction d'échelle, " a déclaré Vincent Saba, un chercheur de la NOAA sur les pêches qui travaille avec des modèles climatiques mondiaux à haute résolution au Laboratoire de dynamique des fluides géophysiques de la NOAA à Princeton, NJ et est co-auteur de l'étude. "Les gens sont intéressés à savoir ce qui pourrait arriver dans leur propre arrière-cour, c'était donc une excellente application du cadre de réduction d'échelle que nous avons développé. D'autres espèces peuvent être étudiées en utilisant cette même méthode où la température de l'estuaire, salinité, et le débit de la rivière sont des facteurs importants.
Des expériences en laboratoire suggèrent que les températures optimales pour les espèces Vibrio se situent entre 37 et 39 degrés C, ou 98,6 à 102,2 degrés F, beaucoup plus chaud que les conditions actuelles dans la baie de Chesapeake.
Les trois souches de Vibrio sont maintenant plus fréquentes et plus abondantes pendant les mois les plus chauds de l'année, lorsque les températures de l'eau sont également plus chaudes. Chaque souche ou espèce semble avoir une plage de salinité distincte, ce qui signifie que les Vibrios pourraient potentiellement augmenter uniquement lorsque d'autres facteurs environnementaux sont ou deviennent favorables dans une zone spécifique de la baie.
"J'ai été un peu surpris de l'importance de la salinité pour les projections, " dit Muhling, qui travaille au CIMEC à l'Université de Californie, Santa Cruz. "Alors que les eaux plus chaudes sont généralement plus favorables aux Vibrios, la salinité peut déterminer les emplacements probables des futurs points chauds. Par conséquent, les augmentations prévues de V. cholerae étaient beaucoup plus bas et plus restreints dans l'espace que pour les deux autres espèces de Vibrio que nous avons examinées."
Le risque de maladie de Vibrios existe déjà dans la baie de Chesapeake. Les gestionnaires de l'environnement et des ressources en sont conscients, tout comme de nombreux riverains et consommateurs de coquillages. Certaines mesures conçues pour réduire le risque de maladie liée à Vibrio des huîtres récoltées sont déjà en place. Par exemple, pendant les mois les plus chauds, les huîtres doivent être réfrigérées à une certaine heure de la journée après avoir été récoltées. Alors que les températures continuent de se réchauffer, ces heures fixes de la journée peuvent devoir être ajustées pour s'assurer que les huîtres restent sans danger pour la consommation. Les mois de l'année où ces réglementations sont appliquées peuvent également devoir être prolongés.
"Nos résultats montrent le besoin de modèles d'impact climatique sur Vibrios en milieu estuarien, " a déclaré Muhling. " Les coûts économiques associés à Vibrios dans la baie de Chesapeake, comme la survenue de maladies ou des actions de gestion pour s'adapter aux conditions changeantes, peut augmenter sous l'effet du changement climatique. Cela a des implications pour les utilisations récréatives et commerciales de cet écosystème. »
Étant donné que de nombreuses espèces de pêche commerciale et récréative utilisent les estuaires au cours de leur cycle de vie, le cadre climatique à échelle réduite utilisé sur Vibrio pourrait également leur être appliqué. "Nos prochaines étapes seront d'examiner l'impact du changement climatique sur des espèces comme les crabes bleus, bar rayé, bar noir, ou hareng fluvial et appliquer le cadre à d'autres zones estuariennes du nord-est, comme Delaware Bay et Long Island Sound, ", a déclaré Saba. "Nous aimerions également examiner les possibilités de prévision et comment cela pourrait être utilisé pour informer la gestion des pêches."
