Estimation of spatiotemporal transmission dynamics and analysis of management scenarios for sea lice of farmed and wild salmon

Parasite transmission between farmed and wild salmon affects the sustainability of salmon aquaculture in Pacific Canada. Understanding and managing parasites in aquaculture is challenged by spatial and temporal variation in transmission dynamics. We developed a mechanistic model that connects sea louse (Lepeoptheirus salmonis) outbreak and control on farmed salmon (Salmo salar) to spatiotemporal dynamics of sea lice on migrating wild juvenile salmon (Oncorhynchus keta and Oncorhynchus gorbuscha). We fitted the model to time series of sea lice on farmed salmon and spatial surveys of juvenile wild salmon in the Broughton Archipelago. We used the parameterized model to evaluate alternative management scenarios based on the resulting sea louse infestations and predicted mortality of wild salmon. Early and coordinated management of sea lice on salmon farms was most effective for controlling outbreaks in wild salmon, while uncoordinated treatments led to a resurgence of sea lice on salmon farms during the juvenile salmon migration. This study highlights the importance of incorporating spatiotemporal variability when considering infectious disease dynamics shared by farmed and wild hosts, particularly when migratory wildlife are involved. La transmission de parasites entre saumons d'elevage et saumons sauvages a une incidence sur la perennite de la salmoniculture sur la cote ouest du Canada. Les variations spatiales et temporelles de la dynamique de la transmission compliquent la comprehension et la gestion des parasites en aquaculture. Nous avons mis au point un modele mecaniste qui relie les eclosions et le controle des poux du poisson (Lepeoptheirus salmonis) chez les saumons d'elevage (Salmo salar) a la dynamique spatiotemporelle des poux du poisson se trouvant sur des saumons sauvages (Oncorhynchus keta et Oncorhynchus gorbuscha) juveniles en migration. Nous avons cale le modele sur des series chronologiques de donnees sur les poux du poisson sur des saumons d'elevage et sur des donnees d'evaluations spatiales de saumons sauvages juveniles dans l'archipel Broughton. Nous avons utilise le modele parametre pour evaluer differents scenarios de gestion a la lumiere des infestations de poux du poisson en resultant et avons predit la mortalite des saumons sauvages. La gestion precoce et coordonnee des poux du poisson dans les fermes salmonicoles constitue la mesure la plus efficace de controle des eclosions chez les saumons sauvages, alors que des traitements non coordonnes menent a une resurgence de poux du poisson dans les salmonicultures durant la migration des saumons juveniles. L'etude souligne l'importance d'incorporer la variabilite spatiotemporelle dans l'examen de la dynamique des maladies infectieuses communes a des hotes sauvages et d'elevage, particulierement dans les systemes comprenant des especes migratrices. [Traduit par la Redaction]
Introduction The effective management of disease depends on a solid understanding of the spatial and temporal processes affecting transmission dynamics (Keeling and Eames 2005; White et al. 2018). For wildlife, [...]