Растущий потенциал токсичного цветения водорослей в Арктике на Аляске

Изменения в окружающей среде Северного Ледовитого океана и достигли точки, когда ранее редкое явление — широко распространенное цветение токсичных водорослей — могло стать более обычным явлением, потенциально угрожая широкому кругу морских животных и людей, которые полагаются на местные морские ресурсы в своих целях. еда. Таков вывод нового исследования о вредоносном цветении водорослей (ВЦВ) токсичных водорослей. Александрий катенелла публикуется в журнале Труды Национальной академии наук.



В исследовании, проведенном учеными из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) в сотрудничестве с коллегами из Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и другими исследователями из США, Японии и Китая, были изучены образцы донных отложений и поверхностных вод. собраны в течение 2018 и 2019 годов в регионе, простирающемся от северной части Берингова моря до Чукотского моря и морей Бофорта к северу от Аляски. Образцы донных отложений позволили исследователям подсчитать и нанести на карту Александрий цисты — стадия покоя, подобная семени, которая находится в состоянии покоя на морском дне большую часть года, прорастая или вылупляясь только при подходящих условиях. Вновь проросшие клетки всплывают на поверхность и размножаются, используя энергию солнца, производя «цветение», которое может быть опасным из-за семейства мощных нейротоксинов, называемых сакситоксинами, которые производят свободно плавающие клетки.

Хотя микроскопические водоросли в океане чаще всего полезны и служат основой морской пищевой сети, некоторые виды производят мощные нейротоксины, которые могут прямо или косвенно влиять на людей и дикую природу. Когда Александрий клетки потребляются моллюсками и некоторыми рыбами, эти токсины могут накапливаться до уровней, которые могут быть опасными для людей и диких животных, что приводит к человеческому синдрому, называемому паралитическим отравлением моллюсками, с симптомами, варьирующимися от покалывания губ до респираторного расстройства и смерти. У рыб самые высокие уровни токсинов могут быть в пищеварительных и выделительных органах, таких как желудок, почки, печень, но очень низкие в мышцах и икрах. Токсин также может вызывать болезни и гибель морских животных, таких как более крупные рыбы, морские млекопитающие и морские птицы. Это вызывает особую озабоченность у членов прибрежных сообществ на севере и западе Аляски, которые полагаются на различные морские ресурсы в качестве пищи.

«Нам известно о рисках для здоровья человека и морских животных, связанных с Александрий «, — сказал Дон Андерсон, старший научный сотрудник ВОЗI Директор Национального управления США по вредоносному цветению водорослей, который руководил исследованием. «Быстрое потепление, которое мы наблюдаем по всей е, создает почву для опасных событий цветения в водах западной и северной Аляски, которые, как мы раньше думали, были слишком холодно для значительного прорастания и роста «.

Александрий являются частью группы одноклеточных организмов, обитающих в океанах и озерах во всем мире, известных как динофлагелляты, названные в честь их жгутиков — хлыстоподобных придатков, которые клетки используют для плавания в воде. На стадии кисты Александрий клетки оседают на морском дне, где они могут оставаться неактивными в течение десятилетий, ожидая, пока температура воды не станет благоприятной для их прорастания и принятия формы свободного плавания.

«По мере потепления климата значительное и продолжающееся сокращение площади и продолжительности сезонного ледяного покрова вдоль побережья западной и северной Аляски привело к драматическим изменениям», — сказал Боб Пикарт, физический океанограф WHOI и соруководитель проекта с Андерсон. «К ним относятся потепление из-за локального нагрева свободной ото льда воды, а также увеличивающийся приток более теплой и свежей воды из Тихого океана, текущей на север через район Берингова пролива в Чукотское море».

Кроме того, атмосферные условия и меньшая сезонность морского льда означают, что организмы, для роста которых необходим солнечный свет, в том числе Александрий, способны развиваться и размножаться. В результате этого и связанных с ним изменений, пишут авторы в своей статье, экосистема Северного Ледовитого океана переживает «беспрецедентный сдвиг режима».

Среди этих изменений — как время, так и благоприятные условия океана, которые способствуют прорастанию Александрий цисты на дне в районе залива Ледьярд северо-востока Чукотского моря. Ранее, Александрий было известно, что он существует в Чукотском море в виде спящих цист или клеток цветения, которые, как считается, переносятся на север через Берингов пролив из популяций, происходящих из юго-восточной Аляски, Алеутских островов или восточного побережья России. Быстрые течения, текущие на север через узкий Берингов пролив, замедляются у залива Ледьярд, что позволяет Александрий цисты оседают на морском дне. Со временем образовались исключительно плотные и большие грядки Александрий образовались кисты. Раньше считалось, что температура воды на морском дне слишком низкая, чтобы позволить значительным всходам заразить местные цветы. Однако авторы демонстрируют, что потепление за последние два десятилетия повысило температуру придонной воды в заливе Ледьярд и близлежащих водах почти на 2 ° C, что достаточно, чтобы почти удвоить поток проросших клеток с морского дна, а также ускорить процесс, тем самым продвинувшись вперед. начало цветения почти на три недели и удлинение окна для благоприятного роста и формирования цветения в поверхностных водах. Плавание Александрий клетки в поверхностных водах могут расти и размножаться. В результате они обнаруживают повышенный потенциал для большого цветения Александрий производить опасные уровни токсинов PSP, которые могут попасть в пищевую сеть и угрожать людям и дикой природе арктической экосистемы в теплые годы.

«То, что мы наблюдаем сейчас, — это совершенно иные условия в Северном Ледовитом океане, чем когда-либо знал кто-либо на памяти», — сказал Андерсон. «Мы узнали из залива Мэн в Атлантическом океане, как отслеживать и управлять Александрий цветения и как поддерживать коммерческое и развлекательное рыболовство перед лицом ВЦВ, но решение этой новой арктической проблемы ВЦВ на Аляске потребует целенаправленных исследований и гораздо большего внимания к продовольственной безопасности жителей прибрежных районов, коренных жителей Аляски и здоровья дикой природы Арктики, чем мы заплатили до сих пор ».