Rødvande ruller:Skadelige alger, der viser sig at blomstre i både høj-, lav-CO2 miljøer

Algerne, der er ansvarlige for Floridas toksiske røde tidevand, kan være mere modstandsdygtige over for skiftende havkemi, end forskere tidligere havde indset, ifølge forskning fra Florida State University oceanografer.

En ny undersøgelse har afsløret, at den rødvandefremkaldende art, der har truet Floridas kystmiljøer og turismebaserede økonomier, effektivt kan udnytte kuldioxid (CO ₂ ) i en række forskellige koncentrationer.

Algerne, hedder Karenia brevis , er i stand til at trives lige godt i lav-CO ₂ miljøer - som under rødvandsblomstring, når kulstof i havet kan blive knap-og i høj-CO ₂ miljøer - koncentrationer, vi ville forvente i et fremtidigt hav, når atmosfærisk og oceanisk CO ₂ forventes at blive cirka det dobbelte.

”Der har været en stor stigning i CO ₂ koncentration fra præindustrielle tider allerede, og vi forventer flere ændringer i fremtiden, "sagde studieforfatter Sven Kranz, en adjunkt i Institut for Jord, Ocean og atmosfærisk videnskab. "Tidligere undersøgelser antydede, at vi måske kunne se ændrede reaktioner i disse encellede organismer, så vi kontaktede Florida Fish and Wildlife Commission, som overvåger K. brevis begivenheder i Florida, at give os en lokal art, og vi begyndte at undersøge. "

Studiet, som blev offentliggjort i tidsskriftet Fremskridt inden for oceanografi , var blandt de første til at evaluere svar på skiftende CO ₂ koncentrationer i a K. brevis stamme endemisk i Florida.

"På trods af det faktum, at vi har set stigende rødvandsblomster i Florida, der har ikke været mange økofysiologiske undersøgelser af Florida-specifikke stammer, "sagde medforfatter og FSU-kandidatstuderende Tristyn Lee Bercel." Gennem vores arbejde fandt vi ud af det K. brevis er i stand til effektivt at bruge tilgængeligt uorganisk kulstof til vækst. Selv i blomstringssituationer, hvor det virker som CO ₂ kunne blive begrænsende, arten er i stand til at tilpasse sig og blive ved med at vokse. "

I et forsøg på bedre at forstå K. brevis 'svar på ændret havkemi, forskere borede sig ned i de underliggende mekanismer, der er ansvarlige for artens uorganiske kulstofoptagelse og -forarbejdning. Det fandt de ud af K. brevis er i stand til effektivt at bruge to forskellige kilder til uorganisk kulstof - CO ₂ og bikarbonat.

Undersøgelsen viste, at når CO ₂ er høj, K. brevis cellerne var stærkere afhængige af optagelsen af ​​CO ₂ frem for bikarbonat, hvilket kræver højere energiske investeringer at tage op. Omvendt når CO ₂ var lav, cellerne var i stand til at flytte deres interne ressourcer mod optagelsen af ​​bikarbonat, samtidig med at de bevarede deres vækst og metaboliske funktioner.

"Under forskellige CO ₂ koncentrationer, cellerne ændrer faktisk den måde, de optager uorganisk kulstof på, "Kranz sagde." Denne art er i stand til at ændre sine optagelsesstrategier for tilgængeligt kulstof, uanset om det er CO ₂ eller bicarbonat. "

Den adaptive tilbøjelighed til ressourceforvaltning kunne gøre K. brevis farligere, da Jordens oceaner fortsat er fyldt med CO ₂ .

I deres eksperimenter, forskere fandt det som CO ₂ stiger, K. brevis syntes at omdirigere noget energi, der ellers ville blive brugt til kulstofoptagelse til produktion af brevetoxin, et farligt neurotoksin, der kan ophobes til giftige niveauer i østers og andre populære fisk og skaldyr.

Tendensen, som forskere opdagede, var ikke statistisk signifikant, så det er uvist om og hvordan K. brevis 'brevetoxinproduktion ville faktisk ændre sig med stigende koncentrationer af CO ₂ . Imidlertid, forskere sagde dette foreløbige fund, og de bredere resultater af undersøgelsen, illustrere måderne K. brevis kan reagere, da havkemi fortsætter med at skifte.

"Hvis der er mere kulstof i nærheden, det kan potentielt ændre cellulære biokemiske veje i K. brevis , "Bercel sagde." Vi kiggede kun på den nedre ende af det forventede CO ₂ og vi så en lille - om end ikke statistisk signifikant - stigning i brevetoxin med forbedret CO ₂ . "

Forskere spekulerer i, at højere CO ₂ kunne intensivere virkningerne af K. brevis om kystøkosystemer, men de sagde, at der er behov for mere forskning om arten og dets økosystem for med sikkerhed at bestemme arten og omfanget af disse effekter.