Klimaændringer kan gøre giftige algeblomster i vores oceaner mere dødelige

Sent forår og tidlig sommer i Californien bringer tusindvis af havpattedyr til statens strande, som grupper af californiske søløver, elefantsæler og spættede sæler føder langs kysten. Besøgende på steder som Carpinteria Harbor Seal Preserve kan observere portlyse unger, der hænger i sand, afventer deres mødres tilbagevenden fra fiskeriekspeditioner i Stillehavet.

Ikke alle sæler og søløver overlever, imidlertid. Giftige algeopblomstringer forgifter i stigende grad disse havpattedyr.

I havet, mikroskopiske alger kaldet fytoplankton giver energi i bunden af ​​marine madbaner. Imidlertid, nogle fytoplankton kan producere potente toksiner, der negativt påvirker organismer, der forbruger dem.

Mindre havliv, såsom plankton og mindre fisk, absorberer toksiner, som derefter spredes ud i fødevejen til større fisk og havdyr, der lever af dem. Coastal California har en historie med skadelige blomster, der producerer farlige neurotoksiner som saxitoxiner og domoinsyre, den sidste har vist sig at forårsage alvorlig hjerneskade hos søløver.

Mens vores planet fortsætter med at varme, skadelige blomster af mikroskopiske alger kan blive endnu mere giftige, angiver en ny rapport fra USC Sea Grant -programmet, med hovedkontor på USC Dornsife College of Letters, Kunst og Videnskab. Rapporten opsummerer forskning, de finansierede om skadelige algeblomster udført mellem 2012 og 2018.

Del af et nationalt netværk af 34 universitetsbaserede forskningsprogrammer finansieret af National Oceanic and Atmosphere Administration, USC Sea Grant arbejder på at løse problemerne i byhavet i større Los Angeles.

Havene i luften

Algeopblomstring opstår, når oceaniske forhold gør det muligt for fytoplankton at formere sig hurtigt, pakke vand så tæt, at blomsterne nogle gange kan ses fra rummet.

En række miljøfaktorer kan stimulere en algeblomst. Algeblomster kan skyldes naturligt forekommende havnæringsstoffer som nitrogen, så opblomstring kan ske, når havets opstrømning bringer disse næringsstoffer fra dybere, koldere vand til overfladen. Imidlertid, menneskelige kilder til næringsstoffer fra spildevandsudstrømning, gødning og afstrømning af stormvand kan også udløse blomster ved kysten.

"San Francisco -bugten dræner det meste af landbrugsjorden i Californien, så det er der, mange af næringsstofferne ender. I det sydlige Californien, vores rensede spildevand fra omkring 24 millioner mennesker går lige i havet. Begge disse kilder er et problem, " siger David Hutchins, professor i biologi, der har bidraget med forskning til rapporten.

Tusindvis af havfugle og sæler er døde under algeopblomstring ved kysten. Mennesker, der spiser forurenet fisk og skaldyr, risikerer alvorlig sygdom. Fiskeriindustrien ramt med flor kan holde økonomiske tab på millioner af dollars, når skaldyr bliver forurenet.

Toksicitetsstigning

Skadelige algeopblomstringer vil sandsynligvis forværres, efterhånden som jordens klima ændrer sig. Resultater fra undersøgelser finansieret af USC Sea Grant indikerer, at varmere, surere havvand (på grund af højere kuldioxidniveauer) kan øge både hyppigheden og toksiciteten af ​​disse hændelser.

Resultater inkluderet i USC Sea Grant-rapporten indikerer, at toksicitet også kan øges, når flere miljøforhold interagerer på bestemte måder. Varmere temperaturer, højere CO ₂ niveauer, eksponering for ultraviolet lys, og ændret tilgængelighed af næringsstoffer kan interagere for at øge både toksiciteten og overflod af domoesyreproducerende arter i slægten Pseudo-nitzschia. Domoinsyre er toksinet, der er ansvarligt for skaldyrsforgiftning hos mennesker.

Hutchins har arbejdet med kandidatstuderende ved USC Dornsife for at undersøge klimaændringernes indvirkning på Pseudo-nitzschia.

"Desværre, det ser ud til, at denne gruppe giftige alger virkelig kommer til at være en af ​​de største modtagere af et hav i forandring. De kan virkelig godt lide varmere vand, de vokser hurtigere i det, og de laver også mere toksin pr. celle. De danner også flere toksiner og vokser hurtigere, når du putter meget kuldioxid i vandet, hvilket er havforsuring."

Fra land til hav

Data fra rapporten indikerer også, at atmosfærisk opvarmning øger toksinproducerende skadelige algeblomster i ferskvandsmiljøer, som derefter kan transporteres ud i kystfarvande.

Algtoksiner produceret af blågrønne alger blev påvist i søer, laguner, åer og flodmundinger med direkte forbindelser til Stillehavet, og blev også fundet i kystnære skaldyrsvæv.

Overvågning af algeopblomstring i hav og ferskvand, og ved grænsefladen land-vand, er afgørende for vandkvaliteten, Folkesundhed, og rekreation, ifølge rapporten.

Kontrol af blomstringen

Hutchins minder os om, at den enorme størrelse af disse algeopblomstringer gør dem svære at tackle, når de først dukker op. "Der er måder at behandle vand og dræbe alger på, som i et reservoir, men disse blomster dækker hundredvis af kvadratkilometer af åbent hav. Hvem ved, hvilken slags utilsigtede konsekvenser der kan opstå, " forklarer han. "Den bedste ting at gøre er at stoppe med at forværre dem ved at varme vandet op og syrne det."

Hans laboratorium fortsætter med at eksperimentere med Pseudo-nitzschia, for at se, hvordan de reagerer på opvarmning af vand og øget CO ₂ . Dette giver mere robuste data til modellering af, hvad man kan forvente af algeblomster, når vores oceaner ændrer sig.

Igangværende projekter finansieret af Ocean Protection Council og USC Sea Grant sigter mod at fremme teknologier til hurtig påvisning af marine opblomstringer ved hjælp af genetiske værktøjer. Forbedrede detektionsmetoder og bedre data vil hjælpe med at gøre prædiktiv modellering mere pålidelig, og forbedre ledelse af og reaktion på disse begivenheder, beskytter både mennesker og det mangfoldige havliv i Californien.