Styrende lys kan efterlade giftige alger døde i vandet, finder forskere

Mens jeg holdt ferie i Canadas Rocky Mountains for flere år siden, Rebecca North ledte efter en fredelig pause fra sit arbejde som vandforsker ved University of Missouri. Men da hun beundrede en af ​​de klare, uberørte søer, der dukker op i det meste af området, hun oplevede et øjebliks inspiration, der fik konsekvenser for en af ​​de mest presserende udfordringer, som verdens vandmasser står over for:giftige alger.

"Der er en grund til, at så mange af søerne i Rocky Mountains har en smuk, turkisfarvet udseende, sagde nord, en assisterende professor i vandkvalitet ved College of Agriculture, Fødevarer og naturressourcer. "De er fulde af gletsjermel, den pulveriserede rest af glacial sten. Og jeg indså, at hvor der er glacialt stenstøv, der er ingen skadelige alger."

Skadelig opblomstring af alger er en farlig trussel i alle 50 stater, hvor de kan skabe kaos ved at forgifte indre akvatiske økosystemer og de mennesker, der bor omkring dem. Disse blomster er sammensat af cyanobakterier, som producerer en række giftstoffer, der udgør farer for både mennesker og dyr.

Da cyanobakterierne trives med varme og lys, det varmere vand og andre ændringer forårsaget af klimaændringer har skabt hyppigere og mere skadelige algeopblomstringer. En opblomstring i Lake Erie inficerede drikkevandet på mere end 500, 000 indbyggere i Toledo, Ohio, i 2014, koster byen millioner af dollars, mens en anden i Floridas Lake Okeechobee i 2018 dækkede 90 % af søen og dræbte mere end 1, 700 tons havliv. Og problemet er ikke begrænset til Nordamerika:Tidligere i år, 330 elefanter i Botswana døde efter at have drukket fra vandhuller forurenet af cyanobakterier.

"Overalt i verden, søer bliver grønnere og mere giftige, " sagde North. "Når vi ser varmere vand, vi bliver ved med at se flere giftige opblomstringer. Hvis vi kan finde ud af en måde at reducere mængden af ​​lys, der når vandet, vi kan forhindre algerne i at vokse, og vi kan redde liv og beskytte økosystemerne i søer og damme. En måde at gøre det på er at bruge glacialt stenmel til at gøre vandet mørkere."

North tog sin glacial rock-idé med til en national konference, hvor hun mødtes med andre indrevandsforskere og oceanografer, der studerede forholdet mellem lys og klimaændringer. Til sidst, forskerne blev enige om at bidrage til et særligt nummer af Grænser i miljøvidenskab og Grænser i havøkosystemøkologi . North fungerede som gæsteredaktør af udgaven, som er afsat til lysets indvirkning på alger og indeholder undersøgelser ledet af to af Norths kandidatstuderende, Jacob Gaskill og Erin Petty. Gaskill, en doktorgradskandidat i vandressourcer, fokuseret på at dumpe gletsjermel i vandtanke designet til at simulere damme for at undersøge, hvordan mørkere vand kan beskytte mod cyanobakterier.

Forsøget lykkedes med at forårsage et væsentligt fald i skadelig algevækst, bekræfter, at styring af lys er en gyldig måde at kontrollere algerne på. Undersøgelsen var ikke uden sine forbehold, imidlertid.

"Selvom melet kontrollerede algerne, vi fandt det en dyr løsning, " sagde North. "Melet er et kommercielt produkt, som folk bruger som plantegødning, og det endte med at koste $17, 000 om dagen for at tilføje det til vandet, dels fordi det synker ned fra overfladen hurtigere, end vi havde regnet med. Vi ved, at lysstyring virker, så nu er det tid til at finde en mere effektiv metode."

I den anden undersøgelse omtalt i specialnummeret, Smålig, en kandidatstuderende i vandressourcer, tog et skridt hen imod at finde den metode ved at opdage flere detaljer om, hvad alger har brug for for at overleve. Udførelse af test på 32 reservoirer i hele Missouri, Petty fastslog, at mens lys er nødvendigt for, at alger kan producere ilt, fosfor er et vigtigt næringsstof, der styrer mængden af ​​alger. Undersøgelsen tager et skridt i retning af at afgøre en debat mellem forskere om, hvorvidt håndtering af kvælstof og fosfor eller fosfor alene er vigtigere for væksten af ​​alger og forebyggelse af skadelig algeopblomstring.

North håber, at disse undersøgelser, udført under hendes vejledning, vil give forskere over hele verden den information, de har brug for til at udvikle en omkostningseffektiv metode til at forhindre vækst af giftige alger - en mission, der er mere presserende end nogensinde før, hun sagde, da klimaændringer fortsætter med at gøre forholdene mere gunstige for de dødelige organismer.