Studie vedená výzkumníky z University of Washington a National Oceanic and Atmospheric Administration spojuje bezprecedentní rozkvět toxických řas na západním pobřeží v roce 2015, který uzavřel rybolov od jižní Kalifornie po severní Britskou Kolumbii do neobvykle teplých oceánských podmínek – přezdívaný "blob" - v zimě a na jaře toho roku.
„Máme události s toxickými řasami, které vedou k uzavření měkkýšů u pobřeží Washingtonu a Oregonu každé tři až pět let, ale žádná z nich nebyla tak velká jako tato,“řekl hlavní autor Ryan McCabe, a. vědecký pracovník UW's Joint Institute for Study of the Atmosphere and Ocean, centrum spolupráce s NOAA."Tahle byla úplně jiná a naše výsledky ukazují, že to souviselo s neobvyklými podmínkami oceánu."
Studie je nyní online v časopise Geophysical Research Letters, časopise American Geophysical Union. "Tento dokument je významný, protože identifikuje souvislost mezi podmínkami oceánu a velikostí toxického květu v roce 2015, který vedl k nejvyšším úrovním kontaminace domoové kyseliny v potravní síti, jaká kdy byla u mnoha druhů zaznamenána," řekla spoluautorka Kathi Lefebvreová. mořský biolog v Northwest Fisheries Science Center NOAA. "Toto otevírá oči pro to, co může přinést budoucnost, protože podmínky oceánů se nadále globálně oteplují." Autoři zjistili, že škodlivému květu řas v roce 2015, který zaznamenal rekordy pro svůj prostorový rozsah a úroveň toxicity, dominoval jediný druh rozsivky, Pseudo-nitzschia australis, který se běžně vyskytuje jižněji od Kalifornie.
Teplá voda umožnila tomuto druhu nejen přežít, ale také vytvořila prostředí podporující jeho růst. Začátkem roku 2015 se teplý „blob“přesunul ke břehu a rozšířil se po celém západním pobřeží. Teplejší voda vytváří méně hustou povrchovou vodu, která s větší pravděpodobností zůstane plavat na hladině, kde může dojít k vyčerpání živin. Předchozí laboratorní studie spoluautora Williama Cochlana ze Státní univerzity v San Franciscu ukázaly, že P. australis může velmi rychle přijímat dusík z různých zdrojů a zdá se, že v teplé vodě ochuzené o živiny překonává ostatní, netoxický fytoplankton.
Pro novou studii provedla Cochlanova laboratoř experimenty s P. australis z květu v roce 2015. Ukázali, že když tyto buňky zažijí vyšší teploty a získají více živin, mohou zdvojnásobit nebo ztrojnásobit rychlost buněčného dělení, což jim umožňuje potenciálně rozkvést do velké populace poměrně rychle na moři.
"Když jarní posuny ve směru větru přivedly k pobřeží hlubší vodu bohatou na živiny, z malé populace P. australis se stala velká populace, která byla poté vyplavena na břeh podél západního pobřeží pozdními jarními bouřemi, “řekla spoluautorka Barbara Hickey, profesorka oceánografie UW. To bylo obzvláště škodlivé v roce, kterému dominovala P. australis. "Tento druh je téměř vždy vysoce toxický," řekl spoluautor Raphael Kudela, mořský ekolog z Kalifornské univerzity v Santa Cruz. "Kveme každé jaro u Kalifornie a často dochází k dopadům mořských savců. Ale vidět P. australis nahoře a dole na pobřeží jako je tohle, to bylo bezprecedentní."
Toxické řasy se vyskytují v mnoha formách, ale u západního pobřeží hlavní zdravotní a ekonomická hrozba pochází z různých druhů Pseudonitzschia, které mohou za určitých podmínek produkovat kyselinu domoovou, která může způsobit gastrointestinální potíže, záchvaty, paměť ztráta a dokonce smrt. Toxiny se mohou hromadit v škeblech a mušlích, což je činí nebezpečnými pro lidskou spotřebu. Ale účinky v ekosystému jsou rozšířenější a dlouhodobější. Korýši a ančovičky obsahující toxiny mohou sežrat mořští savci a ptáci. Pokud se toxické řasy usadí na dně oceánu, mohou je také sežrat zvířata žijící na dně, jako jsou krabi, které se pak stanou nebezpečnými k jídlu. Koncem května 2015 byl na washingtonské pláži nalezen lachtan v křečích a v jeho výkalech byla identifikována kyselina domoová.
„To je něco, co jsme ve Washingtonu nikdy předtím neviděli, a když jsme tuto zprávu slyšeli, věděli jsme, že se děje něco obrovského,“řekla spoluautorka Vera Trainer, výzkumná oceánografka z Northwest Fisheries Science Center NOAA.
V tomto roce byl zaznamenán největší geografický rozsah dopadů mořských savců, jaký byl kdy zaznamenán.
UW se v červnu 2015 zúčastnila plavby pod vedením NOAA, která odebírala vzorky vody z jižní Kalifornie až po ostrov Vancouver v Britské Kolumbii. Nová studie zahrnuje tato pozorování shromážděná na konci washingtonského květu, stejně jako další probíhající monitorování pláží a odběr vzorků vody, které filtrují mořskou vodu, aby viděli život, který obsahuje. Vědci z Northwest Fisheries Science Center zkoumali vzorky vody pod skenovacím elektronovým mikroskopem s vysokým rozlišením, aby identifikovali přítomné druhy.
"Jak jsme začali získávat stále více vzorků, které se shodovaly s vrcholy toxicity žiletky, bylo zcela jasné, že P. australis je dominantním druhem na celém pobřeží," řekl trenér.
Správci státních zdrojů sbírají měkkýše, aby mohli sledovat toxiny, po celá desetiletí. Vzorky nasbírané na vodě partnerským sdružením Olympic Region Harmful Algal Blooms Partnership a dalším úsilím také přispěly k 25letému rekordu toxických řas.
Nová práce porovnává historii toxinů v škeblech s indexy proměnlivosti oceánského klimatu a nachází spojitost s El Niño a dlouhodobější tichomořskou dekádovou oscilací.
"Je tam významné spojení," řekl McCabe. "Toxické události mají také tendenci se shodovat s dříve zavedenými posuny mořského ekosystému. Předtím jsme toto spojení nenavázali a myslím, že je to fascinující." Oceánské klimatické cykly by mohly pomoci pochopit a lépe předvídat výskyt toxických květů řas. A i když byl blob jednorázovou událostí, která nebyla způsobena globálním oteplováním, poskytuje okno do toho, jak by změna klimatu mohla vypadat.
"Druhy jako Pseudo-nitzchia jsou mimořádně dobře připraveny využít oteplování pozadí," řekl McCabe. "Pseudonitzchia jsou vždy někde na našem pobřeží. Skutečnost, že jsou téměř zkonstruovány tak, aby využívaly situace jako je tato - vysoké teploty a málo živin - to je znepokojivé."
Doporučuje důkladnější monitorování škodlivých květů řas prostřednictvím sběru vzorků měkkýšů a vody na pobřeží a na moři, aby se zjistilo, zda jsou přítomny toxiny nebo řasy produkující toxiny, a pokud ano, které druhy. "Bez stabilně financovaných programů, jako je tento, budeme jen slepí," řekl McCabe.
