Być może słyszałeś o czerwonych przypływach w wiadomościach. Co to jest? Brzmi niebezpiecznie i obrzydliwie. Są one spowodowane przez zakwity glonów, które zubożają wodę w tlen, odbarwiają fale i uwalniają do wody toksyny.
A te czerwone przypływy zabijają, a dokładniej ryby, delfiny, manaty i wiele innych zwierząt w oceanie. Ale mogą być szkodliwe dla ludzi i zwierząt, nawet jeśli nie postawisz stopy w pobliżu wody.
Wytworzone przez człowieka pestycydy i inne chemikalia, których ludzie używają, przedostają się do naszych oceanów i powodują szkodliwe zakwity glonów. Niektóre z tych epidemii glonów są toksyczne, zabijają zwierzęta morskie, powodują problemy z oddychaniem u ludzi i psów oraz sprawiają, że niektóre z naszych skorupiaków są niebezpieczne do jedzenia.
Karenia Brevis: Toksyczny mikroorganizm wpływające na plaże
Czym właściwie jest czerwona fala? Czerwona fala jest spowodowana przez mikroorganizm zwany Karenia krótka, znany również jako K. brevis. Żywi się różnymi składnikami odżywczymi i jest powszechnie obserwowany na wybrzeżu Zatoki Meksykańskiej w Stanach Zjednoczonych przez prądy i wiatry.
Mikroorganizm wytwarza toksyny, które zabijają życie morskie na niższych poziomach łańcucha pokarmowego. Na przykład może zatruwać skorupiaki, kraby morskie i chore życie morskie, gdy rozwijasz łańcuch pokarmowy. Toksyny również unoszą się w powietrzu, wywołując mdłości u ludzi, zwłaszcza tych z wcześniej istniejącymi schorzeniami oddechowymi.
Czerwone przypływy nie są nowe i istnieją od setek lat, na długo przed rozwinięciem się linii brzegowych. Jednak według ekologów rozwój komercyjny napędza go i czyni go znacznie gorszym, niż byłby w innym przypadku.
Powodem jest to, że ten mikroorganizm może żywić się składnikami odżywczymi zawartymi w nawozach, które przedostają się do wody z gospodarstw lub trawników. Na przykład jezioro Okeechobee w południowej Florydzie zostało zanieczyszczone tego rodzaju spływającymi nawozami, a zanieczyszczona woda z jeziora z pewnością spływała do zatoki.
Wydaje się, że istnieje wyraźna korelacja między przepływem zanieczyszczonej wody z jeziora Okeechobee, który może zasilać czerwony przypływ widoczny w zatoce. Naukowcy nie narysowali bezpośredniego związku – nie powiedzieli, że zanieczyszczenie bezpośrednio spowodowało ten wybuch czerwonego przypływu.
Ponownie, czerwony przypływ może i występuje naturalnie i żywi się różnymi składnikami odżywczymi. Co mogą zrobić państwa i narody, aby nie pojawiało się regularnie na plażach? Pierwszą rzeczą jest zastosowanie środków ograniczających przenikanie zanieczyszczeń, takich jak nawozy, do wody.
Czerwone przypływy i niebiesko-zielone algi
Jednakże, czerwone przypływy a glony, które można zobaczyć na jeziorze Okeechobee, to nie to samo. Niebiesko-zielony kwiat, który można zobaczyć na jeziorze Okeechobee, jest spowodowany przez cyjanobakterie – nie Karenia krótka.
Karenia krótka potrzebuje słonej wody, aby się rozwijać. Sinice w jeziorze żywią się również zanieczyszczeniami, takimi jak wycieki szamba oraz nawozy na bazie azotu i fosforu.
Powoduje również problemy zdrowotne u ludzi i zwierząt. Naukowcy uważają, że długotrwałe narażenie może być związane z bardzo poważnymi schorzeniami, w tym chorobą Alzheimera i stwardnieniem zanikowym bocznym (ALS).
Ale są to dwa różne rodzaje mikroorganizmów – jeden powoduje problemy w głębi lądu, a drugi powoduje problemy, które obserwujemy w słonej wodzie wzdłuż plaż. Jednak oboje mogą żywić się tym samym rodzajem zanieczyszczeń odżywczych, które spływają z farm na południowej Florydzie w jeziorze Okeechobee, a także spływają z jeziora do zatoki.
Czerwona fala może zmienić kolor słonowodny na brązowo-czerwony, stąd jego nazwa. Ale nie musimy widzieć odbarwionych ślimaków na morzu, żeby wiedzieć, że tam są. Kiedy na naszych plażach wylewają się tony martwych ryb, jest to pewny znak czerwonego przypływu.
Oprócz zabijania ryb, czerwony przypływ emituje do powietrza toksynę, której osoby z problemami układu oddechowego muszą unikać. Jest najbardziej widoczny w jeziorze Okeechobee, ale pojawia się również w jeziorach, rzekach, ujściach rzek, a zwłaszcza w stawach retencyjnych w całym stanie.
Przybiera wiele form, niektóre poważniejsze niż inne. Jednym z najczęstszych jest Lyngbya. Wygląda jak brązowa maź i ludzie często mylą ją z martwą trawą morską – ale tak nie jest.
A jeśli złapiesz i zjesz ryby, które zjadły Lyngbya, może to spowodować coś, co nazywamy zatruciem owocami morza. Ale są też bardziej surowe formy, które mogą sprawić, że woda będzie wyglądać jak zielona farba lub niebiesko-fioletowa.
Ten toksyczny zakwit w słodkiej wodzie uwalnia toksynę zwaną mikrocystyną, którą naukowcy powiązali z uszkodzeniem wątroby u ludzi oraz toksynę mózgową o nazwie BMAA, którą skorelowano z chorobą neurodegeneracyjną, której w przeciwieństwie do czerwonego przypływu nie można wąchać.
Glony: dobre i złe wieści dla zdrowia
Drobne organizmy, które powodują czerwone przypływy, są również istotną częścią naszego ekosystemu. Glony nie są tak naprawdę roślinami, ale dość zróżnicowanym zestawem organizmów, które mogą fotosyntetyzować, co oznacza, że wykorzystują energię słoneczną do przekształcania CO2 w tlen i cukier.
Mogą być jednokomórkowe lub wielokomórkowe, więc może cię zaskoczyć informacja, że wodorosty i wodorosty nie są roślinami – w rzeczywistości są glonami. Glony mogą żyć w wodzie, ziemi, a nawet śniegu.
Mogą to być komórki elementarne, takie jak bakterie, lub bardziej złożone, takie jak komórki eukariotyczne w naszym własnym ciele. Rodzaj glonów, które powodują czerwone przypływy, to często bruzdnice K.Brevis.
To tylko mikroskopijny jednokomórkowy plankton; swobodnie unoszące się organizmy niesione przez fale i prądy. Czerwona fala to w rzeczywistości zakwit glonów, w którym organizmy te szybko się rozmnażają i rozmnażają, powodując nagromadzenie milionów organizmów w zaledwie galonie wody.
Same bruzdnice i zakwity glonów niekoniecznie są czymś złym. W rzeczywistości naukowcy nie kochają wszechogarniającego terminu „czerwony przypływ” i wolą terminy „zakwit glonów” i „szkodliwy zakwit glonów”, aby odróżnić coś, co jest tylko przerostem, od tego, co jest rzeczywiście szkodliwe.
A bruzdnice są dość ważną częścią ekosystemu. Wiele z nich jest fotosyntezami, tworząc własną energię ze światła słonecznego i stają się pożywieniem dla wielu stworzeń zamieszkujących oceany, przekazujących energię do większej sieci pokarmowej.
Ale zakwity mogą tworzyć się, gdy woda zmienia się z powodu niższej zawartości soli, cieplejszej temperatury powierzchni lub zwiększonej liczby składników odżywczych w wodzie, które potencjalnie mogą pochodzić z działalności człowieka.
Czasami te kwiaty mogą być niebezpieczne i wytwarzają toksyny. Są to trujące substancje wytwarzane w żywych komórkach lub organizmach – takie jak jad węża i pająka.
Wiele z tych bruzdnic wytwarza egzotoksynę, tj. truciznę rybną – truciznę wytwarzaną przez ryby lub rzeczy, które zabijają ryby.
Tutaj mówimy o gatunku ryb zabijających, a te toksyny mogą być szkodliwe również dla ludzi i zwierząt domowych, głównie dlatego, że mogą gromadzić się w rzeczach takich jak skorupiaki, które po zjedzeniu mogą wywołać chorobę lub nawet zabić.
Na Florydzie coroczna czerwona fala, która zalewa plaże, jest spowodowana przez gatunek alg znany jako Karenia krótka, który produkuje toksyny Brevet. Są to bezsmakowe, bezwonne cząsteczki, które wpływają na centralny układ nerwowy zarówno ryb, jak i ludzi.
Po zjedzeniu skażonych skorupiaków możesz zacząć od niektórych objawów żołądkowych, takich jak wymioty i biegunka, a skończyć na objawach neurologicznych, takich jak uczucie mrowienia, problemy z uczuciem gorąca i zimna, zawroty głowy i zaburzenia koordynacji.
Dzieje się tak, ponieważ toksyny Brevet są długimi, cyklicznymi strukturami, które łączą się z kanałami błonowymi w naszych neuronach, powodując ich odpalanie, kiedy nie powinny.
Inne gatunki alg mogą wytwarzać związki, takie jak saksytoksyny, które również gromadzą się w skorupiakach i powodują zatrucie paralityczne.
Jeśli zjesz te skorupiaki, te toksyny mogą spowodować utratę kontroli nad mięśniami na kilka dni lub tygodni. Może prowadzić do paraliżu lub śmierci. Problemem może być nie tylko jedzenie skażonych ryb i skorupiaków.
Fale mogą rozbijać komórki glonów i uwalniać toksyny do powietrza, co oznacza, że możesz je wdychać stojąc na plaży. A wdychanie tych toksyn może prowadzić do objawów podobnych do alergii, w tym kaszlu, kichania i kataru.
Nie musisz nawet być blisko wody, aby wdychać te toksyny. Mogą podróżować do mili w głąb lądu, jeśli wiatr wieje we właściwy sposób, co oznacza, że możesz doświadczyć objawów nawet bez chodzenia na plażę.
Te toksyny mogą nawet wpływać na twoje zwierzęta.
Tęcza kolorów, nie tylko czerwień
Wbrew nazwie nie wszystkie czerwone przypływy są jednak czerwone. Występują w kolorach tęczy, w tym brązowym, pomarańczowym, żółtym, bordowym i czerwonym, w oparciu o dokładne gatunki alg, które powodują kwitnienie.
Różne gatunki zawierają różne pigmenty, z których wiele odgrywa rolę w wychwytywaniu światła do fotosyntezy lub działa jak filtr przeciwsłoneczny.
Dinoflagellates, które wykorzystują kompleks cząsteczek zarówno perydyniny, jak i chlorofilu, mogą rozszerzyć zakres wychwytywanego światła, zwiększając swoją zdolność fotosyntezy i ilość energii, którą mogą wytworzyć.
Tak więc czerwony pigment pomaga wychwycić więcej zielonego światła i odbija więcej czerwonego światła w naszych oczach, nadając przypływom ich charakterystyczny kolor. Ale czasami te pływy emitują własne światło - naprawdę jasne niebieskie błyski światła w wodzie spowodowane przez glony.
Niektóre bruzdnice, które powodują czerwone przypływy, mogą również emitować błysk niebieskiego światła, gdy są zakłócane w wodzie przez rozbijającą się falę lub wiosło kajakowe. Światło pochodzi z bioluminescencyjnej cząsteczki zwanej lucyferyną.
Cząsteczki lucyferyny pojawiają się u wielu różnych stworzeń. To ta sama cząsteczka, która nadaje blask świetlikom.
Monitorowanie czerwonych pływów w pobliżu
Narody potrzebują zintegrowanego systemu obserwacji oceanów, aby pomóc monitorować tego typu zdarzenia, które mogą być śmiertelne. Witryna National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) informuje, gdzie znajdują się poszczególne zakwity, a jeśli wiesz, gdzie się znajdują, możesz ominąć te obszary.
„Czerwony przypływ na Florydzie to mały mikroskopijny, szkodliwy zakwit glonów, który wytwarza naprawdę silną neurotoksynę” – wyjaśnia dr Barbara Kirkpatrick, starszy naukowiec w laboratorium Mote Marine. „Plażowicze wdychają toksynę, która w rzeczywistości jest wyzwalaczem astmy”.
„Mieliśmy masowe wymieranie delfinów. Manaty też to wdychają i ostatecznie giną”. „Czerwone krawaty, kiedy przychodzą do naszej społeczności, wpływają na nas na wiele sposobów. Nikt nie powinien chorować po dniu spędzonym na plaży”. Miejscowi ratownicy są na swoich wieżach od 10 rano do 5 po południu.
Kiedy zobaczysz nadchodzący czerwony przypływ, ma on ciemniejszy odcień w stosunku do wody i nadaje jej garbnikowy odcień. „Ratownicy informują o prędkości i kierunku wiatru, podrażnieniu dróg oddechowych, ilości martwych ryb na plaży” – kontynuuje Kirkpatrick.
„To są subiektywne raporty. Czy wolałbym widzieć dane ilościowe zamiast jakościowych? Tak, absolutnie”. „Gdybyśmy mieli systemy obserwacyjne, które były w naszych wodach 24/7, patrząc na ilość toksyn, które są zarówno w powietrzu, którym oddychamy, jak i w wodzie – potencjalnie szybowce i lub inne AUV mapujące dla nas zakwity, to daje astmatykowi głowy w górę.
Tak więc potrzeba posiadania Zintegrowanego Systemu Obserwacji Oceanów w USA (IOOS) oceniającego szkodliwy stan zakwitu glonów jest kluczem do utrzymania zdrowia ludzi. Monitorujemy jedzenie i wodę, którą pijemy. Dlaczego nie mógł przejść do monitorowania rzeczywistej jakości powietrza, w tym czerwonego przypływu?
