Gift-Algen-Blüte der Westküste wird zum warmen Blob des Pazifiks gebunden

Die beispiellose toxische Algenblüte von 2015 an der Westküste scheint mit den ungewöhnlich warmen Meeresbedingungen verbunden zu sein, die im Winter und Frühjahr dieses Jahres den Spitznamen "The Blob" tragen.

Die Blüte schloss die Fischerei von Südkalifornien bis Nord-Britisch-Kolumbien.

"Wir haben toxische Algenereignisse, die vor etwa drei bis fünf Jahren zur Schließung von Muscheln vor der Küste von Washington und Oregon führen, aber keine davon war so groß wie diese", sagt Hauptautor Ryan McCabe, ein Wissenschaftler an der Universität von Washingtons Gemeinsamem Institut für das Studium der Atmosphäre und des Ozeans, ein kollaboratives Zentrum mit der National Oceanic and Atmospheric Administration.

"Dieser war ganz anders und unsere Ergebnisse zeigen, dass er mit den ungewöhnlichen Meeresbedingungen verbunden war."

"Dieses Papier ist von Bedeutung, weil es eine Verbindung zwischen den Bedingungen des Ozeans und dem Ausmaß der toxischen Blüte in 2015 identifiziert, die zu den höchsten Dosen an Domoesäure im Nahrungsnetz geführt hat, die jemals für viele Arten registriert wurden", sagt Co-Autorin Kathi Lefebvre, eine Marine Biologe am NOAA Northwest Fisheries Science Center. "Dies ist ein Augenöffner für das, was die Zukunft bereithält, wenn sich die Meeresbedingungen weltweit weiter erwärmen."


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Die Forscher fanden heraus, dass die schädliche Algenblüte 2015, die aufgrund ihres räumlichen Ausmaßes und ihrer Toxizität toxikologisch belegt ist, von einer einzigen Kieselalgenart dominiert wurde. Pseudo-nitzschia australis, normalerweise weiter südlich von Kalifornien.

Algenblüte 10 10Diese Karte zeigt Auswirkungen der toxischen Algenblüte 2015 West Coast. Orange Säugetier-Symbole wurden mit Domoinsäure nachgewiesen, während die rot gefärbten auch Vergiftungssymptome zeigten. Die Zahlen geben an, wie viele Säugetiere betroffen waren. Schattierte und ausgebrütete Regionen zeigen Schließungen für Sardellenfischerei, Offshore-Dungeness- und Steinkrabbenfischerei und Schalentierernte. (Kredit: NOAA Nordwest Fischerei Science Center)

Die Zellteilung geht auf Hochtouren

Warmes Wasser erlaubte dieser Spezies nicht nur zu überleben, sie schuf auch eine Umgebung, die ihr Wachstum begünstigt. Zu Beginn der 2015 war der warme "Blob" in Richtung Küste gewandert und hatte sich entlang der Westküste ausgebreitet. Wärmeres Wasser erzeugt weniger dichtes Oberflächenwasser, das eher an der Oberfläche schwimmt, wo es an Nährstoffen verlieren kann.

Frühere Laborstudien von Co-Autor William Cochlan von der San Francisco State University zeigten dies P. australis kann sehr schnell Stickstoff aus einer Vielzahl von Quellen aufnehmen und scheint anderen, ungiftigen Phytoplankton in nährstoffarmem, warmem Wasser zu entkommen.

Für die neue Studie, in der Zeitschrift veröffentlicht Geophysical Research Letters, führten die Forscher Experimente mit P. australis aus der 2015 Blüte. Sie zeigten, dass, wenn diese Zellen wärmere Temperaturen erfahren und mehr Nährstoffe bekommen, sie ihre Zellteilungsraten verdoppeln oder verdreifachen können, so dass sie potentiell schnell auf hoher See zu einer großen Population aufblühen können.

"Wenn sich der Frühling in der Windrichtung verschiebt, bringt das nährstoffreiche Wasser in Küstennähe eine kleine Population von P. australis wurde eine große Population, die dann an der Westküste durch späte Frühlingsstürme angeschwemmt wurde ", sagt Co-Autorin Barbara Hickey, Professorin für Ozeanographie an der Universität von Washington.

Dies war besonders schädlich in einem Jahr, das von P. australis.

"Diese Art ist fast immer sehr giftig", sagte Co-Autor Raphael Kudela, Meeresökologe an der University of California in Santa Cruz. "Es blüht jedes Frühjahr vor Kalifornien, und es gibt häufig Auswirkungen auf Meeressäuger. Aber zu sehen P. australis die Küste wie diese war beispiellos. "

Toxische Algen kommen in vielen Formen vor, aber vor der Westküste kommt die größte gesundheitliche und wirtschaftliche Bedrohung von verschiedenen Pseudonitzscha Arten, die unter bestimmten Bedingungen Domoinsäure produzieren können, die gastrointestinale Beschwerden, Krampfanfälle, Gedächtnisverlust und sogar Tod verursachen kann.

Giftstoffe können sich in Schwertmuscheln und Muscheln ansammeln, was sie für den menschlichen Verzehr unsicher macht. Aber die Auswirkungen im Ökosystem sind weit verbreitet und lang anhaltend. Schalentiere und Sardellen mit Giftstoffen können von Meeressäugetieren und Vögeln gefressen werden. Wenn sich giftige Algen auf dem Meeresboden niederlassen, können sie auch von unten lebenden Tieren wie Krabben gefressen werden, die dann nicht mehr essbar sind.

Ende Mai fand man 2015, einen Seelöwen, der sich an einem Strand von Washington windet und in seinem Kot wurde Domoinsäure nachgewiesen.

"Das war etwas, das wir noch nie zuvor in Washington gesehen hatten, und als wir diese Neuigkeiten hörten, wussten wir, dass etwas Großes im Gange war", sagt Co-Autorin Vera Trainer, eine Forscherin im NOAA Northwest Fisheries Science Center.

'Signifikante Verbindung'

In diesem Jahr wurde das größte geographische Ausmaß der Auswirkungen von Meeressäugern verzeichnet.

Eine NOAA-geführte Kreuzfahrt im Juni 2015 probierte Wasser von Südkalifornien bis nach Vancouver Island, British Columbia. Die neue Studie umfasst diese Beobachtungen, die gegen Ende der Washingtoner Blüte gesammelt wurden, sowie andere laufende Strandbeobachtungen und Wasserproben, die Meerwasser filtern, um das darin enthaltene Leben zu sehen.

Forscher am Northwest Fisheries Science Center untersuchten die Wasserproben unter einem hochauflösenden Rasterelektronenmikroskop, um die vorhandenen Spezies zu identifizieren.

"Als wir anfingen, mehr und mehr der Proben zu bekommen, die mit den Spitzenwerten in der Rasierklingen-Toxizität übereinstimmten, war das ganz klar P. australis war die dominierende Spezies entlang der gesamten Küste ", sagt Trainer.

Staatliche Ressourcenmanager sammeln seit Jahrzehnten Schalentiere für die Überwachung von Giftstoffen. Auf dem Wasser haben Proben, die von der olympischen Region "Harmful Algal Blooms Partnership" gesammelt wurden, und andere Bemühungen dazu beigetragen, dass im Laufe des 25-Jahres toxische Algenereignisse registriert wurden.

Das neue Papier vergleicht die Geschichte von Toxinen in Schwertmuscheln mit Indizes der Ozean-Klimavariabilität und findet eine Verbindung mit El Niño und der längerfristigen Pacific Decadal Oscillation.

"Es gibt dort eine bedeutende Verbindung", sagt McCabe. „Die toxischen Ereignisse fallen tendenziell auch mit zuvor festgestellten Veränderungen des marinen Ökosystems zusammen. Wir hatten diese Verbindung noch nie hergestellt und ich finde sie faszinierend. “

Ozeanzirkulationszyklen könnten helfen, das Auftreten von toxischen Algenblüten zu verstehen und besser vorherzusagen. Und während der Blob ein einmaliges Ereignis war, das nicht auf die globale Erwärmung zurückzuführen war, bietet es einen Einblick in den Klimawandel.

"Arten mögen Pseudonitzscha sind sehr gut darauf vorbereitet, die Erwärmung des Hintergrunds zu nutzen ", sagt McCabe. "Pseudonitzchia sind immer draußen entlang unserer Küste. Die Tatsache, dass sie fast so konstruiert sind, dass sie aus solchen Situationen - warmen Temperaturen und niedrigen Nährstoffen - Vorteile ziehen können. "

Er empfiehlt eine stärkere Überwachung schädlicher Algenblüten, indem er Schalen- und Wasserproben an der Küste und vor der Küste sammelt, um zu sehen, ob Toxine oder toxinbildende Algen vorhanden sind, und wenn ja, welche Arten. "Ohne solche stabil finanzierten Programme werden wir einfach blind sein."

Weitere Co-Autoren sind das kanadische Department of Fisheries and Oceans, das Marine Mammal Centre in Sausalito, Kalifornien, und das NOAA Northwest Fisheries Science Center. Die Forschungsarbeiten wurden in erster Linie vom Centre for Coastal Ocean Science Center der NOAA finanziert.

Zusätzliche Mittel kamen von der National Science Foundation, den National Institutes of Health und COAST über die SFSU.

Quelle: Universität von Washington

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