Все более заметно проявляется непредсказуемость и неочевидность последствий изменений климата. Потепление Арктики приводит к обильному цветению токсичных водорослей, служащих пищей для моллюсков. Эти моллюски, в свою очередь, употребляются другими морскими организмами, что может привести к распространению яда по пищевой цепи и, в конечном итоге, до человека. Недавно американские океанологи зафиксировали масштабное цветение токсичных динофлагеллят вблизи Аляски. Концентрация этих водорослей оказалась почти в 20 раз выше допустимого уровня.
Климатические изменения происходят на планете стремительно, что проявляется в уменьшении ледяного покрова и повышении температуры в полярных регионах. Подобное потепление влечет за собой многочисленные последствия, о чем недавно сообщалось на Naked Science рассказывал, уменьшение площади ледяного покрова в российской Арктике повышает вероятность возникновения лесных пожаров в Восточной Сибири. Также наблюдается распространение видов, ранее характерных для умеренных и субполярных климатических зон, в районы высоких широт.
В период с 2015 по 2017 год в водах Чукотского моря, которое испытало потепление зафиксировали снижение разнообразия бактерий и простейших и увеличение численности видов зоопланктона и донных рыб. У таких изменений малопредсказуемые последствия, поскольку из-за них перестраиваются длинные пищевые цепи — от простейших до морских птиц и людей.
В том же море в 2021 году вырос риск красных приливов — это массовое цветение водорослей класса динофит. Однако, оно не является безопасным.
Весной и летом колонии динофлагеллят цветут в умеренных и субполярных широтах Alexandrium catenella. Они содержат сильные нейротоксины, которые накапливаются в организмах, потребляющих эти водоросли. Эти яды передаются по пищевым цепочкам через моллюсков, являющихся основными переносчиками, и вызывают паралитическое отравление рыб, птиц и даже людей, чья диета состоит из морепродуктов.
Согласно исследованию, проведенному в 2021 году, вероятность возникновения обширного цветения водорослей увеличивается: площадь скопления цист A. catenella (в районе Чукотского шельфа в водах США эта временная форма, позволяющая протистам пережить неблагоприятные условия, занимает площадь почти 145 тысяч квадратных километров.
Через год группа исследователей из США решила провести детальное изучение региональных изменений в популяциях этих динофлагеллят. В период нескольких экспедиций, проходивших в июле-сентябре 2022 года, прибор Imaging FlowCytobot, установленный на борту судна, фиксировал изображения сообществ фитопланктона. В северных районах Берингова и Чукотского морей, а также на западе моря Бофорта океанологи зарегистрировали наибольшее скопление цветущих динофлагеллят, выделяющих сильный токсин A. сatenella. Научную работу об этом опубликовал журнал Limnology and Oceanography Letters.
В арктических водах цветение динофитовых водорослей продолжалось шесть недель. При этом, в отличие от других прибрежных территорий США, вдоль побережья Аляски недостаточно ведется мониторинг состояния морских экосистем. В регионе активно действуют различные коммерческие предприятия, включая компании, занимающиеся добычей морских ресурсов.
Цитобот регулярно, каждые 20-30 минут, забирал пробы воды для анализа содержания хлорофилла, который выделяют водоросли. Полученные данные обрабатывались нейросетью, которая идентифицировала различные микроорганизмы, в том числе — Alexandrium.
Анализ концентрации выявил, что в исследуемом районе содержание токсичных динофлагеллят превышает 17,4 тысячи клеток на литр воды. Следует подчеркнуть, что это опасно считается концентрация больше тысячи клеток на литр. Как подчеркнули авторы статьи, нигде ранее столь необычную плотность этих микроорганизмов не выявляли.
По мнению исследователей, концентрация токсичных веществ значительна. Предполагается, что увеличение количества токсинов, которые накапливают клетки A. сatenella, связано с низкими температурами окружающей среды. Однако, долгосрочные последствия такого цветения до сих пор остаются невыясненными.
Существует предположение, что гибель 25 моржей и двух серых китов на севере полуострова Сьюард, Аляска, может быть связана с повышенной концентрацией динофлагеллят. Ученые обнаружили эти тела в состоянии частичного разложения, выброшенные на берег.
Авторы статьи считают, что животные умерли до начала наблюдений, а в образцах тканей мертвых моржей не обнаружено признаков паралитического отравления. Тем не менее, ученые не торопятся исключать эту водоросль из списка возможных причин гибели морских млекопитающих.
По всей видимости, сообщества водорослей мигрировали через Берингов пролив и за шесть недель израсходовали весь запас неорганического азота, растворенного в воде, который является источником питательных веществ. Также возможно, что A. сatenella цветут и в Российской Арктике, но эти территории не входили в исследование.
Цветение, которое уже произошло, привело к образованию новых цист на дне Чукотского моря, гарантируя, что эти водоросли будут присутствовать в следующем сезоне, сообщили океанологи. Распространение условий, способствующих росту токсичных динофлагеллят, может представлять угрозу для продовольственной безопасности, поскольку они отравляют морепродукты и влияют на сроки добычи морских ресурсов.