气候变化可能会使海洋中的有毒藻华变得更加致

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气候变化可能会使海洋中的有毒藻华变得更加致

在加州的春末夏初,成群的海狮、海象和斑海豹在岸边分娩,成千上万的海洋哺乳动物来到了加州的海滩。前往卡普提亚港海豹保护区的游客可以看到胖乎乎的幼海豹躺在沙滩上,等待它们从太平洋的捕鱼探险归来的妈妈。

然而,并不是所有的海豹和海狮都存活了下来。有毒藻华正日益毒害这些海洋哺乳动物。

在海洋中,被称为浮游植物的微小藻类为海洋食物网提供能量。然而,一些浮游植物可以产生强大的毒素,对消耗它们的生物体产生不利影响。

较小的海洋生物,如浮游生物和小鱼,吸收毒素,然后扩散到食物网,以它们为食的较大的鱼和海洋动物。加利福尼亚沿海地区曾经有过大量有害的海藻,它们会产生像石首草毒素和软骨藻酸这样危险的神经毒素,后者已经被发现会对海狮造成严重的脑损伤。

总部位于南加州大学多恩西夫文理学院的南加州大学海洋资助项目的一份新报告指出,随着我们的地球继续变暖,微小藻类的有害繁殖可能会变得更加有毒。该报告总结了他们资助的2012年至2018年间进行的有害藻华研究。

由国家海洋和大气管理局资助的34个大学研究项目组成的国家网络的一部分,南加州大学海洋拨款正致力于解决大洛杉矶地区的城市海洋问题。

海洋开花的

当海洋条件使浮游植物能够迅速繁殖时,藻华就会出现,这种藻华将海水密集地堆积起来,有时从太空中就能看到藻华。

许多环境因素可以刺激藻类的爆发。像氮这样自然产生的海洋营养物质可以导致藻华,所以当海洋上升流将这些营养物质从更深更冷的海水带到表面时,藻华就会发生。然而,来自下水道、化肥和暴雨径流的人类营养来源也会引发海岸的水华。

他说:“旧金山湾耗尽了加州大部分的农田,所以那里有很多营养物质。在南加州,我们处理过的2400万人的污水直接进入了海洋。这两种来源都是一个问题,”生物学教授大卫·哈钦斯说,他为该报告贡献了研究。

成千上万的海鸟和海豹死于沿海的藻华。食用受污染海鲜的人面临严重疾病的风险。当海产品受到污染时,受到繁殖期打击的渔业将承受数百万美元的经济损失。

毒性增加

随着地球气候的变化,有害的藻华可能会恶化。由南加州大学海洋基金资助的研究结果表明,更温暖、更酸性的海水(由于更高的二氧化碳水平)可能增加这些事件的频率和毒性。

南加州大学海洋拨款报告中的发现表明,当多种环境条件以特定方式相互作用时,毒性也会增加。较高的温度、较高的二氧化碳水平、紫外线照射和养分利用率的变化可以相互作用,提高假硝子属中产生软骨藻酸的物种的毒性和丰度。软骨藻酸是导致人类贝类中毒的毒素。

哈钦斯一直在和南加州大学多恩西弗分校的研究生一起研究气候变化对伪nitzschia的影响。

“不幸的是,这群有毒藻类似乎真的将成为海洋变化的最大受益者之一。它们非常喜欢温暖的水,它们在里面生长得更快,而且每个细胞产生更多的毒素。当你把大量的二氧化碳放入水中时,它们还会产生更多的毒素,生长得更快,这就是海洋酸化。”

从陆地到海洋

该报告的数据还表明,大气变暖增加了淡水环境中产生有毒有害藻华的数量,这些藻华随后可被输送到沿海水域。

在与太平洋有直接联系的湖泊、泻湖、小溪和河口,以及沿海贝类组织中,均发现蓝藻产生的藻类毒素。

根据该报告,监测海洋、淡水和陆水界面的藻华对水质、公共健康和娱乐活动至关重要。

控制开花

哈钦斯提醒我们,这些藻华的巨大规模使它们一旦出现就很难对付。“有很多处理水和杀死藻类的方法,比如在水库中,但是这些藻华覆盖了数百平方英里的开阔海洋。谁知道会发生什么意想不到的后果,”他解释道。“最好的办法就是停止海水的升温和酸化,以免它们恶化。”

他的实验室还在继续用伪nitzschia进行实验,以观察它们在水温升高和二氧化碳增加时的反应。这为模拟海洋变化时海藻爆发的情况提供了更可靠的数据。

由海洋保护委员会和南加州大学海洋基金资助的正在进行的项目旨在推进利用基因工具快速检测海洋水华的技术。改进的检测方法和更好的数据将有助于使预测模型更加可靠,并改善对这些事件的管理和反应,保护人类和加利福尼亚州的多样性海洋生物。