A fines de la primavera de 2015, la costa oeste de América del Norte experimentó una de las floraciones de algas más tóxicas registradas. La floración afectó a la vida silvestre, incluidas las anchoas, las aves marinas y los leones marinos, y llevó al cierre de las pesquerías comerciales de California aWashington: los científicos descubrieron rápidamente que la floración consistía en diatomeas del género Pseudo-nitzschia , pero no podían decir por qué estas algas se habían vuelto tan tóxicas. Un nuevo artículo Cartas de investigación geofísica muestra que, al menos en la Bahía de Monterey, las diatomeas en esta floración se volvieron particularmente tóxicas debido a una proporción inusualmente baja de silicato a nitrato en las aguas de la bahía.
Algunas especies de Pseudo-nitzschia las diatomeas producen una potente neurotoxina llamada ácido domoico, que puede causar convulsiones y muerte en mamíferos. Las floraciones anteriores de estas diatomeas en 1991 y 1998 enfermaron y mataron a numerosas aves marinas y leones marinos en la Bahía de Monterey. Sin embargo, los investigadores todavía están tratando de descubrir por quéalgunos Pseudo-nitzschia las flores son más tóxicas que otras.
El 2015 Pseudo-nitzschia bloom coincidió con un experimento de biología a gran escala en la Bahía de Monterey llamado Ecología y Oceanografía de Floraciones de Algas Nocivas ECOHAB. Durante este experimento, científicos de MBARI, la Universidad de California en Santa Cruz, Moss Landing Marine Laboratories y el NationalLa Administración Oceánica y Atmosférica midió las condiciones oceanográficas, así como las concentraciones de Pseudo-nitzschia y ácido domoico en toda la bahía de Monterey.
Durante el experimento ECOHAB, el equipo de investigación envió robots submarinos que navegaban por la bahía. Los sensores a bordo de los vehículos robóticos revelaron concentraciones extremadamente altas de tóxicos Pseudo-nitzschia diatomeas acechando debajo de la superficie. Los investigadores también anclaron dos instrumentos robóticos de biología molecular procesadores de muestras ambientales o ESP cerca de los extremos norte y sur de la bahía. Los ESP confirmaron que la floración consistía principalmente de una especie particularmente tóxica, Pseudo-nitzschia australis, y que estas diatomeas contenían concentraciones inusualmente altas de ácido domoico. El resultado fue una combinación mortal: poblaciones densas de diatomeas particularmente tóxicas.
John Ryan, un oceanógrafo de MBARI y autor principal del artículo reciente, quería saber qué factores afectaron el crecimiento y la toxicidad de la floración de 2015 en la Bahía de Monterey. Trabajando con el equipo de ECOHAB, examinó las condiciones físicas y químicas que condujeron ala floración de 2015, y comparó estos datos con las condiciones medidas durante años anteriores.
Ryan consideró por primera vez la posibilidad de que las aguas oceánicas inusualmente cálidas pudieran haber desempeñado un papel en la floración. De 2014 a 2016, las aguas superficiales en el noreste del Pacífico fueron mucho más cálidas de lo habitual, un fenómeno apodado la "gota cálida". Pero después de compararEn condiciones de 2015 con datos históricos, Ryan descubrió que las aguas de la Bahía de Monterey no estaban inusualmente cálidas durante la floración. El agua tibia afectó a la bahía antes y después de la floración, pero durante la primavera de 2015 las aguas se enfriaron por el afloramiento local.
El afloramiento ocurre cuando los fuertes vientos del noroeste alejan el agua de la superficie de la orilla, permitiendo que el agua fría y profunda, rica en nitrato, silicato y otros nutrientes, se eleve a la superficie del mar. Debido a que estos nutrientes actúan como fertilizante para las algas marinas, eventos de afloramientoa menudo conducen a floraciones de diatomeas. La corriente ascendente es común alrededor de la Bahía de Monterey durante la primavera.
Durante la primavera de 2015, un evento de surgencia muy fuerte a fines de marzo inició el Pseudo-nitzschia floración. Esto fue seguido por varios eventos más leves que rejuvenecieron las poblaciones de diatomeas mientras permitían que las algas a la deriva persistieran y se acumularan dentro de la bahía. Estos factores físicos ayudaron a explicar las densas concentraciones de algas dentro de la bahía, pero no explicaron por quélas algas contenían mucho ácido domoico.
Luego, Ryan y sus colegas analizaron la química de la bahía, enfocándose en las concentraciones de dos nutrientes clave: nitrato y silicato. Las diatomeas necesitan nitrato para una amplia variedad de procesos bioquímicos, incluida la producción de ácido domoico. Necesitan silicato paracrecer y reproducirse
Los investigadores de MBARI han estado midiendo nitrato y silicato en Monterey Bay casi todos los meses durante los últimos 24 años. Al examinar este conjunto de datos único, Ryan descubrió que, en condiciones normales de primavera en Monterey Bay, el silicato es más abundante que el nitrato. Sin embargo, enEn los meses previos y durante la floración de la primavera de 2015, había más nitrato que silicato en las aguas de la bahía. De hecho, en la cima de la Pseudo-nitzschia floración en mayo, esencialmente no quedaba silicato en el agua presumiblemente las diatomeas lo habían consumido todo, pero aún quedaba algo de nitrato.
En cuanto a la literatura científica, los investigadores encontraron estudios de laboratorio y de campo que lo demuestran Pseudo-nitzschia las diatomeas pueden volverse más tóxicas si se quedan sin silicato pero todavía tienen nitrato disponible. En estas condiciones, las diatomeas no pueden reproducirse rápidamente, pero aún pueden producir ácido domoico. Las diatomeas se reproducen dividiéndose por la mitad, por lo que cualquier ácido domoicoen una célula madre se divide entre las dos células hijas, pero cuando las bajas proporciones de silicato a nitrato resultan en una reproducción menos frecuente, el ácido domoico puede concentrarse en las diatomeas individuales.
Los investigadores concluyeron que las poblaciones extraordinariamente altas de Pseudo-nitzschia en 2015 se relacionaron con la fuerza y el momento de los eventos de surgencia. Pero las concentraciones extremadamente altas de ácido domoico probablemente fueron causadas por una química oceánica inusual, específicamente una baja proporción de silicato a nitrato en las aguas de la bahía.
Debido a que la química inusual de las aguas de la bahía coincidió con el calentamiento a gran escala del Pacífico Nororiental, los investigadores sospechan que puede haber un vínculo entre los dos fenómenos. Sin embargo, no tienen suficientes datos sobre la química oceánica fuera de la Bahía de Monterey paradesarrollar esta conexión.
Reflexionando sobre el artículo reciente, Ryan dijo: "Una de las conclusiones de esta investigación es que necesitamos buenos datos químicos y físicos para comprender y predecir las floraciones de algas nocivas. En este caso, el silicato nutritivo parecía ser la claveSin embargo, otros nutrientes, como la urea en las aguas residuales, también pueden influir en la toxicidad de estas algas. Esperamos aplicar nuestras nuevas tecnologías para monitorear las condiciones biológicas, físicas y químicas en el océano costero. Esto nos ayudaráentender y eventualmente predecir cuándo y dónde es probable que ocurran las floraciones de algas nocivas "
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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