Многопартнерский проект финансировался программой ECOHAB Национального управления океанических и атмосферных исследований и включал 14 исследовательских работ из семи учреждений.Исследовательская группа изучила четыре цветения красных приливов, вызванных вредными видами водорослей Karenia brevis в 2001, ’07, ’08 и ’09, а также в 2010 году без цветения.
Их целью было понять, какие питательные вещества поддерживают эти красные приливы и насколько чему может способствовать загрязнение прибрежных районов, помогая выявить причины красных приливов на юго-западе Флориды.Партнеры по исследованию задокументировали 12 источников питательных веществ в водах юго-западной Флориды, в том числе некоторые, никогда ранее не связанные с K. brevis. Результаты подтвердили консенсус о том, что цветение начинается в 10-40 милях от берега, вдали от прямого влияния загрязнения питательными веществами на суше, но после переноса на берег цветы могут использовать для роста как человеческие, так и естественные питательные вещества.
В рамках проекта были задокументированы факторы микробиологии, физиологии, экологии и физической океанографии, влияющие на красные приливы, с новой детализацией, предоставлен синтез результатов и предложены предложения для менеджеров ресурсов по устранению красных приливов в прибрежных водах юго-западной Флориды.Цветение красных приливов во Флориде, которое происходит в природе в Мексиканском заливе и чаще всего у юго-западной Флориды, представляет собой более высокую, чем обычно, концентрацию микроскопических водорослей вида K. brevis, растительного организма, токсины которого могут убивать рыбу и других животных. морские виды, делают моллюсков токсичными для употребления в пищу и вызывают раздражение дыхательных путей у людей. Эти расцветы произошли за столетия до демографического бума на побережье Флориды в середине-конце двадцатого века.
Теперь, когда во Флориде проживает большое количество прибрежных жителей и гостей, цветение может существенно повлиять на общественное здоровье и экономику.Общественная информация и краткосрочные прогнозы помогают смягчить воздействие красных приливов, но текущие исследования имеют решающее значение для информирования менеджеров ресурсов, работающих над пониманием и потенциально сокращением питательных веществ, доступных для цветения.
«Данные имеют большое значение для углубления нашего понимания», — сказала д-р Синтия Хейл, старший научный сотрудник Лаборатории океанических наук Бигелоу в штате Мэн, которая была соредактором специального выпуска журнала «Вредные водоросли» и ранее работала в Исследовательском институте рыб и дикой природы FWC. . «Этот отчет, который включает данные четырех различных красных приливов и многочисленные лабораторные исследования и усилия по моделированию, выполненные биологами, химиками и физиками-океанографами, показывает совместные усилия, необходимые для понимания того, почему красные приливы во Флориде так часты и вредны в этом регионе».Соредактор доктор Джудит О’Нил, доцент-исследователь Центра экологических наук Университета Мэриленда, добавила: «Мы узнали, что K. brevis — адаптируемый и гибкий организм. Мы определили 12 различных источников питательных веществ, которые он может принимать. Одна из самых интересных вещей, которые ранее не принимались во внимание, — это способность этого организма не только использовать солнечный свет, например растения, но и потреблять другие одноклеточные организмы в качестве источника питательных веществ. поведение и направленное плавание позволяют K. brevis получать доступ к источникам питательных веществ везде, где он их находит — на поверхности, на дне и по всей толще воды ».
Согласно исследованию, K. brevis может получать азот и / или фосфор из следующих источников (выделенные жирным шрифтом источники были недавно связаны с цветением K. brevis в рамках проекта ECOHAB):Подводные отложенияГниющая рыбаВода, вытекающая из устьев рек
Депозиты из атмосферыАзот из воздуха преобразован, или «зафиксирован», в более пригодную для использования форму естественными бактериями Trichodesmium. (Это разновидность цианобактерий, которые используют энергию солнца для производства пищи, как растения. Они могут размножаться и образовывать цветы.)
Отходы зоопланктона — мелкие водные животные, видимые невооруженным глазом«Выпас» более мелкого зоопланктона, получившего название «микрозоопланктон», потому что их можно увидеть только под микроскопом. (Выпас включает их «небрежное поедание» других крошечных форм жизни, а также их отходы.)Пикопланктон — крошечные формы жизни, которые потребляет K. brevis
Бактерии, преобразующие азот в воде в более полезные формыСвет, создающий доступные питательные вещества из природных растворенных соединений, таких как дубильные вещества в воде
Разложение цветков Trichodesmium (недавно задокументировано как долгосрочный источник питательных веществ для цветков K. brevis)Азот из воздуха «фиксируется» другими цианобактериями, НЕ принадлежащими Trichodesmium.Исследователи пришли к выводу, что многих из этих источников питательных веществ по отдельности более чем достаточно для поддержания наблюдаемого цветения, но ни один источник питательных веществ не несет единоличной ответственности.
Встречающийся в природе триходесмий (определенный выше) обеспечивает наибольшее количество азота, но не весь, для цветения K. brevis, развивающегося в прибрежных водах. Ближе к берегу и в устьях рек, основными источниками азота, которые, как считается, поддерживали цветение, были устьевые воды, переносящие наземные питательные вещества в море, подводные отложения и разлагающуюся мертвую рыбу, в дополнение к другим источникам.Известно, что некоторые прибрежные источники — вода в устье, отложения из атмосферы и подводные отложения — содержат естественные питательные вещества, а также некоторые их уровни, повышенные в результате деятельности человека.
С другими источниками питательных веществ, такими как микроскопические формы жизни, связь с деятельностью человека менее прямая, поэтому труднее предсказать, как они могут влиять на красные приливы.«Природа беспорядочная, но этот проект привнес в нее несколько новых вещей», — сказала доктор Келли Диксон, старший научный сотрудник морской лаборатории Mote и соруководитель проекта ECOHAB. «До сих пор мы не рассматривали это количество из 12 источников и их конкретные количества одновременно. Некоторые из источников, такие как питательные вещества, выделяемые из отложений, никогда не измерялись в прибрежных водах юго-западной Флориды, пока мы не изучили их для ECOHAB».В проекте были объединены исследования питательных веществ с физической океанографией, что пролило новый свет на то, как цветы переносятся на берег.
«До сих пор эффективное управление вредоносным цветением водорослей, вызываемым K. brevis, было затруднено, поскольку мы недостаточно знали о том, как различные источники и формы питательных веществ, потребляемые K. brevis, взаимодействуют с физической средой», — сказал Мэтт Гарретт из Fish и Институт исследований дикой природы, который руководил проектом ECOHAB. «Этот проект предоставляет данные, которые могут помочь выработать рекомендации руководства о том, как контролировать источники питательных веществ и, возможно, улучшить модели прогнозирования».Специальный выпуск «Вредных водорослей» включает следующие рекомендации по управлению:
Максимально усилить меры по сокращению потенциально контролируемых поступлений питательных веществ и источников, способствующих цветению K. brevis.Следите за известными физическими условиями, которые благоприятствуют / не благоприятствуют зарождению, переносу и экспорту цветков K. brevis в юго-западном регионе Флориды.Определить и предоставить необходимое финансирование на уровне штата и федеральном уровне для поддержания инфраструктуры системы наблюдений за прибрежными районами юго-западной Флориды в рабочем состоянии.
См. Отрывки из всех статей по адресу: http://www.sciencedirect.com/science/journal/15689883/38