Ранее недооценённый токсин водорослей широко распространён в южной части Индиан-Ривер-Лагун
Индиан-Ривер-Лагун, занимающая около трети восточного побережья Флориды, в последние годы сталкивается с частыми вредоносными цветениями водорослей. Среди них — Pseudo-nitzschia spp., водоросли, производящие нейротоксин домоевую кислоту.
Домоевая кислота может биоаккумулироваться в пищевых сетях, вызывая болезни и гибель организмов более высоких трофических уровней, таких как морские млекопитающие и птицы. Её документально подтверждали у морских черепах в прибрежных водах Флориды и у бычьих акул в системе лагуны. У людей потребление моллюсков, загрязнённых домоевой кислотой, может вызывать вредные симптомы.
В отличие от других вредоносных цветений, Pseudo-nitzschia не биолюминесцентны и не вызывают изменения цвета воды или массовой гибели рыбы. Из-за отсутствия очевидных визуальных признаков этих цветений и событийного характера мониторинга их обнаружение затруднено.
Исследователи из Океанографического института Харбор-Бранч Университета Флориды провели первое широкомасштабное молекулярное исследование домоевой кислоты, продуцируемой Pseudo-nitzschia в Индиан-Ривер-Лагун. Их результаты, опубликованные в журнале Harmful Algae, позволяют предположить, что домоевая кислота может представлять значительную угрозу для экосистемы лагуны.
Чтобы лучше понять экологию Pseudo-nitzschia в центральной и южной частях системы лагуны, где мониторинг проводился реже, исследователи собрали 158 проб поверхностных вод с пяти локаций в период с октября 2018 по май 2020 года. Пробы анализировали на концентрацию фитопланктона путём подсчёта клеток. Сканирующая электронная микроскопия культивированного материала позволила морфологически идентифицировать шесть различных видов Pseudo-nitzschia и сравнить их с данными секвенирования.
Результаты показали:
- Pseudo-nitzschia присутствовала в 87% проб, что было связано с относительно высокой солёностью и прохладной температурой воды.
- Все изоляты продемонстрировали токсичность.
- Домоевая кислота была обнаружена в 47% проб поверхностных вод.
- Хотя концентрации Pseudo-nitzschia были выше в первой половине исследования, клетки часто присутствовали в более низких концентрациях на протяжении всего периода.
Между системой Индиан-Ривер-Лагун и другими водоёмами, где происходят цветения Pseudo-nitzschia, отмечены различия в температуре воды, её прозрачности, времени водообмена и солёности.
«Частое присутствие Pseudo-nitzschia, включая концентрации на уровне цветения, которые мы наблюдали в нашем исследовании, может привести к интеграции домоевой кислоты в пищевую сеть, затрагивая моллюсков, рыб, птиц, морских черепах, дельфинов, акул, скатов и людей», — сказал Малкольм Макфарланд, старший автор исследования.
Помимо положительной связи с солёностью, исследователи обнаружили обратную зависимость Pseudo-nitzschia от температуры. Это говорит о том, что Pseudo-nitzschia в лагуне предпочитает более прохладные температуры воды для роста. Наибольшая численность клеток наблюдалась поздней осенью, зимой и ранней весной. Некоторые из самых высоких значений в южной части системы лагуны были зафиксированы на участках, ближайших к проливам.
«Учитывая характеристики системы Индиан-Ривер-Лагун, такие как тёплая вода, высокое содержание питательных веществ и малые глубины, мы считаем, что Pseudo-nitzschia может быть резидентной популяцией, то есть присутствовать круглый год», — сказала Стефани Шрайбер, первый автор исследования.
Как один из множества токсичных организмов, формирующих вредоносные цветения в лагуне, понимание его распространения и динамики популяции имеет решающее значение для защиты биоразнообразия, а также здоровья человека, животных и экосистемы.
«Точные методы идентификации критически важны для определения наличия или отсутствия токсигенных видов Pseudo-nitzschia и оценки потенциальной угрозы, которую представляют их цветения», — сказал Макфарланд. — «Хотя домоевая кислота присутствует не постоянно, её частое появление говорит о том, что это важный токсин для мониторинга в лагуне. Постоянное воздействие домоевой кислоты, даже на низком уровне, со временем может иметь неизвестные последствия для системы лагуны».