Ученые раскрыли корни эпидемии "зомби-водорослей" у берегов США

Вспышка цветения водорослей у берегов Калифорнии в 2015 году, сделавшая рыбу и моллюсков несъедобными из-за их отравления "зомби"-кислотой, возникла из-за слива удобрений в море, выяснили ученые, опубликовавшие статью в журнале Geophysical Research Letters.

"Изучая подобные эпизоды, необходимо учитывать не только физические, но и химические факторы для предсказания их последствий. В данном случае, кремний оказался ключевым фактором в росте этих водорослей. С другой стороны, нужно учитывать и то, что и другие нутриенты, в том числе мочевина в сточных водах, могут влиять на токсичность водорослей", — заявил Джон Райан (John Ryan) из Института Монтерей в Мосс-Лендинге (США).

Цветение воды вызывают бурые или сине-зеленые водоросли, обитающие как в пресных озерах и водохранилищах, так и в морской воде. При взрывном росте количества цианобактерий и бурых водорослей в воде возникают обширные пятна, которые могут представлять угрозу для здоровья людей и животных из-за токсинов, которые водоросли выделяют в воду, расчищая себе "жизненное пространство".

Весной и зимой 2015 года западные берега США поразила своеобразная "эпидемия зомби" – вспышка роста водорослей вида Pseudo-nitzschia australis, чьи клетки во время цветения вырабатывают большие количества нейротоксина DA, так называемой "кислоты зомби". Молекулы этого вещества легко накапливаются в тканях тела рыб и моллюсков, и их поедание млекопитающими, птицами или людьми вызывает галлюцинации, спазмы и смерть.

Как рассказывает Райан, ученые долгое время считали, что главной причиной этой вспышки цветения водорослей была аномально высокая активность климатического феномена Эль-Ниньо, сделавшего воды у берегов Калифорнии более теплыми, чем обычно, и позволившая им бесконтрольно размножаться.

Тем не менее, в последующие сезоны, несмотря на аналогичное состояние Эль-Ниньо, вспышки отравления воды случались гораздо реже, что заставило ученых искать другие объяснения этому необычному происшествию. Кроме того, анализ климатических данных за прошлые десятилетия показал, что аналогичные повышения температуры воды не приводили к цветению водорослей.

Для раскрытия корней этой аномалии Райан и его коллеги проанализировали химический состав образцов воды, собранных у берегов Калифорнии до и после цветения водорослей, и попытались определить, какие изменения в ее минеральном и химическом составе могли заставить Pseudo-nitzschia australis бурно размножаться.

Как показал этот анализ, причиной размножения водорослей были две вещи – сильные ветра, дувшие в то время на северо-запад и сгонявшие прибрежные воды в сторону океана, и большое количество соединений азота в них, попавших туда благодаря обильному использованию удобрений на полях Калифорнии.

Азот, как объясняют ученые, не является единственным ограничителем роста Pseudo-nitzschia australi. Как и для других диатомовых водорослей, для их размножения нужен еще один микроэлемент – кремний, из атомов которого состоит панцирь этого планктона.

Если кремния не хватает, то происходит следующее – водоросли перестают делиться, но не перестают вырабатывать домоевую кислоту, делая себя более токсичными для потребителей планктона. Именно поэтому, как считают ученые, цветение водорослей в 2015 году было столь смертоносным и опасным для остальных обитателей моря и людей.

Схожие процессы, как считают ученые, могут происходить и в пресноводных водоемах и в других уголках мирового океана. По этой причине экологам при прогнозировании последствий цветения водорослей следует учитывать не только климатические факторы, но и то, что попадает в воду благодаря деятельности человека.