علم

هل تتزايد تكاثر الطحالب السامة بسبب تغير المناخ؟

هل تتزايد تكاثر الطحالب السامة بسبب تغير المناخ؟

تزهر الطحالب في منطقة البحيرات العظمى على الحدود بين كندا والولايات المتحدة [مصدر الصورة:مرصد ناسا الأرضي ، فليكر]

يتزايد انتشار تكاثر الطحالب السامة في جميع أنحاء العالم ويبدو أن تغير المناخ هو أحد العوامل المسببة.

ما هو تكاثر الطحالب؟

يحدث تكاثر الطحالب الضارة (HAB) عندما تزداد الطحالب المجهرية في نظام المياه ويمكن أن تتأثر كل من المياه العذبة ومياه البحر. يعد تغير لون الماء علامة على وجود تكاثر الطحالب. يحدث هذا بسبب الكثافة العالية للخلايا المصطبغة. تنتج تكاثر الطحالب الضارة سمومًا طبيعية تسبب ضررًا للكائنات الحية الأخرى وقد ارتبطت غالبًا بنفوق الحيوانات البحرية على نطاق واسع ، بما في ذلك الأسماك والثدييات البحرية والسلاحف البحرية والطيور البحرية. على سبيل المثال ، في عام 2004 ، نفقت 107 دلافين قارورية الأنف على طول ساحل فلوريدا بعد أن استهلكت مخزونات ملوثة من أسماك مينهادين ، وهي سمكة تنتمي إلى عائلة Clupeidae. كانت الأسماك قد ابتلعت مستويات عالية من مادة البريفيتوكسين ، التي تنتج عن شكل من أشكال العوالق يسمى دينوفلاجيلات. مات خراف البحر أيضًا من تناول مادة البريفيتوكسين ، غالبًا عن طريق تناول أنواع أعشاب البحر مثل الثالاسيا الخصية. تشمل أنواع الثدييات البحرية الأخرى المعرضة لخطر السموم العصبية حوت شمال الأطلسي الأيمن ، الذي يستهلك كميات كبيرة من العوالق الحيوانية ، والسلاحف البحرية ضخمة الرأس. يتعرض البشر أيضًا للخطر من خلال استهلاك المأكولات البحرية الملوثة.

بعض مناطق العالم معرضة للخطر أكثر من غيرها. يتأثر خليج مين بانتظام بأزهار الكسندريوم فوندينس، دينوفلاجيل آخر. تأثر خليج المكسيك بـ "المد الأحمر" (ما يسمى بسبب لون الخلايا المصطبغة) الناجم عن كارينيا بريفيس وتجربة مياه كاليفورنيا تزهر nitzschia الزائفة. المناطق الأخرى التي تنتشر فيها الأزهار هي جنوب إفريقيا.

على الرغم من أن بعض هذه الإزهار تسمى "المد الأحمر" ، إلا أن اللون الفعلي لتكاثر الطحالب الضارة يختلف باختلاف الأنواع. في كثير من الحالات ، يكون ظهورها ناتجًا عن عوامل طبيعية تمامًا ، ولكنها كانت ناتجة بشكل متزايد عن الأنشطة البشرية ، بما في ذلك تلوث النترات وتغير المناخ.

تشمل الطحالب الخضراء المزرقة ، التي تسمى بشكل صحيح البكتيريا الزرقاء ، الصنف المسمى Microcystis. منذ عدة سنوات ، تأثرت بحيرة إيري بانتظام بهذا الشكل ، الذي ينتج مادة سامة تسمى ميكروسيستين. وفقًا لتقرير مؤلف من 76 صفحة قدمته وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) إلى الكونجرس ، هناك أكثر من 100 نوع من ميكروسيستين. دخل ما لا يقل عن أربعة من هؤلاء إلى مياه الصنبور في توليدو في أغسطس 2014 ، مما أدى إلى تلوث إمدادات المياه.

في التقرير ، ذكرت وكالة حماية البيئة أن المعلومات غير الكافية حول تكاثر الطحالب الضارة يحد من قدرتها على منعها من دخول إمدادات المياه. قد يكون السبب جزئيًا في قيود التمويل ، وفقًا لبيتر جريفات ، مدير مكتب المياه الجوفية ومياه الشرب في وكالة حماية البيئة. يتعلق أحد أهم مجالات البحث بكيفية تحسين تقنية معالجة المياه من أجل إزالة السموم.

تأثيرات ضارة على الإنسان

هناك حاجة إلى مزيد من المعلومات حول الآثار الصحية الضارة المحتملة للميكروسيستين ، على الرغم من أن ميكروسيستين- LR معروف بمهاجمة الكبد والجهاز العصبي المركزي. يمكن أن تؤثر بعض تكاثر الطحالب أيضًا على الدماغ ، مما يتسبب في الإصابة بمرض الزهايمر. حمض دومويك ، الذي تنتجه الدياتومات البحرية مثل nitzschia الزائفة، هو أحد الأمثلة ، حيث يتسبب في تلف الدماغ وفقدان الذاكرة والموت.

تغير المناخ

توقع العلماء منذ فترة أن تكاثر الطحالب قد يبدأ في الزيادة بسبب تغير المناخ. وتشمل العوامل التي قد تسبب ذلك ارتفاع درجة حرارة المياه ، والتغيرات في الملوحة ، وزيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون ، وارتفاع مستوى سطح البحر ، والتغيرات في أنماط هطول الأمطار.

نظرًا لأن الطحالب الضارة تميل إلى التكاثر خلال الصيف أو استجابةً لارتفاع درجة حرارة الماء ، فقد يؤدي تغير المناخ إلى تفاقم حدوث تكاثر الطحالب. في مثل هذه الظروف ، لن تكون درجة حرارة الماء فقط هي التي تسبب الازدهار ، حيث تميل درجة الحرارة الأكثر دفئًا أيضًا إلى منع اختلاط الماء والذي بدوره سيشجع تكاثر الطحالب لتصبح أكثر سمكًا وأسرع. كما يتيح الماء الأكثر دفئًا سهولة الحركة بواسطة الكائنات الصغيرة مما يعني أن الطحالب ستكون قادرة على الطفو على السطح بشكل أسرع. من المحتمل أيضًا أن يتسبب تكاثر الطحالب في ردود فعل سلبية في أن تكاثر الطحالب تميل إلى امتصاص ضوء الشمس ، مما يجعل الماء أكثر دفئًا ، وبالتالي تشجيع المزيد من تكاثر الطحالب.

إذا أدى تغير المناخ إلى مزيد من حالات الجفاف ، فسيؤدي ذلك إلى زيادة ملوحة المياه العذبة ، مما يتسبب في دخول الطحالب البحرية إلى أنظمة المياه العذبة. توجد الطحالب البحرية السامة في بحيرات المياه العذبة في جنوب غرب وجنوب وسط الولايات المتحدة منذ عام 2000 ، مما تسبب في نفوق الأسماك على نطاق واسع.

تعد المستويات الأعلى من ثاني أكسيد الكربون عاملاً آخر يميل إلى تشجيع تكاثر الطحالب ، وخاصة الطحالب الخضراء المزرقة شديدة السمية.

تعتبر فترات هطول الأمطار الغزيرة ، يليها الجفاف ، عاملاً آخر يشجع على تكاثر الطحالب. كما أنه يميل إلى التسبب في جريان كبير من المغذيات في الأنهار والبحيرات ، وهو عامل مساهم آخر.

هل هذا بدأ يحدث بالفعل؟

بدأ العلماء بالفعل في ملاحظة زيادة انتشار الطحالب في جميع أنحاء العالم. في أوائل شهر مايو ، بدأت واحدة من أكبر تكاثر الطحالب التي تم تسجيلها على الإطلاق في الظهور في مياه خليج مونتيري على ساحل كاليفورنيا. امتدت من وسط كاليفورنيا على طول الطريق حتى الساحل الغربي للولايات المتحدة إلى ألاسكا. يبلغ حجم هذا الإزهار حاليًا 40 ميلًا ، ويمتد 650 قدمًا في المحيط الهادئ.

بدأ فريق علمي بقيادة رافائيل كوديلا ، أستاذ علوم المحيطات في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، في قياس بعض من أعلى مستويات حمض الدومويك المسجلة على الإطلاق في المنطقة.

ينشر فريق بحثي من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) معالجًا للعينات البيئية لاكتشاف الطحالب الضارة [مصدر الصورة:NOAA National Ocean Service]

قال البروفيسور كوديلا ، متحدثًا إلى Scientific American: "إنه إزهار هائل جدًا". "قد يكون هذا الحدث مرتبطًا بظروف المياه الدافئة غير العادية التي نمر بها ، وهذا العام انتشر هذا الماء الدافئ على طول الساحل الغربي ، من واشنطن إلى جنوب كاليفورنيا."

وفقًا لـ Vera Trainer ، عالمة الأبحاث في مركز Northwest Fisheries Science Center في سياتل ، فإن حدوث زيادة في تكاثر الطحالب في عالم يزداد احترارًا هو احتمال واضح. في حديثها إلى راديو كابيتال بابليك ، وصفت ازدهار خليج مونتيري بأنه واحد من أكثر أنواع الطحالب الضارة انتشارًا جغرافيًا وطويلة الأمد والأكثر سمية من هذا النوع الذي شوهد على الإطلاق على الساحل الغربي للولايات المتحدة.

يعتقد العلماء أن الإزهار قد يكون ناتجًا عن "النقطة" ، وهي منطقة بها مياه دافئة بشكل غير معتاد تكونت في شمال شرق المحيط الهادئ في أواخر عام 2014. وقد كانت العواقب الاقتصادية لذلك شديدة. على طول الساحل الغربي ، تم تخفيض أو إيقاف الصيد الترفيهي والتجاري للمحار ، مما يمثل ملايين الدولارات من الإيرادات المفقودة. عندما تأخذ في الاعتبار الخسائر الاقتصادية التي لحقت بصناعات المأكولات البحرية والمطاعم والسياحة ، فقد تصل الأضرار إلى 82 مليون دولار سنويًا ، وفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA).

ما الذي يمكن عمله حيال ذلك؟

يمكن تتبع تكاثر الطحالب من خلال بيانات الاستشعار عن بعد وفرق من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ومراقبتها ناسا بشكل روتيني من الجو. تريد وكالة حماية البيئة تطوير استراتيجية شاملة وطويلة الأجل لتقييم وإدارة المخاطر من تكاثر الطحالب إلى مياه الشرب العامة. وفي الوقت نفسه ، منحت NOAA كاليفورنيا منحة قدرها 88000 دولار لدراسة تكاثر الطحالب في مونتيري.

في مايو من هذا العام ، عُقدت ندوة علمية حول تكاثر الطحالب الضارة وتغير المناخ في جوتنبرج ، السويد. حددت الندوة الحاجة إلى مزيد من البحث لفهم كيف يمكن أن يتغير سلوك تكاثر الطحالب الضارة مع مناخ أكثر دفئًا. وقد جمعت بين علماء فيزيولوجيا الطحالب وعلماء البيئة وعلماء المحيطات ومصممي النماذج والمتخصصين في تغير المناخ من أجل محاولة التوصل إلى توافق في الآراء بشأن الاتجاهات البحثية التي يجب اعتبارها أولوية للتمويل المستقبلي حول هذا الموضوع وتحديد استراتيجيات البحث الاستباقية التي ينبغي تطويرها.

المشكلة الغالبة في الوقت الحاضر هي أن الآليات الكامنة وراء تكوين الطحالب الضارة ليست مفهومة إلا جزئياً. لتصحيح ذلك ، سيتعين على المؤسسات البحثية في جميع أنحاء العالم البناء على معارفها الحالية وربطها بما هو معروف حاليًا عن تغير المناخ. بدأت العديد من المؤسسات بالفعل في القيام بذلك.

شاهد الفيديو: الخبيرة الاستراتيجي: التغير المناخي (شهر نوفمبر 2020).