Aquecimento do Ártico favorece a proliferação de algas tóxicas

 

Aquecimento do Ártico favorece a proliferação de algas tóxicas

O aquecimento do Ártico apresenta novas ameaças potenciais aos seres humanos e à vida selvagem marinha na região em rápida mudança

Principais conclusões:

  • Mudanças no ambiente do norte do Oceano Ártico do Alasca chegaram a um ponto em que a proliferação de algas tóxicas Alexandrium catenella pode se tornar mais comum, potencialmente ameaçando uma ampla gama de vida selvagem marinha e as pessoas que dependem dos recursos marinhos locais para se alimentar.
  • As células de Alexandrium que nadam livremente produzem saxitoxina, uma família de neurotoxinas responsáveis pelo envenenamento paralítico de moluscos em animais selvagens e em humanos que consomem animais afetados.
    A pesquisa de campo mostrou extensos leitos de cistos de Alexandrium , um estágio de vida dormente semelhante a uma semente das algas, em sedimentos do fundo do mar ao norte do Estreito de Bering, no Mar de Chukchi e no Mar de Beaufort ocidental perto de Pt. Barrow
  • As condições também favorecem a germinação desses cistos e o crescimento das células germinadas que nadam livremente nas águas superficiais, aumentando as populações transportadas para o Ártico das águas mais ao sul.

Pelo Woods Hole Oceanographic Institution*

Mudanças no ambiente do oceano Ártico do norte do Alasca chegaram a um ponto em que um fenômeno anteriormente raro – proliferação generalizada de algas tóxicas – poderia se tornar mais comum, potencialmente ameaçando uma ampla gama de vida selvagem marinha e as pessoas que dependem dos recursos marinhos locais para se alimentar. Essa é a conclusão de um novo estudo sobre a proliferação de algas prejudiciais (HABs) da alga tóxica Alexandrium catenella, que está sendo publicado na revista Proceedings of the National Academy of Science .

O estudo, liderado por cientistas da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) em colaboração com colegas da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) e outros pesquisadores nos EUA, Japão e China, analisou amostras de sedimentos do fundo do mar e águas superficiais coletados durante 2018 e 2019 na região que se estende desde o mar de Bering do norte até os mares de Chukchi e Beaufort ao norte do Alasca. As amostras de sedimento permitiram aos pesquisadores contar e mapear Alexandriumcistos – um estágio de repouso semelhante a uma semente que permanece adormecido no fundo do mar durante grande parte do ano, germinando ou eclodindo apenas quando as condições são adequadas. As células recém-germinadas nadam para a superfície e se multiplicam usando a energia do sol, produzindo uma “floração” que pode ser perigosa devido à família de neurotoxinas potentes chamadas saxitoxinas que as células de natação livre produzem.

Embora algas microscópicas no oceano sejam mais frequentemente benéficas e sirvam como base da teia alimentar marinha, algumas espécies produzem neurotoxinas potentes que podem afetar direta e indiretamente os humanos e a vida selvagem. Quando o Alexandriumas células são consumidas por moluscos e alguns peixes, essas toxinas podem se acumular a níveis que podem ser perigosos para humanos e animais selvagens, resultando na síndrome humana chamada envenenamento paralítico de moluscos, com sintomas que variam de formigamento nos lábios a dificuldade respiratória e até a morte. Nos peixes, os níveis de toxinas podem ser mais elevados nos órgãos digestivos e excretores, como estômago, rim, fígado, mas são muito baixos nos músculos e nas ovas. A toxina também pode causar doenças e mortalidade de animais selvagens marinhos, como peixes maiores, mamíferos marinhos e aves marinhas. Esta é uma preocupação especial para os membros das comunidades costeiras no norte e oeste do Alasca, que dependem de uma variedade de recursos marinhos para se alimentar.

“Há muito tempo que sabemos sobre os riscos para a saúde humana e marinha da vida selvagem associados ao Alexandrium e suas toxinas nas águas do Alasca, incluindo eventos ocasionais ao norte do Estreito de Bering, mas esses resultados mostram um potencial maior para florações grandes e recorrentes dessa espécie como um novo perigo para o Ártico do Alasca ”, disse Don Anderson, cientista sênior da WHOI e Diretor do Escritório Nacional dos EUA para Florações de Algas Nocivas , que liderou o estudo. “O rápido aquecimento que observamos em todo o Ártico está preparando o cenário para eventos de floração perigosos nas águas do oeste e norte do Alasca que antes pensávamos serem frias demais para germinação e crescimento significativos.”

Localização de camadas densas de cistos de Alexandrium (vermelho) no fundo do mar da Baía de Ledyard e a leste de Pt. Barrow
Localização de camadas densas de cistos de Alexandrium (vermelho) no fundo do mar da Baía de Ledyard e a leste de Pt. Barrow. (Anderson, et al., 2021)

 

Alexandrium faz parte de um grupo de organismos unicelulares encontrados em oceanos e lagos mundialmente conhecidos como dinoflagelados, nomeados por seus flagelos – apêndices em forma de chicote que as células usam para nadar na água. Em seu estágio de cisto, as células de Alexandrium se instalam no fundo do mar, onde podem permanecer inativas por décadas, esperando que a temperatura da água se torne favorável para germinar e assumir sua forma de natação livre.

“Conforme o clima esquentou, a redução significativa e contínua na extensão e duração da cobertura de gelo sazonal ao longo da costa oeste e norte do Alasca resultou em mudanças dramáticas”, disse Bob Pickart, oceanógrafo físico da WHOI e colíder do projeto com Anderson. “Isso inclui o aquecimento das temperaturas devido ao aquecimento local de águas sem gelo, bem como um aumento do influxo de água mais quente e mais fresca do Pacífico fluindo para o norte através da região do Estreito de Bering para o Mar de Chukchi.”

Além disso, as condições atmosféricas e menos gelo marinho sazonal significam que os organismos que dependem da luz do sol para crescer, incluindo Alexandrium , são capazes de prosperar e se multiplicar. Como resultado disso e das mudanças relacionadas, os autores escrevem em seu artigo, o ecossistema do Oceano Ártico está testemunhando uma “mudança de regime sem precedentes”.

Entre essas mudanças está o momento e a favorabilidade das condições do oceano que promovem a germinação dos cistos de Alexandrium no fundo do mar na área da Baía de Ledyard, no nordeste do Mar de Chukchi. Anteriormente, Alexandrium era conhecido por existir no Mar de Chukchi como cistos dormentes ou como células florescentes que se pensavam ser carregadas para o norte através do Estreito de Bering de populações que se originaram no sudeste do Alasca, nas Ilhas Aleutas ou na costa leste da Rússia.

As rápidas correntes que fluem para o norte através do estreito Estreito de Bering diminuem perto da Baía de Ledyard, permitindo que os cistos de Alexandrium se fixem no fundo do mar. Com o tempo, leitos excepcionalmente densos e grandes de Alexandriumcistos se formaram. Anteriormente, as temperaturas da água no fundo do mar eram consideradas frias demais para permitir uma germinação significativa para inocular flores locais. No entanto, os autores demonstram que o aquecimento nas últimas duas décadas aumentou as temperaturas do fundo do mar na Baía de Ledyard e nas águas próximas em quase 2 ° C, o suficiente para quase dobrar o fluxo de células germinadas do fundo do mar e também acelerar o processo, avançando assim início da floração em quase três semanas e alongamento da janela para crescimento favorável e formação de floração em águas superficiais.

As células nadadoras de Alexandrium nas águas superficiais podem crescer e se multiplicar. Como resultado, elas encontram maior potencial para grandes florações de Alexandrium para produzir níveis perigosos de toxinas PSP que podem entrar na cadeia alimentar e ameaçar as pessoas e a vida selvagem do ecossistema ártico durante os anos mais quentes.

“O que estamos vendo agora são condições do Oceano Ártico muito diferentes do que qualquer um que se tenha na memória viva”, disse Anderson. “Aprendemos com o Golfo do Maine, no Oceano Atlântico, como monitorar e gerenciar os eventos de floração de Alexandrium e como sustentar a pesca comercial e recreativa em face dos HABs, mas navegar neste novo problema de HAB do Ártico do Alasca vai demorar muito grande quantidade de pesquisas direcionadas e muito mais atenção à segurança alimentar dos residentes costeiros e nativos do Alasca e à saúde da vida selvagem do Ártico do que pagamos até agora. ”

“A ameaça é clara, mas ainda não sabemos até que ponto essas toxinas levarão ao aumento da exposição humana ou a impactos na saúde da vida selvagem em todos os níveis da rede alimentar”, disse Kathi Lefebvre, bióloga pesquisadora no Northwest Fisheries Science Center da NOAA que, em parceria com Anderson, está conduzindo um estudo paralelo em estreita colaboração com as comunidades de subsistência do Alasca sobre os efeitos, concentrações e movimentos dessas toxinas nas teias alimentares.

“Para complicar o desafio, este é um novo estresse sobre os ecossistemas marinhos do norte que já estão passando por mudanças sem precedentes, acrescentando mais uma preocupação com a segurança alimentar dos povos costeiros para os quais o oceano é uma fonte primária de alimento e um elemento central de sua identidade . As comunidades costeiras do Alasca agora estão cientes desse problema emergente e têm sido parceiros ativos no processo de pesquisa para proteger sua vida de subsistência, bem como avançar nossa compreensão das mudanças no Ártico e o que isso significa para o futuro. ”

Referência:

Evidence for massive and recurrent toxic blooms of Alexandrium catenella in the Alaskan Arctic
Donald M. Anderson, Evangeline Fachon, Robert S. Pickart, Peigen Lin, Alexis D. Fischer, Mindy L. Richlen, Victoria Uva, Michael L. Brosnahan, Leah McRaven, Frank Bahr, Kathi Lefebvre, Jacqueline M. Grebmeier, Seth L. Danielson, Yihua Lyu, Yuri Fukai
Proceedings of the National Academy of Sciences Oct 2021, 118 (41) e2107387118; DOI: 10.1073/pnas.2107387118

 

Henrique Cortez *, tradução e edição.

 

in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 06/10/2021

 

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