Красная волна - Red tide

Красный прилив в гавани, Япония

Красные приливы - это явление изменения цвета морской поверхности. Это обычное название для вредоносного цветения водорослей, происходящего в прибрежных районах, которое является результатом больших концентраций водных микроорганизмов , таких как простейшие и одноклеточные водоросли (например, динофлагелляты и диатомовые водоросли ). Наземные стоки, содержащие удобрения, сточные воды и отходы животноводства, переносят обильные питательные вещества в морскую воду и стимулируют цветение. Естественные причины, такие как разливы рек или подъем питательных веществ со дна моря , часто возникающие после сильных штормов, также обеспечивают питательные вещества и вызывают цветение. Рост прибрежных территорий и аквакультуры также способствует возникновению красных приливов. Вредное цветение водорослей может происходить по всему миру, а природные циклы могут варьироваться в зависимости от региона.

Рост и устойчивость цветения водорослей зависит от направления и силы ветра, температуры, питательных веществ и солености . Виды красных приливов можно найти в океанах, заливах и эстуариях , но они не могут процветать в пресноводной среде. Некоторые виды фитопланктона и динофлагеллят, такие как Gonyaulax , встречаются в красных приливах и содержат фотосинтетические пигменты , цвет которых варьируется от коричневого до красного. Эти организмы так быстро размножаются, что море кажется красным. Когда водоросли присутствуют в высоких концентрациях, вода может казаться обесцвеченной или мутной . Наиболее заметными последствиями красных приливов являются связанная с ними гибель диких животных и вредное воздействие на человека. Производство природных токсинов, таких как бреветоксины и ихтиотоксины , вредно для морской жизни . Воздействие красных приливов может ухудшаться локально из-за ветровой ленгмюровской циркуляции и их биологических эффектов .

Вредные токсины, вырабатываемые красной волной

Воздействие на морскую жизнь

Красные приливы происходят естественным образом у берегов по всему миру. Морские динофлагелляты производят ихтиотоксины, но не все красные приливы вредны. В случае красных приливов мертвую рыбу вымывает на берег в течение двух недель после того, как красный прилив прошел через этот район. Ядовитые водоросли не только убивают рыбу, но и заражают моллюсков. Некоторые моллюски не восприимчивы к токсину и сохраняют его в своих жировых тканях. Поедая организмы, ответственные за красный прилив, моллюски могут накапливать и удерживать сакситоксин, вырабатываемый этими организмами. Сакситоксин блокирует натриевые каналы, и прием внутрь может вызвать паралич в течение 30 минут. Другие животные, которые едят моллюсков, восприимчивы к нейротоксину, что приводит к нейротоксическому отравлению моллюсками, а иногда даже к смерти. Большинство моллюсков и моллюсков фильтруют корм, что приводит к более высокой концентрации токсина, чем просто питьевая вода. Скауп , например, ныряющие утки , рацион которых в основном состоит из моллюсков. Когда scaup ест моллюсков с фильтром, которые накопили высокий уровень токсина красного прилива, их популяция становится главной целью отравления. Однако даже птицы, которые не едят моллюсков, могут пострадать, просто съев мертвую рыбу на пляже или выпив воду. Токсины, выделяемые цветками, могут убивать морских животных, включая дельфинов , морских черепах, птиц и ламантинов . Ламантины могут вдыхать бреветоксины, и, поскольку бреветоксины могут передаваться через трофические уровни пищевой сети, они также могут глотать их. У ламантинов также есть иммунная реакция на красные приливы и их токсины, которые могут сделать их еще более восприимчивыми к другим стрессовым факторам. Из-за этой восприимчивости ламантины могут умереть как от немедленных, так и от последствий красного прилива. Рыбы, такие как атлантическая сельдь, американский минтай, озимая камбала, атлантический лосось и треска, получали эти токсины перорально в ходе эксперимента, и через несколько минут у испытуемых началась потеря равновесия, и они начали плавать нерегулярными рывками. с последующим параличом и поверхностным аритмичным дыханием и, в конечном итоге, смертью примерно через час. Было показано, что красные приливы также оказывают негативное влияние на функции памяти морских львов.

Воздействие на человека

Люди подвержены воздействию красных приливов из-за употребления в пищу неправильно собранных моллюсков, вдыхания аэрозольных бреветоксинов (например, токсинов PbTx или Ptychodiscus ) и в некоторых случаях контакта с кожей. Бреветоксины связываются с потенциалозависимыми натриевыми каналами , важными структурами клеточных мембран. Связывание приводит к постоянной активации нервных клеток, что препятствует передаче нервных импульсов, что приводит к проблемам со здоровьем. Эти токсины образуются внутри одноклеточного организма или в виде продуктов метаболизма. Два основных типа соединений бреветоксина имеют схожие, но разные структуры скелета. PbTx-2 является первичным внутриклеточным бреветоксином, продуцируемым K. brevis blooms. Однако со временем бреветоксин PbTx-2 может быть преобразован в PbTx-3 посредством метаболических изменений. Исследователи обнаружили, что PbTx-2 был основным внутриклеточным бреветоксином, который со временем превращается в PbTx-3.

В большинстве случаев, как и в США, морепродукты, потребляемые людьми, регулярно проверяются на токсины Министерством сельского хозяйства США, чтобы гарантировать безопасное употребление. Однако неправильный сбор моллюсков может вызвать паралитическое отравление моллюсками и нейротоксическое отравление моллюсками у людей. Некоторые симптомы включают сонливость, диарею, тошноту, потерю двигательного контроля, покалывание, онемение или боль в конечностях, несогласованность и паралич дыхания. Сообщения о раздражении кожи после купания в океане во время красного прилива являются обычным явлением, поэтому людям следует избегать красного прилива, когда он находится в этом районе.

Когда клетки красного прилива разрываются, они выделяют внеклеточные бреветоксины в окружающую среду. Некоторые из них остаются в океане, в то время как другие частицы превращаются в аэрозоль. Во время береговых ветров бреветоксины могут превращаться в аэрозоль за счет пузырькового транспорта, вызывая среди других симптомов раздражение дыхательных путей, бронхоспазм , кашель и хрипы. В ветреный день рекомендуется избегать контакта с токсином в виде аэрозоля. Эти люди сообщают о снижении респираторной функции всего после 1 часа пребывания на пляже красного прилива K. brevis, и эти симптомы могут длиться несколько дней. Люди с тяжелыми или стойкими респираторными заболеваниями (такими как хроническое заболевание легких или астма) могут испытывать более сильные побочные реакции. Национальное управление океанических и атмосферных «s Национальная служба океана предоставляет скидку в общественные условия сообщают выявления возможных респираторных последствий раздражения в районах , пострадавших от красных приливов.

Диагностический код МКБ-10, предоставленный Центром по контролю за заболеваниями (CDC) - Z77.121. Это применимо к следующему:

Контакт и (подозрение) воздействие (опасное) цветение водорослей БДУ
Контакт с коричневым приливом и (предположительно) воздействие на него
Контакт и (подозрение) воздействие на цветение цианобактерий (также известных как сине-зеленые водоросли)
Контакт с красной волной во Флориде и (предположительно) подвержен ей
Контакт с Pfiesteria piscicida и (предполагаемое) воздействие
Контакт с красным приливом и (подозрение) на него

Терминология

Не все красные приливы производятся динофлагеллятами. Миксотрофные реснитчатые Mesodinium гиЬгит производит нетоксичные цветные цветы темно - красные хлоропластами он поработил из водорослей он ест

Вышеуказанная динофлагеллята представляет собой микроскопическую водоросль Karenia brevis . Это причина красного прилива в Мексиканском заливе. Водоросли продвигаются с помощью продольного жгутика (A) и поперечного жгутика (B). Продольный жгутик находится в бороздчатой структуре, называемой цингулюмом (F). Динофлагеллят разделяется на верхнюю часть называется эпитеку (С) , где апикальный рог проживает (Е) и нижняя часть называется гипотекой (D).

Красный прилив - это разговорный термин, используемый для обозначения одного из множества природных явлений, известных как вредоносное цветение водорослей . Этот термин конкретно относится к цветению разновидностей динофлагеллят . Некоторые исследователи постепенно отказываются от него, потому что:

Красные приливы не обязательно красные, и у многих вообще нет обесцвечивания.
Они не связаны с движением приливов и отливов.
Этот термин неточно используется для обозначения самых разных видов водорослей, известных как «цветущие растения».

В качестве технического термина он заменяется более точной терминологией, включая общий термин «вредоносное цветение водорослей» для вредных видов и «цветение водорослей» для доброкачественных видов.

На побережье США

Термин красный прилив чаще всего используется в США для обозначения цветения Karenia brevis в восточной части Мексиканского залива , также называемого красным приливом Флориды. K. brevis - один из многих видов рода Karenia, обитающих в Мировом океане. Значительные успехи достигнуты в изучении динофлагеллят и их геномики. Некоторые из них включают идентификацию генов, продуцирующих токсины (гены PKS ), исследование изменений окружающей среды (температура, свет / темнота и т. Д.) На экспрессию генов, а также оценку сложности генома Karenia . Это цветение было зарегистрировано с 1800-х годов и почти ежегодно происходит вдоль побережья Флориды. Активность исследований вредоносного цветения водорослей (ВЦВ) возросла в 1980-х и 1990-х годах. В первую очередь это было вызвано вниманием средств массовой информации к открытию новых организмов ВЦВ и потенциальным неблагоприятным последствиям для здоровья их воздействия на животных и людей. Красные приливы во Флориде распространились до восточного побережья Мексики. Плотность этих организмов во время цветения может превышать десятки миллионов клеток на литр морской воды и часто обесцвечивает воду до глубокого красновато-коричневого оттенка.

Красный прилив также иногда используется для описания вредоносного цветения водорослей на северо-восточном побережье США, особенно в заливе Мэн . Этот тип цветения вызван другим видом динофлагеллат, известным как Alexandrium fundyense . Это цветение организмов вызывает серьезные нарушения рыболовства в этих водах, поскольку токсины в этих организмах заставляют моллюсков, питающихся фильтром, в загрязненных водах становиться ядовитыми для потребления человеком из-за сакситоксина. Родственный Alexandrium monilatum встречается в субтропических или тропических мелководных морях и эстуариях западной части Атлантического океана , Карибского моря , Мексиканского залива и восточной части Тихого океана .

Факторы, которые могут способствовать цветению

Красный прилив (NOAA)

Красные приливы содержат плотные скопления организмов и выглядят как обесцвеченная вода, часто красновато-коричневая. Это естественное явление, но точная причина или сочетание факторов, которые приводят к вспышке красного прилива, не обязательно известны. Однако считается, что три ключевых фактора играют важную роль в цветении: соленость, температура и ветер. Красные приливы наносят экономический ущерб, поэтому их вспышки тщательно отслеживаются. Например, Комиссия по охране рыб и дикой природы Флориды предоставляет обновленный отчет о красных приливах во Флориде. Департамент парков и дикой природы Техаса также предоставляет отчет о состоянии дел . Хотя какой-либо конкретной причины красных приливов не обнаружено, их наличие может способствовать множеству различных факторов. Эти факторы могут включать загрязнение воды из таких источников, как бытовые сточные воды и сельскохозяйственные стоки .

Возникновение красных приливов в некоторых местах кажется полностью естественным (цветение водорослей является сезонным явлением, возникающим в результате прибрежного апвеллинга, естественного результата движения определенных океанских течений), в то время как в других они, по-видимому, являются результатом повышенного загрязнения питательными веществами от Деятельность человека. Рост морского фитопланктона обычно ограничивается наличием нитратов и фосфатов , которых может быть много в сельскохозяйственных стоках, а также в прибрежных зонах апвеллинга. Загрязнение прибрежных вод, производимое людьми, и систематическое повышение температуры морской воды также являются факторами, способствующими возникновению красных приливов. Считается, что другие факторы, такие как приток богатой железом пыли из больших пустынных районов, таких как пустыня Сахара, играют важную роль в возникновении красных приливов. Цветение некоторых водорослей на тихоокеанском побережье также связано с возникновением крупномасштабных климатических колебаний, таких как явления Эль-Ниньо . Хотя красные приливы в Мексиканском заливе случаются еще со времен первых исследователей, таких как Кабеса де Вака , неясно, что вызывает это цветение и насколько большую роль в их развитии играют антропогенные и природные факторы. Также обсуждается вопрос о том, является ли очевидное увеличение частоты и интенсивности цветения водорослей в различных частях мира реальным увеличением или это связано с увеличением усилий по наблюдению и достижениями в методах определения видов.

Многопартнерский проект, финансируемый федеральной программой EcoHab (NOAA) и опубликованный Морской лабораторией Mote, показывает список того, что питает красные приливы. Исследование, проведенное Флоридским FWC, показывает, что красный прилив водорослей Karenia brevis, обнаруженный во Флориде, подпитывается азотом (N) и фосфором (P) и ухудшается его состояние.

Список общих родов красных приливов

Известные события

1530: Первый предполагаемый случай у побережья Мексиканского залива Флориды безоснователен. По данным морской лаборатории Университета Майами, первый возможный Красный прилив во Флориде был в 1844 году. Ранее «знаки» исходили от судов, сортирующих рыбу по пути в порт приписки, сбрасывающих мусорную рыбу за борт. Таким образом, сообщения о "мертвой рыбе" вдоль побережья не были Красным приливом.
1793: Первый зарегистрированный случай произошел в Британской Колумбии , Канада .
1840: Красный прилив во Флориде не был связан с гибелью людей, но люди могут испытывать раздражение дыхательных путей (кашель, чихание и слезы), когда организм красного прилива ( Karenia brevis ) присутствует вдоль побережья и ветры выдувают его токсины в виде аэрозолей. Плавание обычно безопасно, но в местах с высокой концентрацией красного прилива возможно раздражение и жжение кожи.
1844: Первый возможный случай у побережья Мексиканского залива во Флориде по данным Морской лаборатории Университета Майами, вероятно, с кораблями у берега, о каких-либо известных обитателях побережья не сообщают.
1916: Огромная гибель рыбы вдоль юго-западного побережья Флориды. Ядовитый воздух считается сейсмическим подводным взрывом с выделением газообразного хлора.
1947: Юго-западная Флорида
1972: Красный прилив был вызван в Новой Англии токсичной динофлагеллятой Alexandrium (Gonyaulax) tamarense . Красные приливы, вызванные динофлагеллятами Gonyaulax , серьезны, потому что этот организм вырабатывает сакситоксин и гониаутоксины, которые накапливаются в моллюсках и при попадании внутрь могут привести к паралитическому отравлению моллюсками (PSP) и может привести к смерти.
1972 и 1973 годы: красные приливы убили двух жителей к западу от Порт-Морсби. В марте 1973 года красная волна вторглась в гавань Порт-Морсби и разрушила японскую жемчужную ферму.
1976: Первый случай PSP в Сабахе , Малайзийское Борнео, где, как сообщается, пострадали 202 жертвы и 7 умерли.
1987: Цветение красных водорослей на острове Принца Эдуарда привело к убыткам на сумму более миллиона долларов.
2005: Корабль Oceanus обнаружил, что канадский красный прилив продвинулся дальше на юг, чем в предыдущие годы, закрывая русла моллюсков в штатах Мэн и Массачусетс и предупреждая власти до Монтока ( Лонг-Айленд , штат Нью-Йорк). чтобы проверить их кровати. Эксперты, обнаружившие репродуктивные цисты на морском дне, предупреждают о возможном распространении на Лонг-Айленд в будущем, что остановит рыболовство и промысел моллюсков в этом районе и поставит под угрозу туристическую торговлю, которая составляет значительную часть экономики острова.
2005-2006: Юго-Западная Флорида, Карения Бревис
2011: Северная Калифорния
2011: Мексиканский залив
2013: В январе красный прилив снова произошел на Западном побережье моря от Сабаха в малайзийской Борнео . Сообщалось о двух человеческих жертвах после употребления в пищу моллюсков, загрязненных токсином красного прилива .
2013: В январе на пляже Сарасота появился красный прилив - в основном, в Сиеста-Ки, Флорида, что привело к гибели рыбы, что оказало негативное влияние на туристов и вызвало проблемы с дыханием у отдыхающих на пляже.
2014: В августе массивный «красный прилив Флориды» 90 миль (140 км) в длину и 60 миль (97 км) в ширину.
2015: 12 июня госпитализированы в филиппинской провинции Бохол в связи с отравлением красной волной.
2015: август: пострадало несколько пляжей в Нидерландах между Катвейком и Схевенингеном . Правительственные учреждения отговаривали пловцов заходить в воду.
2015 г .: в сентябре в Мексиканском заливе произошел красный прилив, затронувший национальное побережье острова Падре вдоль острова Северный и остров Южный Падре в Техасе.
2016: сентябрь, Техасские парки и дикая природа сообщают о красных приливах в Нижней лагуне Мадре. «От выхода на пляж №6 до пристани Бразос-Сантьяго были обнаружены высокие и умеренные концентрации красных приливов. Умеренные концентрации клеток были обнаружены на лодочной рампе в парке Исла-Бланка».
2017 и 2018 годы: красные приливные водоросли K. brevis с предупреждением о запрете плавания, объявлено чрезвычайное положение, мертвый дельфин и ламантин , ухудшение ситуации из-за реки Калусахатчи . Пик пришелся на лето 2018 года. Ядовитые вредные водоросли цветут красным приливом на юго-западе Флориды. Редкое вредоносное цветение водорослей на восточном побережье Флориды в округе Палм-Бич произошло в выходные 30 сентября 2018 года.
2021: В июле на побережье Мексиканского залива Флориды в районе Тампа-Бэй и вокруг него произошел большой красный прилив . Это событие привело к гибели миллионов фунтов рыбы и привело к тому, что Национальная метеорологическая служба объявила об опасности на пляже.

Смотрите также

Эффект молочного моря - явление, при котором нарушенные динофлагелляты красных водорослей заставляют воду светиться синим по ночам.
Бреветоксин
Ciguatera
Цветение цианобактерий
Домоевая кислота
Убить рыбу
GEOHAB
Пфиестерия
Центр морских млекопитающих
Флуоресцентный микроскоп - используется для обнаружения красного прилива
Тонкие слои (океанография)

Languages

In other projects