Sie haben vielleicht schon in den Nachrichten von roten Fluten gehört. Was ist es? Es klingt gefährlich und widerlich. Diese werden durch Algenblüten verursacht, die dem Wasser Sauerstoff entziehen, die Wellen verfärben und Giftstoffe an das Wasser abgeben.
Und diese roten Fluten töten insbesondere Fische, Delfine, Seekühe und viele andere Tiere im Ozean. Aber sie können für Menschen und Haustiere schädlich sein, ohne dass Sie jemals einen Fuß in die Nähe des Wassers setzen.
Vom Menschen hergestellte Pestizide und andere Chemikalien, die Menschen verwenden, werden in unsere Ozeane gespült und verursachen schädliche Algenblüten. Einige dieser Algenausbrüche sind giftig, töten Meerestiere, verursachen Atemprobleme bei Menschen und Hunden und machen den Verzehr einiger unserer Schalentiere unsicher.
Karenia Brevis: Der toxische Mikroorganismus, der Strände beeinflusst
Also, was genau ist eine rote Flut? Die rote Flut wird durch einen Mikroorganismus namens verursacht Karenia brevis, auch bekannt als K. brevis. Es ernährt sich von verschiedenen Nährstoffen und wird häufig an der Golfküste der Vereinigten Staaten durch Strömungen und Windmuster verbreitet.
Der Mikroorganismus produziert Toxine, die Meereslebewesen in der Nahrungskette töten. Zum Beispiel kann es Schalentiere, Seekrabben vergiften und Meereslebewesen krank machen, wenn Sie die Nahrungskette aufarbeiten. Die Toxine steigen auch in die Luft auf und machen Menschen krank, insbesondere solche mit bereits bestehenden Atemproblemen.
Rote Gezeiten sind nicht neu und gibt es schon seit Hunderten von Jahren, lange bevor sich Küsten entwickelt haben. Laut Umweltschützern nährt die kommerzielle Entwicklung es jedoch und macht es viel schlimmer, als es sonst wäre.
Der Grund dafür ist, dass dieser Mikroorganismus sich von den Nährstoffen in Düngemitteln ernähren kann, die von Farmen oder Rasenflächen ins Wasser sickern. Zum Beispiel wurde der Lake Okeechobee in Südflorida mit dieser Art von Düngerabfluss verschmutzt, und dieses verschmutzte Wasser aus dem See ist sicherlich in den Golf geflossen.
Es scheint eine klare Korrelation zwischen dem verschmutzten Wasserfluss aus dem Lake Okeechobee zu geben, der die rote Flut speisen kann, die im Golf zu sehen ist. Wissenschaftler haben keine direkte Verbindung hergestellt – sie haben nicht gesagt, dass die Verschmutzung diesen Ausbruch der Roten Flut direkt verursacht hat.
Auch hier kann und wird die Rote Flut auf natürliche Weise auftreten, und sie ernährt sich von einer Vielzahl von Nährstoffen. Was können Staaten und Nationen tun, um zu verhindern, dass es regelmäßig an Stränden auftritt? Zunächst müssen Maßnahmen ergriffen werden, um das Eindringen von Schadstoffen wie Dünger in das Wasser zu verhindern.
Rote Gezeiten und Blaualgen
Aber, rote Gezeiten und die Algen, die am Lake Okeechobee zu sehen sind, sind nicht dasselbe. Die blaugrüne Blüte, die am Lake Okeechobee zu sehen ist, wird von Cyanobakterien verursacht - nicht Karenia brevis.
Karenia brevis braucht Salzwasser um zu gedeihen. Cyanobakterien im See ernähren sich auch von der Verschmutzung durch Dinge wie Klärgrubenlecks und stickstoff- und phosphorbasierte Düngemittel.
Es verursacht auch gesundheitliche Probleme bei Menschen und Haustieren. Die Forscher glauben, dass eine langfristige Exposition mit sehr ernsten Erkrankungen in Verbindung gebracht werden kann, darunter Alzheimer und Amyotrophe Lateralsklerose (ALS).
Aber es sind zwei verschiedene Arten von Mikroorganismen – einer verursacht die Probleme im Landesinneren und der andere verursacht die Probleme, die wir im Salzwasser entlang der Strände sehen. Beide können sich jedoch von der gleichen Art von Nährstoffverschmutzung ernähren, die von Farmen in Südflorida in den Lake Okeechobee geflossen ist und auch vom See in den Golf geflossen ist.
Red Tide kann Salzwasser bräunlich rot färben, daher der Name. Aber wir müssen keine verfärbten Nacktschnecken vor der Küste sehen, um zu wissen, dass sie da sind. Wenn tonnenweise tote Fische an unsere Strände gespült werden, ist das ein todsicheres Zeichen für eine rote Flut.
Zusätzlich zum Töten von Fischen gibt die Rote Flut ein Gift in die Luft ab, das Menschen mit Atemwegsproblemen vermeiden müssen. Es ist am ausgeprägtesten im Lake Okeechobee, zeigt sich aber auch in Seen, Flüssen, Flussmündungen und insbesondere in Rückhaltebecken im ganzen Bundesstaat.
Es nimmt viele Formen an, einige ernster als andere. Eine der häufigsten ist Lyngbya. Es sieht aus wie brauner Dreck und wird oft mit totem Seegras verwechselt – ist es aber nicht.
Und wenn Sie Fische fangen und essen, die Lyngbya gefressen haben, kann dies zu einer sogenannten Meeresfrüchtevergiftung führen. Aber es gibt auch schwerere Formen, die das Wasser wie grüne Farbe oder bläulich-lila aussehen lassen können.
Diese giftige Blüte im Süßwasser setzt ein Toxin namens Microcystin frei, das Wissenschaftler mit Leberschäden bei Menschen in Verbindung gebracht haben, und ein Gehirngift namens BMAA, das sie mit neurodegenerativen Erkrankungen in Verbindung gebracht haben, die Sie im Gegensatz zu Red Tide nicht riechen können.
Algen: Die guten und die schlechten Nachrichten für Ihre Gesundheit
Die winzigen Organismen, die Rote Gezeiten verursachen, sind ebenfalls ein wesentlicher Bestandteil unseres Ökosystems. Algen sind eigentlich keine Pflanzen, sondern eine ziemlich vielfältige Gruppe von Organismen, die Photosynthese betreiben können, was bedeutet, dass sie die Energie des Sonnenlichts nutzen, um CO2 in Sauerstoff und Zucker umzuwandeln.
Sie können einzellig oder vielzellig sein, daher könnte es Sie überraschen zu erfahren, dass Algen und Seetang keine Pflanzen sind – sie sind tatsächlich Algen. Algen können im Wasser, im Boden oder sogar im Schnee leben.
Das können Elementarzellen wie Bakterien oder komplexere Zellen wie die eukaryotischen Zellen in unserem eigenen Körper sein. Die Art der Algen, die rote Fluten verursachen, sind oft Dinoflagellaten K. Brevis.
Sie sind nur mikroskopisch kleines einzelliges Plankton; frei schwebende Organismen, die von Wellen und Strömungen herumgetragen werden. Eine rote Flut ist eigentlich eine Algenblüte, bei der sich diese Organismen schnell vermehren und replizieren, was zu einer Ansammlung von Millionen von Organismen in nur einer Gallone Wasser führt.
Dinoflagellaten und Algenblüten an sich sind nicht unbedingt etwas Schlechtes. Tatsächlich mögen Wissenschaftler den allumfassenden Begriff der roten Flut nicht und bevorzugen die Begriffe Algenblüte und schädliche Algenblüte, um etwas, das nur ein übermäßiges Wachstum ist, von einem zu unterscheiden, das tatsächlich schädlich ist.
Und Dinoflagellaten sind ein ziemlich wichtiger Teil des Ökosystems. Viele sind photosynthetisch, erzeugen ihre eigene Energie aus Sonnenlicht und werden Nahrung für viele Meereslebewesen, die die Energie an das größere Nahrungsnetz weitergeben.
Aber Blüten können sich bilden, wenn sich das Wasser verändert, entweder aufgrund eines niedrigeren Salzgehalts, wärmerer Oberflächentemperaturen oder einer erhöhten Anzahl von Nährstoffen im Wasser, die möglicherweise durch menschliche Aktivitäten stammen könnten.
Manchmal können diese Blüten gefährlich sein und Giftstoffe produzieren. Dies sind giftige Substanzen, die in lebenden Zellen oder Organismen produziert werden - Dinge wie Schlangen- und Spinnengift.
Viele dieser Dinoflagellaten produzieren Exotoxin, dh Fischgift – entweder Gift, das von Fischen produziert wird, oder Dinge, die Fische töten.
Hier sprechen wir über die tödlichen Fische, und diese Toxine können auch für Menschen und Haustiere schädlich sein, vor allem, weil sie sich in Dingen wie Schalentieren ansammeln können, die Sie krank machen oder sogar töten könnten, wenn Sie sie essen würden.
In Florida wird die jährliche rote Flut, die an die Strände gespült wird, von einer Algenart verursacht, die als bekannt ist Karenia brevis, das Brevet-Toxine produziert. Dies sind geschmacks- und geruchlose Moleküle, die das zentrale Nervensystem von Fischen und Menschen beeinflussen.
Nach dem Verzehr von kontaminierten Schalentieren können zunächst einige Magenbeschwerden wie Erbrechen und Durchfall auftreten und am Ende neurologische Symptome wie Kribbeln, Hitze- und Kältegefühl, Schwindel und Koordinationsstörungen auftreten.
Dies geschieht, weil die Brevet-Toxine lange zyklische Strukturen sind, die sich zu Membrankanälen auf unseren Neuronen verbinden und sie dazu bringen, zu feuern, wenn sie es nicht sollten.
Andere Algenarten können Verbindungen wie Saxitoxine produzieren, die sich ebenfalls in Schalentieren anreichern und paralytische Schalentiervergiftungen verursachen.
Wenn Sie diese Schalentiere essen, können diese Toxine dazu führen, dass Sie für Tage oder Wochen die Kontrolle über Ihre Muskeln verlieren. Es kann zu Lähmungen oder zum Tod führen. Und nicht nur der Verzehr von kontaminiertem Fisch und Schalentieren kann ein Problem darstellen.
Wellen können Algenzellen aufbrechen und die Giftstoffe in die Luft freisetzen, was bedeutet, dass Sie sie am Strand einatmen könnten. Und das Einatmen dieser Toxine kann zu allergieähnlichen Symptomen führen, darunter Husten, Niesen und tränende Augen.
Sie müssen nicht einmal in der Nähe des Wassers sein, um diese Giftstoffe einzuatmen. Sie können bis zu eine Meile landeinwärts reisen, wenn der Wind genau in die richtige Richtung weht, was bedeutet, dass Sie Symptome haben können, ohne überhaupt an den Strand zu gehen.
Diese Toxine könnten sogar Ihre Haustiere beeinträchtigen.
Ein Regenbogen aus Farben, nicht nur Rot
Trotz des Namens sind jedoch nicht alle roten Gezeiten rot. Sie kommen in einem Regenbogen von Farben vor, darunter Braun, Orange, Gelb, Burgund und Rot, basierend auf der genauen Algenart, die die Blüte verursacht.
Verschiedene Arten enthalten unterschiedliche Pigmente, von denen viele eine Rolle dabei spielen, Licht für die Photosynthese einzufangen oder wie Sonnenschutzmittel zu wirken.
Dinoflagellaten, die einen Komplex aus Peridinin- und Chlorophyllmolekülen verwenden, können die Reichweite des Lichts, das sie einfangen, erweitern, ihre photosynthetischen Fähigkeiten und die Menge an Energie, die sie erzeugen können, erhöhen.
Das rote Pigment hilft also, mehr grünes Licht einzufangen und reflektiert mehr rotes Licht in unseren Augen, wodurch die Gezeiten ihre charakteristische Farbe erhalten. Aber manchmal strahlen diese Gezeiten ihr eigenes Licht aus – richtig hell blaue Lichtblitze im Wasser verursacht durch die Algen.
Einige der Dinoflagellaten, die rote Fluten verursachen, können auch einen blauen Lichtblitz aussenden, wenn sie im Wasser gestört werden, entweder durch eine brechende Welle oder ein Kajakpaddel. Das Licht kommt von einem biolumineszierenden Molekül namens Luciferin.
Luciferin-Moleküle kommen in vielen verschiedenen Kreaturen vor. Es ist dasselbe Molekül, das Glühwürmchen ihr Leuchten verleiht.
Überwachung von Red Tides in Ihrer Nähe
Die Nationen brauchen ein integriertes Ozeanbeobachtungssystem, um diese Art von Ereignissen, die tödlich sein können, zu überwachen. Auf der Website der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) erfahren Sie, wo sich die jeweiligen Blüten befinden, und wenn Sie wissen, wo sie sich befinden, können Sie diese Bereiche meiden.
"Die Rote Flut in Florida ist eine kleine mikroskopisch kleine schädliche Algenblüte, die ein wirklich starkes Neurotoxin produziert", erklärt Dr. Barbara Kirkpatrick, leitende Wissenschaftlerin im Labor von Mote Marine. "Strandbesucher atmen das Gift ein, das eigentlich ein Auslöser für Asthma ist."
„Wir hatten ein massives Delfinsterben. Die Seekuh, sie atmen es auch ein, und sie sterben schließlich.“ „Rote Krawatten, wenn sie in unsere Gemeinde kommen, beeinflussen uns auf so viele Arten. Niemand sollte von einem Tag am Strand krank werden.“ Lokale Rettungsschwimmer sind von 10 Uhr morgens bis 5 Uhr nachmittags auf ihren Türmen.
Wenn Sie eine rote Flutblüte sehen, hat sie einen dunkleren Farbton für das Wasser und verleiht ihm eine bräunliche Tönung. „Die Rettungsschwimmer berichten über Windgeschwindigkeit und -richtung, Reizungen der Atemwege, die Menge an toten Fischen am Strand“, fährt Kirkpatrick fort.
„Das sind subjektive Berichte. Würde ich lieber quantitative statt qualitative Daten sehen? Ja, absolut.“ „Wenn wir Beobachtungssysteme hätten, die rund um die Uhr in unseren Gewässern wären und die Menge an Toxinen sowohl in der Luft, die wir atmen, als auch im Wasser untersuchen – möglicherweise Segelflugzeuge und/oder andere AUVs, die die Blüte für uns kartieren, würde das Asthmatikern den Kopf verdrehen hoch.
Daher ist die Notwendigkeit, dass das US Integrated Ocean Observing System (IOOS) den Status der schädlichen Algenblüte bewertet, der Schlüssel zur Gesunderhaltung der Menschen. Wir überwachen das Essen und wir beobachten das Wasser, das wir trinken. Warum konnte es nicht zur Überwachung unserer tatsächlichen Luftqualität, einschließlich der roten Flut, übergehen?