Vielleicht haben Sie in den Nachrichten von der Roten Flut gehört. Was ist das? Es klingt gefährlich und ekelhaft. Sie wird durch Algenblüten verursacht, die dem Wasser Sauerstoff entziehen, die Wellen verfärben und Giftstoffe freisetzen.
Diese Algenblüten töten insbesondere Fische, Delfine, Seekühe und viele andere Meerestiere. Sie können aber auch für Menschen und Haustiere gefährlich sein, selbst wenn man sich dem Wasser gar nicht nähert.
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
Was genau ist eine Rote Flut? Die Rote Flut wird durch einen Mikroorganismus namens Karenia brevis , auch bekannt als K. brevis, verursacht . Er ernährt sich von verschiedenen Nährstoffen und verbreitet sich häufig an der Golfküste der Vereinigten Staaten durch Strömungen und Windmuster.
Der Mikroorganismus produziert Toxine, die Meereslebewesen weiter unten in der Nahrungskette töten. Er kann beispielsweise Schalentiere und Seekrebse vergiften und weitere Meerestiere in den höheren Nahrungsketten krank machen. Die Toxine gelangen auch in die Luft und können Menschen, insbesondere solche mit Vorerkrankungen der Atemwege, krank machen.
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 sich dieser Mikroorganismus von den Nährstoffen in Düngemitteln ernährt, die von landwirtschaftlichen Flächen oder Rasenflächen ins Wasser gelangen. Beispielsweise wurde der Lake Okeechobee in Südflorida durch solche Düngemittelabflüsse verschmutzt, und dieses verschmutzte Wasser fließt mit Sicherheit in den Golf von Mexiko.
Es scheint einen klaren Zusammenhang zwischen dem Zustrom verschmutzten Wassers aus dem Okeechobee-See und der Algenblüte im Golf von Mexiko zu geben. Wissenschaftler haben jedoch keinen direkten Zusammenhang hergestellt – sie behaupten nicht, dass die Verschmutzung diese Algenblüte direkt verursacht hat.
Auch hier gilt: Algenblüten können natürlich auftreten und ernähren sich von verschiedenen Nährstoffen. Was können Staaten und Länder tun, um ihr regelmäßiges Auftreten an Stränden zu verhindern? Zunächst müssen Maßnahmen ergriffen werden, um zu verhindern, dass Schadstoffe wie Düngemittel ins Wasser gelangen.
Rote Gezeiten und Blaualgen
Rote Gezeiten und die Algenblüte im Okeechobee-See sind jedoch nicht dasselbe. Die blaugrüne Algenblüte im Okeechobee-See wird durch Cyanobakterien verursacht – nicht durch Karenia brevis.
Karenia brevis benötigt Salzwasser zum Überleben. Cyanobakterien im See ernähren sich außerdem von Verschmutzungen, beispielsweise durch undichte Klärgruben und stickstoff- und phosphorhaltige Düngemittel.
Es verursacht auch gesundheitliche Probleme bei Menschen und Haustieren. Forscher vermuten, dass eine langfristige Exposition mit sehr schwerwiegenden Erkrankungen wie Alzheimer und Amyotropher Lateralsklerose (ALS) in Verbindung stehen könnte.
Es handelt sich jedoch um zwei verschiedene Arten von Mikroorganismen – die einen verursachen die Probleme im Landesinneren, die anderen die Probleme im Salzwasser entlang der Strände. Beide können sich jedoch von derselben Art von Nährstoffverschmutzung ernähren, die von landwirtschaftlichen Betrieben in Südflorida in den Lake Okeechobee und von dort auch in den Golf von Mexiko gelangt.
Die sogenannte Rote Flut färbt Salzwasser bräunlich-rot, daher der Name. Man muss aber keine verfärbten Nacktschnecken vor der Küste sehen, um zu wissen, dass sie da ist. Wenn tonnenweise tote Fische an unsere Strände gespült werden, ist das ein sicheres Zeichen für eine Rote Flut.
Die Rote Flut tötet nicht nur Fische, sondern setzt auch ein Gift in die Luft frei, das Menschen mit Atemwegserkrankungen meiden sollten. Sie tritt am stärksten im Lake Okeechobee auf, kommt aber auch in Seen, Flüssen, Flussmündungen und insbesondere in Rückhaltebecken im ganzen Bundesstaat vor.
Es tritt in vielen Formen auf, manche schwerwiegender als andere. Eine der häufigsten ist Lyngbya. Sie sieht aus wie brauner Schleim und wird oft mit abgestorbenem Seegras verwechselt – ist sie aber nicht.
Wer Fische fängt und isst, die Lyngbya gefressen haben, kann eine sogenannte Meeresfrüchtevergiftung erleiden. Es gibt aber auch schwerwiegendere Formen, die das Wasser grün oder bläulich-violett färben können.
Diese giftige Algenblüte in Süßwasser setzt ein Toxin namens Microcystin frei, das Wissenschaftler mit Leberschäden beim Menschen in Verbindung gebracht haben, sowie ein Gehirntoxin namens BMAA, das sie mit neurodegenerativen Erkrankungen korreliert haben und das man im Gegensatz zur Algenblüte nicht riechen kann.
Algen: Die guten und die schlechten Nachrichten für Ihre Gesundheit
Die winzigen Organismen, die Algenblüten verursachen, sind ebenfalls ein wesentlicher Bestandteil unseres Ökosystems. Algen sind zwar keine Pflanzen im eigentlichen Sinne, aber eine recht vielfältige Gruppe von Organismen, die Photosynthese betreiben können. Das heißt, sie nutzen die Energie des Sonnenlichts, um CO₂ in Sauerstoff und Zucker umzuwandeln.
Sie können einzellig oder mehrzellig sein, daher mag es überraschen, dass Seetang und Kelp keine Pflanzen sind – sie gehören tatsächlich zu den Algen. Algen können im Wasser, im Boden oder sogar im Schnee leben.
Es können elementare Zellen wie Bakterien oder komplexere Zellen wie die eukaryotischen Zellen in unserem Körper sein. Die Algenart, die Rote Gezeiten verursacht, ist häufig der Dinoflagellat K. brevis.
Es handelt sich dabei lediglich um mikroskopisch kleine, einzellige Planktonorganismen; frei schwebende Organismen, die von Wellen und Strömungen mitgerissen werden. Eine Rote Flut ist in Wirklichkeit eine Algenblüte, bei der sich diese Organismen rasant vermehren und so in nur wenigen Litern Wasser Millionen von Organismen ansammeln.
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.
Algenblüten können sich jedoch auch bilden, wenn sich die Wasserbeschaffenheit verändert, beispielsweise durch einen geringeren Salzgehalt, höhere Oberflächentemperaturen oder eine erhöhte Nährstoffkonzentration im Wasser, die möglicherweise auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen ist.
Manchmal können diese Blüten gefährlich sein und produzieren Toxine. Dabei handelt es sich um giftige Substanzen, die in lebenden Zellen oder Organismen gebildet werden – beispielsweise Schlangen- und Spinnengift.
Viele dieser Dinoflagellaten produzieren Exotoxine, also Fischgifte – entweder Gifte, die von Fischen selbst produziert werden, oder Substanzen, die Fische töten.
Hierbei handelt es sich um Giftstoffe, die Fische töten, und diese Gifte können auch für Menschen und Haustiere schädlich sein, vor allem weil sie sich in Lebensmitteln wie Schalentieren anreichern können, die dann beim Verzehr krank machen oder sogar tödlich sein können.
In Florida wird die alljährliche Rote Flut, die an die Strände gespült wird, durch eine Algenart namens Karenia brevis verursacht , die Brevet-Toxine produziert. Dabei handelt es sich um geschmacklose und geruchlose Moleküle, die das zentrale Nervensystem von Fischen und Menschen beeinträchtigen.
Nach dem Verzehr kontaminierter Schalentiere können zunächst Magen-Darm-Beschwerden wie Erbrechen und Durchfall auftreten, später dann neurologische Symptome wie Kribbeln, Probleme mit dem Hitze- und Kälteempfinden, Schwindel und Koordinationsstörungen.
Dies geschieht, weil die Brevet-Toxine lange, zyklische Strukturen sind, die sich mit Membrankanälen auf unseren Neuronen verbinden und dadurch diese auslösen, obwohl sie es nicht sollten.
Andere Algenarten können Verbindungen wie Saxitoxine produzieren, die sich ebenfalls in Schalentieren anreichern und paralytische Schalentiervergiftungen verursachen.
Der Verzehr dieser Schalentiere kann aufgrund der darin enthaltenen Giftstoffe dazu führen, dass man tagelang oder wochenlang die Kontrolle über seine Muskeln verliert. Es kann zu Lähmungen oder sogar zum Tod kommen. Und nicht nur der Verzehr kontaminierter Fische und Schalentiere birgt Risiken.
Wellen können Algenzellen aufbrechen und die darin enthaltenen Giftstoffe in die Luft freisetzen. Das bedeutet, dass man diese beim Stehen am Strand einatmen kann. Das Einatmen dieser Giftstoffe kann zu allergieähnlichen Symptomen wie Husten, Niesen und tränenden Augen führen.
Man muss sich nicht einmal in der Nähe von Wasser aufhalten, um diese Giftstoffe einzuatmen. Sie können bis zu 1,6 Kilometer landeinwärts getragen werden, wenn der Wind günstig weht, sodass man Symptome verspüren kann, ohne überhaupt am Strand gewesen zu sein.
Diese Toxine könnten sogar Ihre Haustiere beeinträchtigen.
Ein Regenbogen an 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 als Sonnenschutz zu wirken.
Dinoflagellaten, die einen Komplex aus Peridinin- und Chlorophyllmolekülen nutzen, können den Bereich des von ihnen aufgenommenen Lichts erweitern und so ihre photosynthetische Leistungsfähigkeit und die Menge an Energie, die sie erzeugen können, erhöhen.
Das rote Pigment hilft also dabei, mehr grünes Licht einzufangen und mehr rotes Licht in unsere Augen zu reflektieren, wodurch die Gezeiten ihre charakteristische Farbe erhalten. Manchmal leuchten diese Gezeiten aber auch selbst – in Form von hellblauen Lichtblitzen im Wasser, die durch die Algen verursacht werden.
Einige der Dinoflagellaten, die Algenblüten verursachen, können bei Störung im Wasser, beispielsweise durch eine brechende Welle oder ein Kajakpaddel, einen blauen Lichtblitz aussenden. Dieses Licht stammt von einem biolumineszenten 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 benötigen ein integriertes Meeresbeobachtungssystem, um diese potenziell tödlichen Ereignisse zu überwachen. Die Website der Nationalen Ozean- und Atmosphärenbehörde (NOAA) zeigt die genauen Standorte der Algenblüten an. Kennt man diese, kann man die betroffenen Gebiete meiden.
„Die Florida-Rote Flut ist eine kleine, mikroskopisch kleine, schädliche Algenblüte, die ein sehr starkes Nervengift produziert“, erklärt Dr. Barbara Kirkpatrick, leitende Wissenschaftlerin am Mote Marine Laboratory. „Strandbesucher atmen dieses Gift ein, das tatsächlich Asthmaanfälle auslösen kann.“
„Wir hatten ein massives Delfinsterben. Auch die Seekühe nehmen die Schadstoffe auf und sterben schließlich daran.“ „Wenn rote Fliegen in unsere Gemeinde kommen, beeinträchtigen sie uns auf vielfältige Weise. Niemand sollte nach einem Tag am Strand krank werden.“ Die örtlichen Rettungsschwimmer sind von 10 bis 5 Uhr auf ihren Wachtürmen im Einsatz.
Wenn eine Algenblüte (Rote Flut) auftritt, färbt sich das Wasser dunkler und nimmt einen bräunlichen Schimmer an. „Die Rettungsschwimmer melden Windstärke und -richtung, Reizungen der Atemwege und die Anzahl toter Fische am Strand“, fährt Kirkpatrick fort.
„Das sind subjektive Berichte. Würde ich mir quantitative Daten anstelle von qualitativen wünschen? Ja, unbedingt.“ „Wenn wir Überwachungssysteme hätten, die rund um die Uhr in unseren Gewässern im Einsatz wären und die Menge an Giftstoffen in der Luft, die wir atmen, und im Wasser messen würden – beispielsweise Gleiter oder andere autonome Unterwasserfahrzeuge, die die Algenblüte kartieren –, dann wäre Asthmatikern die nötige Vorwarnung gegeben.“
Daher ist es für die Gesundheit der Bevölkerung unerlässlich, dass das US-amerikanische Integrierte Ozeanbeobachtungssystem (IOOS) den Status schädlicher Algenblüten bewertet. Wir überwachen unsere Lebensmittel und unser Trinkwasser. Warum sollte man dieses System nicht auch auf die Überwachung unserer Luftqualität, einschließlich der Algenblüte, ausweiten?
