Первоначально эта история появилась на он не остается и является частью Климатический стол сотрудничество.
Повсюду была мертвая рыба, испещряющая пляж недалеко от города и простирающаяся до береговой линии. Огромные масштабы вымирания в октябре 2021 года, когда сотни, а возможно, и тысячи сельдей были выброшены на берег, — это то, что запечатлелось в умах жителей Коцебу, Аляска. Рыба была «буквально повсюду на пляжах», — говорит Боб Шеффер, рыбак и старейшина из племени кикиктагрунмиут.
Несмотря на драматические смерти, явного виновника не было. «Мы понятия не имеем, чем это вызвано, — говорит Алекс Уайтинг, директор экологической программы в деревне коренных жителей Коцебу. Он задается вопросом, не было ли вымирание симптомом проблемы, за которой он следил последние 15 лет: цветения токсичных цианобактерий, иногда называемых сине-зелеными водорослями, которые становятся все более заметными в водах вокруг этого отдаленного городка на Аляске.
Посмотреть больше
Коцебу находится примерно в 40 км к северу от Полярного круга, на западном побережье Аляски. До того, как русский исследователь Отто фон Коцебу присвоил этому месту свое имя в 1800-х годах, регион назывался Кикиктарук, что означает «место, похожее на остров». С одной стороны 2-километровое поселение граничит с проливом Коцебу, ответвлением Чукотского моря, а с другой — с лагуной. Самолеты, лодки и четырехколесные транспортные средства являются основными видами транспорта. Единственная дорога из города просто огибает лагуну, прежде чем вернуться обратно.
В центре города Коммерческая компания Аляски продает продукты, популярные в 48-м бедном районе — от хлопьев до яблок и пирожных на два кусочка, — но настоящим продуктовым магазином для многих горожан является океан. Коренные жители Аляски, составляющие около трех четвертей населения Коцебу, ежегодно вытаскивают из моря сотни килограммов еды.
«Мы люди океана, — говорит мне Шеффер. Мы вдвоем втиснулись в крошечную каюту рыбацкой лодки Шеффера в самые светлые часы дождливого сентябрьского утра 2022 года. Мы едем к устройству контроля воды, которое все лето было пришвартовано в проливе Коцебу. На носу Аджит Субраманиам, океанолог-микробиолог из Колумбийского университета в Нью-Йорке, Уайтинг и сын Шеффера Винс прячут носы в поднятые вверх воротники, чтобы защититься от холодного дождя. Мы все здесь, чтобы собрать за лето информацию о цианобактериях, которые могут отравить рыбу, от которой зависит Шеффер и многие другие.
В огромных колониях водорослей нет ничего нового, и они часто приносят пользу. Весной, например, повышенный уровень света и питательных веществ вызывает цветение фитопланктона, создавая микробный бульон, которым питаются рыбы и беспозвоночные. Но в отличие от многих форм водорослей, цианобактерии могут быть опасны. Некоторые виды могут продуцировать цианотоксины, которые вызывают поражение печени или нервной системы и, возможно, даже рак у людей и других животных.
Многие сообщества пострадали от цианобактерий. Хотя многие цианобактерии могут выжить в морской среде, цветение в пресной воде, как правило, привлекает больше внимания, и их последствия могут распространяться на солоноватые среды, когда ручьи и реки уносят их в море. В Восточной Африке, например, массовую гибель рыбы обвиняют в цветении озера Виктория. Люди тоже могут пострадать: в крайнем случае в 1996 году 26 пациентов умерли после лечения в бразильском центре гемодиализа, а исследование обнаружило цианотоксины в водопроводе клиники. Чаще у людей, подвергшихся воздействию, наблюдается лихорадка, головные боли или рвота.
Когда цветки фитопланктона разлагаются, могут пострадать целые экосистемы. Гниющие цианобактерии лишают воды кислорода, задыхаются рыбы и другие морские обитатели. В солоноватых водах Балтийского моря цветение цианобактерий способствует обескислороживанию глубинных вод и наносит ущерб промыслу трески.
Поскольку изменение климата меняет Арктику, никто не знает, как — и повлияют ли — цианотоксины на людей и дикую природу Аляски. «Я стараюсь не поддаваться панике», — говорит Томас Фарруджа, координатор Сети цветения вредных водорослей на Аляске, которая исследует, отслеживает и повышает осведомленность о вредоносном цветении водорослей по всему штату. «Но это то, к чему мы, я думаю, просто не совсем готовы прямо сейчас». Уайтинг и Субраманиам хотят изменить это, выяснив, почему Коцебу принимает у себя цветение цианобактерий, и создав систему быстрого реагирования, которая могла бы в конечном итоге предупредить местных жителей, если их здоровье находится в опасности.
История Уайтинга с цианобактериями началась в 2008 году. Однажды, когда он ехал на велосипеде домой с работы, он наткнулся на захватывающее место: пролив Коцебу стал зеленовато-желтым, цвета, не похожего ни на что, по его мнению, существующее в природе. Его первой мыслью было: откуда берется эта краска?
История цианобактерий на этой планете восходит к около 1,9 миллиарда летоднако. Как первые организмы, развившие фотосинтез, им часто приписывают доставку кислорода в атмосферу Земли, расчищая путь для сложных форм жизни, таких как мы.
За свою долгую историю цианобактерии развили приемы, которые позволяют им бурно размножаться, когда изменения в таких условиях, как уровень питательных веществ или соленость, убивают другие микробы. «Вы можете думать о них как о сорняках», — говорит Рафаэль Кудела, эколог по фитопланктону из Калифорнийского университета в Санта-Круз. Например, большинству микробов требуется сложная форма азота, которая иногда доступна только в ограниченных количествах для роста и размножения, но преобладающие цианобактерии в проливе Коцебу могут использовать простую форму азота, которая содержится в воздухе практически в неограниченных количествах.
Цианотоксины, вероятно, являются еще одним инструментом, который помогает процветать цианобактериям, но исследователи не уверены, как именно токсины приносят пользу этим микробам. Некоторые ученые считают, что они отпугивают организмы, питающиеся цианобактериями, такие как более крупный планктон и рыба. Ханс Пэрл, водный эколог из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, поддерживает другую гипотезу: токсины защищают цианобактерии от потенциально вредных вяжущих побочных продуктов фотосинтеза.
Примерно в то же время, когда Коцебу увидел свое первое цветение, ученые поняли, что изменение климата, вероятно, увеличит частоту цветения цианобактерий, и, более того, это цветение может распространиться из пресной воды, которая долгое время была в центре внимания исследований, в соседние солоноватые воды. Цветы залива Коцебу, вероятно, образуются в близлежащем озере, прежде чем впасть в море.
Однако последние научные данные о цианобактериях не были получены Коцебу в 2008 году. Вместо этого сотрудники Департамента рыболовства и дичи Аляски проверили зеленовато-желтую воду на наличие нефти и ее побочных продуктов. Тесты оказались отрицательными, что поставило Уайтинг в тупик. «Я понятия не имел, — говорит он. Это была биолог Лиза Клаф, тогда из Университета Восточной Каролины, а теперь из Национального научного фонда, с которой Уайтинг ранее сотрудничал, которая предложила ему рассмотреть цианобактерии. В следующем году анализ проб воды подтвердил, что она была права.
В 2017 году Субраманиам посетил Коцебу в составе исследовательской группы, изучающей динамику морского льда. Когда Уайтинг узнал, что Субраманиам имеет давний интерес к цианобактериям, «мы сразу же щелкнули», — говорит Субраманиам.
Убийство рыбы в 2021 году удвоило энтузиазм Уайтинга и Субраманиама в понимании того, как микробная экосистема залива Коцебу может повлиять на город. Патологоанатом обнаружил повреждение жабр мертвой рыбы, которое могло быть вызвано твердыми колючими панцирями диатомовых водорослей (разновидность водорослей), но причина гибели рыбы до сих пор неясна. Поскольку так много жителей города зависят от рыбы как одного из источников пищи, это заставляет Субраманиама нервничать. «Если мы не знаем, что убило рыбу, то очень сложно ответить на вопрос, безопасно ли ее употреблять?» он говорит.
Я смотрю последнюю главу их совместной работы, сидя на корточках на палубе стремительно покачивающейся рыбацкой лодки Шеффера. Уайтинг уверяет меня, что плавучий комбинезон, который на мне, спасет мне жизнь, если я окажусь в воде, но я не горю желанием проверять эту теорию. Вместо этого я держусь за лодку одной рукой, а телефон, который я использую для записи видео, другой, в то время как Уайтинг, Субраманиам и Винс Шеффер тянут бело-желтую штуковину, которую они пришвартовали в океане, раскачивая лодку в процессе. . Наконец появляется металлическая сфера диаметром с обруч. Из него выступает метровая трубка с датчиком цианобактерий.
Сенсор позволяет Уайтингу и Субраманиам преодолеть ограничение, с которым сталкиваются многие исследователи: цветение цианобактерий интенсивное, но мимолетное, поэтому «если вы не окажетесь здесь в нужное время, — объясняет Субраманиам, — вы его не увидите. ” В отличие от изолированных измерений, на которые часто полагаются исследователи, датчик снимал показания каждые 10 минут с момента его развертывания в июне до этого холодного сентябрьского утра. Измеряя уровни флуоресцентного соединения, называемого фикоцианином, которое содержится только в цианобактериях, они надеются связать численность этих видов с изменениями качества воды, такими как соленость, температура и присутствие других форм планктона.
Исследователи с энтузиазмом относятся к этой работе из-за ее потенциала для защиты здоровья жителей Аляски и потому, что она может помочь им понять, почему цветение происходит по всему миру. «Такое высокое разрешение действительно ценно», — говорит Малин Олофссон, водный биолог из Шведского университета сельскохозяйственных наук, изучающая цианобактерии в Балтийском море. Объединяя измерения фикоцианина с измерениями токсина, ученые надеются составить более полную картину опасностей, с которыми сталкивается Коцебу, но сейчас приоритетом Субраманиама является понимание того, какие виды цианобактерий наиболее распространены и что вызывает их цветение.
Фарруджа из Сети вредоносного цветения водорослей на Аляске взволнован возможностью использования аналогичных методов в других частях Аляски, чтобы получить общее представление о том, где и когда размножаются цианобактерии. Демонстрация того, что датчик работает в одном месте, «определенно является первым шагом», — говорит он.
Понимание местоположения и потенциального источника цветения цианобактерий — это только полдела; другой вопрос, что с ними делать. В Балтийском море, где сток удобрений от промышленного сельского хозяйства усугубил цветение, соседние страны приложили много усилий для сокращения этого стока, и с успехом, говорит Олофссон. Однако Коцебу находится не в сельскохозяйственном районе, и вместо этого некоторые ученые выдвинули гипотезу, что таяние вечной мерзлоты может высвобождать питательные вещества, способствующие цветению. Мало что можно сделать, чтобы предотвратить это, если не считать обращения вспять климатического кризиса. Некоторые химические вещества, в том числе перекись водорода, кажутся многообещающими в качестве способов уничтожения цианобактерий и временного облегчения цветения, не влияя на экосистемы в целом, но до сих пор химическая обработка не давала постоянных решений.
Вместо этого Уайтинг надеется создать систему быстрого реагирования, чтобы он мог уведомлять город, если цветение делает воду и пищу токсичными. Но для этого потребуется построить исследовательскую инфраструктуру Коцебу. В настоящее время Субраманиам готовит образцы на кухне в офисе Национального заповедника дикой природы Селавик, а затем отправляет их по всей стране исследователям, у которых на их анализ могут уйти дни, а иногда и месяцы. Чтобы сделать работу более безопасной и быстрой, Уайтинг и Субраманиам подают заявку на финансирование для создания лаборатории в Коцебу и, возможно, найма техника, который сможет обрабатывать образцы на месте. «Наверное, лучшее, что здесь может случиться, — создать лабораторию», — говорит Шеффер. Субраманиам надеется, что их усилия окупятся в течение следующего года.
Тем временем интерес к цветению цианобактерий возникает и в других регионах Аляски. Эмма Пейт, координатор обучения и планировщик окружающей среды в Norton Sound Health Corporation, начала программу мониторинга после того, как члены местных племен заметили увеличение количества водорослей в реках и ручьях. В Уткиагвике, на северном побережье Аляски, местные жители также начали брать пробы на цианобактерии, говорит Фарруджа.
Уайтинг считает, что эта работа заполняет серьезную брешь в понимании жителями Аляски качества воды. Регулирующим органам еще предстоит разработать системы для защиты жителей Аляски от потенциальной угрозы, которую представляют цианобактерии, поэтому «кому-то нужно что-то делать», — говорит он. «Мы не можем все просто слоняться во тьме, ожидая, пока кучка людей умрет». Возможно, это чувство самодостаточности, которое тысячелетиями позволяло жителям Арктики процветать в замерзшей тундре, снова сделает свое дело.
Отчетность для этой статьи была частично профинансирована Советом по развитию научной журналистики.
2023-05-13 12:00:00
1683981519
#Тайна #гибели #рыб #вонючем #море #Шартрез
