science >> Wetenschap >  >> Biologie

Algentoxine geproduceerd door brakwatersoorten gedetecteerd in Oder-water, natuurlijke oorzaken onwaarschijnlijk

Tegoed:Unsplash/CC0 Publiek domein

De laatste onderzoeken bevestigen het vermoeden dat de massale ontwikkeling van een giftige brakwateralg in de Oder heeft plaatsgevonden. Dit fenomeen zou een rol hebben gespeeld bij de massale doding van vissen, mosselen, slakken en mogelijk andere diersoorten. De onderzoekers blijven van mening dat het geen natuurverschijnsel is, aangezien de algensoort Prymnesium parvum onder natuurlijke omstandigheden niet in grote aantallen voorkomt op de getroffen delen van de Oder. Om in dit gebied in grote aantallen voor te komen, is de soort afhankelijk van zoutgehaltes die alleen door industriële lozingen kunnen worden geproduceerd.

Het Leibniz-Instituut voor Zoetwaterecologie en Binnenvisserij (IGB) had deze giftige brakwateralg de afgelopen dagen gedetecteerd en microscopisch geïdentificeerd in alle monsters uit de middenloop van de Oder, maar het bijbehorende algentoxine moest nog worden gedetecteerd . De door IGB genomen monsters zijn nu geanalyseerd door de afdeling Levensmiddelenchemie en Toxicologie van de Universiteit van Wenen, die de aannames heeft bevestigd.

"We waren in staat om ondubbelzinnig significante hoeveelheden van een subtype van het algentoxine, bekend als prymnesinen, te detecteren in monsters genomen uit verschillende delen van de Oder", verklaarde Dr. Elisabeth Varga, een onderzoeker van de Universiteit van Wenen die de analyse uitvoerde. in het massaspectrometriecentrum van de universiteit.

“We weten uit eerder onderzoek naar dit algentoxine dat het toxine sterk gebonden is aan de algen. Wanneer deze specifieke algensoort in zeer grote hoeveelheden aanwezig is, zoals het geval is in de monsters uit de Oder, moet er ook vanuit worden gegaan dat de De toxineconcentratie is erg hoog. Aangezien alle monsters in een vergevorderd stadium van de algenbloei zijn genomen, kan worden aangenomen dat er een direct verband is met de vis- en weekdierdoding", legt Varga uit. Er is echter nog steeds behoefte aan verder onderzoek naar de toxiciteit van prymnesines, voegde ze eraan toe, en het is nog niet volledig opgehelderd welke andere groepen organismen kunnen worden aangetast, behalve vissen en weekdieren. Dit geldt ook voor mogelijke effecten op het menselijk organisme.

Wetenschappers zijn bezig met het bepalen van de exacte hoeveelheid van het toxine uit de biomassamonsters van de alg en de genomen watermonsters, maar deze procedure is tijdrovender en technisch complexer. "Prymnesinen zijn zeer specifieke organische verbindingen, met tot wel 107 koolstofatomen, voor zover bekend. Hoewel deze verbindingen in principe met geavanceerde massaspectrometers kunnen worden gemeten, analyseren in de praktijk slechts enkele laboratoria in Europa ze, mede omdat er het is weinig nodig om ze te onderzoeken," verklaarde Dr. Stephanie Spahr, leider van de onderzoeksgroep Organische Contaminanten bij IGB.

Er zijn nergens ter wereld analytische normen voor deze toxines beschikbaar. Om deze reden werden de toxines ondubbelzinnig geclassificeerd met behulp van eerder gekarakteriseerde stammen die waren gekweekt aan de Universiteit van Kopenhagen (Per J. Hansen's onderzoeksgroep) en gekarakteriseerd aan de Technische Universiteit van Denemarken (Thomas O. Larsen's onderzoeksgroep) in de context van internationale projecten.

"De Oder lijdt momenteel aan een extreme massale ontwikkeling van planktonalgen. Prymnesium parvum is zeer dominant in alle monsters; in de Oder is deze alg goed voor minstens de helft van de totale algenbiomassa, en zelfs na verdunning door de instroom van de rivier de Warta, staat het nog steeds op 36%. Voor zover ik weet is een dergelijke massale ontwikkeling nog nooit eerder waargenomen in onze zoete wateren. Het fenomeen is waarschijnlijk mogelijk gemaakt door zoutlozingen, overvloedige hoeveelheden voedingsstoffen, hoge watertemperaturen en lange verblijfsduur keer in stuwen en in de ontwikkelde rivier", merkte IGB-wetenschapper Dr. Jan Köhler op, leider van de onderzoeksgroep Fotosynthese en groei van fytoplankton en macrofyten.

"Wat nu ontbreekt, is de genetische karakterisering van de algenstam. Er zijn meer dan 50 stammen van Prymnesium parvum beschreven; ze verschillen enorm in termen van hun milieuvereisten en toxineproductie. De toxines zijn momenteel ingedeeld in drie groepen, waarbij elke groep bestaande uit meer dan tien verschillende toxines; dit vormt een grote uitdaging als het gaat om het bepalen ervan", aldus Jan Köhler.

"We nemen nu direct contact op met de bevoegde autoriteiten zodat de onderzoeksresultaten kunnen worden geïntegreerd in nieuwe meetcampagnes en programma's", zegt IGB-wetenschapper Dr. Tobias Goldhammer, leider van de onderzoeksgroep Nutrient Cycles and Chemical Analytics. Op deze manier kunnen verdere ontwikkelingen op de Oder beter worden gevolgd, voegde hij eraan toe. "Het verhoogde zoutgehalte dat we in de monsters hebben gemeten, komt vaker voor in de Oder; ze worden veroorzaakt door industriële vervuiling in de bovenloop. Als het zoutgehalte niet daalt en we extreem hete en droge zomers blijven ervaren, zal een dergelijke giftige massa ontwikkelingen kunnen zich in de toekomst opnieuw voordoen."

Nieuwe analyse:satellietgegevens bevestigen massale algenbloei in de rivier de Oder

Met behulp van satellietgegevens kan een enorme algenbloei in de rivier de Oder worden gedetecteerd. Experts van Brockmann Consult (een bedrijf voor milieugegevensanalyse en software gevestigd in Hamburg) hebben satellietgegevens van de Europese Copernicus-satelliet Sentinel 2 verwerkt in nauwe samenwerking met het Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) en de AG Modelling Methods in Remote Sensing aan de Universiteit van Leipzig en berekende chlorofylconcentraties, die dienen als indicatoren voor algenbloei.

De Sentinel 2-satelliet heeft een optische sensor die kan worden gebruikt om de kleur van water te bepalen en af ​​te leiden welke kleurgevende stoffen zich in het water bevinden. Kleurgevende pigmenten zoals het chlorofyl in algen veranderen het invallende zonlicht en de sensor aan boord van de satelliet kan deze verandering in het licht detecteren. Hierdoor kunnen ook ongebruikelijk hoge concentraties algen worden gedetecteerd.

In deze eerste analyse werden drie geselecteerde tijdsperioden onderzocht, die eind juli, begin augustus en half augustus drie profielen van chlorofylconcentraties in de rivier de Odra omvatten. Eind juli was de concentratie van de gehele rivierloop ongeveer gemiddeld met een lichte toename in het zuidelijke deel van de rivier rond de stad Opode. Begin augustus wordt een sprong in chlorofylconcentratie waargenomen op het niveau van Wroclaw, en 10 tot 12 dagen later is de algenbloei als een golf verder stroomafwaarts verplaatst en verspreid naar een groter gebied van de rivier de Odra.

De satellietgegevens hebben een groot potentieel om de Odra-ramp verder op te helderen. De nieuwe resultaten zullen helpen om de aanhoudende giftige prymnesiumalgenbloei beter te begrijpen en de oorsprong ervan in ruimte en tijd te beperken. Hiervoor worden aquatisch-ecologische monitoringgegevens en watermonsters gecombineerd met satellietgegevens, die ook beschikbaar zijn vanaf het begin van de milieuramp. Deze analyses worden de komende weken voortgezet. + Verder verkennen

Duitsland:geen enkele oorzaak voor massale afsterving van vissen in de rivier de Oder