Их исследование, опубликованное в журнале Ecology Letters, представляет собой первое исследование в континентальном масштабе исторических изменений уровней цианобактерий, научного термина для фотосинтезирующих бактерий, которые образуют сине-зеленую пену на поверхности прудов и озер в жаркие летние месяцы. Цветение цианобактерий представляет серьезную угрозу для источников питьевой воды, поскольку некоторые виды содержат токсины, вредные для печени или нервной системы.
«Мы обнаружили, что популяции цианобактерий во многих озерах очень сильно увеличились с момента появления промышленных удобрений и быстрого роста городов», — говорит Зофия Тарану, которая руководила исследованием в качестве кандидата наук в отделе биологии Макгилла. «Хотя мы уже знали, что цианобактерии предпочитают теплые и богатые питательными веществами условия, наше исследование также является первым, показывающим, что влияние питательных веществ, таких как фосфор и азот, подавляет влияние глобального потепления».Затронутые альпийские озераВ исследовании участвовали исследователи из Франции, Италии, Испании, Великобритании, Малайзии и всей Канады.
Хотя увеличение численности цианобактерий в сельскохозяйственных бассейнах соответствовало их ожиданиям, ученые были удивлены, обнаружив, что количество цианобактерий также увеличилось во многих отдаленных альпийских озерах. На этих участках более высокие температуры и нагрузка биогенными веществами из атмосферных источников, вероятно, сыграли большую роль, чем прямой сельскохозяйственный сток.
Плотное цветение водорослей стало основным элементом освещения в летние периоды в средствах массовой информации — и вызывает растущую озабоченность домовладельцев на берегу озера — в некоторых регионах, но до сих пор практически не проводилось долгосрочного крупномасштабного обобщения данных об этом явлении. . Это оставляло место для сомнений в том, действительно ли наблюдается рост вредоносного цветения водорослей, или же сообщества просто лучше оснащены для выявления цветения и сообщения о нем, когда оно происходит.Быстрый рост числа цианобактерий, выявленный в ходе исследования, указывает на возможность параллельного увеличения концентрации вредных цианотоксинов, говорит Тарану, который в настоящее время является научным сотрудником Университета Монреаля.
Хотя потенциально токсичные виды не синтезируют токсины постоянно, исследования показали, что одним из лучших предикторов концентрации токсинов в озерах является общая численность цианобактерий.Цианобактерии могут вырабатывать токсины, вызывающие повреждение печени или нервной системы. Наиболее частыми симптомами острого воздействия вредоносного цветения водорослей являются кожная сыпь или раздражение, гастроэнтерит и респираторный дистресс. Хроническое воздействие низких доз на протяжении всей жизни также может привести к опухолям печени или эндокринным нарушениям.
Предварительные исследования также предполагают, что недавно выделенный цианотоксин может стать более концентрированным в пищевых цепочках и может быть связан с формированием прогрессирующих нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Альцгеймера, Паркинсона и БАС. Хотя эта последняя работа все еще вызывает споры среди ученых, «наши результаты подчеркивают важность дальнейших исследований в этой области», — говорит Тарану.
Сотрудничество необходимо для решения проблемы«Наша работа показывает, что нам как обществу нужно работать усерднее, чтобы сократить сброс питательных веществ в поверхностные воды», — говорит Ирен Грегори-Ивз, доцент биологии в McGill и соавтор исследования. «Поскольку диффузная загрузка биогенных веществ (в отличие от сточных вод на конце трубы) является основной проблемой, нам необходимо наладить сотрудничество для решения этой сложной проблемы. Например, начинают возникать партнерские отношения между учеными и фермерами, занимающимися вопросами пресной воды, и многое другое необходимо, чтобы мы могли найти баланс между максимальным урожаем сельскохозяйственных культур и минимизацией избыточного внесения удобрений ».