Una floración de algas o la floración de algas es un rápido aumento o acumulación en la población de algas en sistemas de agua dulce o marina, y se reconoce por la decoloración en el agua de sus pigmentos. [2] Las cianobacterias se confundían con algas en el pasado, por lo que las floraciones de cianobacterias también se denominan floraciones de algas. Las floraciones que pueden dañar a los animales o la ecología se denominan " floraciones de algas nocivas " (HAB) y pueden provocar la muerte de peces, ciudades que cortan el agua a los residentes o estados que tienen que cerrar la pesca. Una floración puede impedir que la luz solar llegue a otros organismos, agotar los niveles de oxígeno en el agua y algunas algas incluso secretan toxinas en el agua.
Blooming [ editar ]
Dado que 'algas' es un término amplio que incluye organismos de tamaños, tasas de crecimiento y requerimientos de nutrientes muy diferentes, no hay un nivel de umbral reconocido oficialmente en cuanto a lo que se define como una floración. Para algunas especies, se puede considerar que las algas están floreciendo en concentraciones que alcanzan millones de células por mililitro, mientras que otras forman floraciones de decenas de miles de células por litro. Los pigmentos fotosintéticos en las células de algas determinan el color de la floración de algas y, por lo tanto, suelen ser de color verdoso, pero también pueden ser una amplia variedad de otros colores como el amarillo, marrón o rojo, según las especies de algas y Tipo de pigmentos que contienen.
Las floraciones de color verde brillante en los sistemas de agua dulce son frecuentemente el resultado de cianobacterias (conocidas coloquialmente como "algas azul-verdes" como resultado de su confusa historia taxonómica) como Microcystis . Las floraciones también pueden consistir en especies macroalgales (no fitoplanctónicas ). Estas flores son reconocibles por grandes hojas de algas que pueden llegar a la costa.
De particular importancia son las raras floraciones de algas dañinas (HAB), que son eventos de floración de algas que involucran fitoplancton tóxico o dañino, como los dinoflagelados del género Alexandrium y Karenia , o diatomeas del género Pseudo-nitzschia . Tales floraciones a menudo toman un tono rojo o marrón y se conocen coloquialmente como mareas rojas .
Floraciones de algas de agua dulce [ editar ]
Las floraciones de algas de agua dulce son el resultado de un exceso de nutrientes , particularmente algunos fosfatos . [3] [4] El exceso de nutrientes puede provenir de fertilizantes que se aplican a la tierra con fines agrícolas o recreativos. También pueden provenir de productos de limpieza del hogar que contienen fósforo . [5]Estos nutrientes pueden luego ingresar a las cuencas a través de la escorrentía de agua. [6] El exceso de carbonoy nitrógeno también se han sospechado como causas. Presencia de carbonato de sodio residual. actúa como catalizador para que las algas florezcan proporcionando dióxido de carbono disuelto para mejorar la fotosíntesis en presencia de nutrientes.
Cuando se introducen fosfatos en los sistemas de agua, las concentraciones más altas causan un mayor crecimiento de algas y plantas. Las algas tienden a crecer muy rápidamente bajo una alta disponibilidad de nutrientes, pero cada alga es de corta duración, y el resultado es una alta concentración de materia orgánica muerta que comienza a descomponerse. El proceso de descomposición consume oxígeno disuelto en el agua, lo que resulta en condiciones hipóxicas . Sin suficiente oxígeno disuelto en el agua, los animales y las plantas pueden morir en grandes cantidades. El uso de un tubo Olszewski puede ayudar a combatir estos problemas con la abstinencia hipolimnética.
Se pueden observar floraciones en acuarios de agua dulce cuando los peces están sobrealimentados y el exceso de nutrientes no es absorbido por las plantas. Estos son generalmente dañinos para los peces, y la situación se puede corregir cambiando el agua en el tanque y luego reduciendo la cantidad de alimentos que se dan.
Floraciones de algas nocivas [ editar ]
Una floración de algas dañina (HAB) es una floración de algas que causa impactos negativos en otros organismos a través de la producción de toxinas naturales, daño mecánico a otros organismos o por otros medios. Los HAB a menudo se asocian con eventos de mortalidad marina a gran escala y se han asociado con varios tipos de intoxicación por mariscos . [7]
En estudios a nivel de población, la cobertura de la floración se ha relacionado significativamente con el riesgo de muerte por enfermedad hepática no alcohólica . [8]
Fondo [ editar ]
En el entorno marino, los organismos unicelulares, microscópicos, similares a las plantas, se encuentran naturalmente en la capa superficial bien iluminada de cualquier cuerpo de agua. Estos organismos, denominados fitoplancton o microalgas , forman la base de la red alimentaria de la que dependen casi todos los demás organismos marinos. De las más de 5000 especies de fitoplancton marino que existen en todo el mundo, se sabe que alrededor del 2% son dañinas o tóxicas. [9] Las floraciones de algas dañinas pueden tener impactos grandes y variados en los ecosistemas marinos, dependiendo de las especies involucradas, el ambiente donde se encuentran y el mecanismo por el cual ejercen efectos negativos.
Se ha observado que las floraciones de algas nocivas causan efectos adversos en una amplia variedad de organismos acuáticos, especialmente mamíferos marinos, tortugas marinas, aves marinas y peces de aleta. Los impactos de las toxinas HAB en estos grupos pueden incluir cambios dañinos en sus capacidades de desarrollo, inmunológicas, neurológicas o reproductivas. Los efectos más conspicuos de los HAB en la vida silvestre marina son los eventos de mortalidad a gran escala asociados con la proliferación de toxinas. Por ejemplo, en la primavera de 2004, se produjo un evento de mortalidad masiva de 107 delfines en el maníaco de la Florida debido a la ingestión de menhaden contaminado con altos niveles de brevetoxina . [10] La mortalidad de los manatíes también se ha atribuido a la brevetoxina, pero a diferencia de los delfines, el principal vector de toxina fue la especie endémica de pastos marinos ( Thalassia testudinum ) en la que se detectaron altas concentraciones de brevetoxinas y posteriormente se encontró como un componente principal del contenido estomacal de los manatíes. [10]
Otras especies de mamíferos marinos, como la ballena derecha del Atlántico norte, en gran peligro de extinción , se han expuesto a las neurotoxinas al atacar el zooplancton altamente contaminado . [11] Debido a que el hábitat de verano de esta especie se superpone con las floraciones estacionales del dinoflagelado tóxico Alexandrium fundyense y el subsiguiente pastoreo de copépodos, las ballenas francas que se alimentan de grandes cantidades ingerirán grandes concentraciones de estos copépodos contaminados . La ingestión de tales presas contaminadas puede afectar las capacidades respiratorias, el comportamiento de alimentación y, en última instancia, la condición reproductiva de la población. [11]
Las respuestas del sistema inmunológico se han visto afectadas por la exposición a la brevetoxina en otra especie en peligro crítico, la tortuga boba . La exposición a la brevetoxina, a través de la inhalación de toxinas en aerosol y la ingestión de presas contaminadas, puede tener signos clínicos de letargo incrementado y debilidad muscular en las tortugas bobas marinas, lo que hace que estos animales lleguen a tierra en un estado metabólico disminuido con un aumento de las respuestas del sistema inmunológico en el análisis de sangre. [12] Ejemplos de efectos dañinos comunes de los HAB incluyen:
- La producción de neurotoxinas que causan mortalidades masivas en peces, aves marinas, tortugas marinas y mamíferos marinos.
- Enfermedad humana o muerte a través del consumo de mariscos contaminados por algas tóxicas [13]
- daño mecánico a otros organismos, como la alteración de los tejidos de las branquias epiteliales en los peces, lo que resulta en asfixia
- Agotamiento de la columna de agua (hipoxia o anoxia ) por la respiración celular y la degradación bacteriana.
Debido a sus impactos económicos y de salud negativos, los HAB a menudo son monitoreados cuidadosamente. [14] [15]
Los HAB ocurren en muchas regiones del mundo y en los Estados Unidos son fenómenos recurrentes en múltiples regiones geográficas. El golfo de Maine experimenta frecuentemente floraciones del dinoflagelado Alexandrium fundyense , un organismo que produce saxitoxina , la neurotoxina responsable de la intoxicación paralítica por mariscos . La conocida "marea roja de Florida" que se presenta en el Golfo de México es una HAB causada por Karenia brevis , otro dinoflagelado que produce brevetoxina, la neurotoxina responsable de la intoxicación neurotóxica de los mariscos . Las aguas costeras de California también experimentan floraciones estacionales de Pseudo-nitzschia , una diatomeaSe sabe que produce ácido domoico , la neurotoxina responsable de la intoxicación amnésica por mariscos . En la costa oeste de Sudáfrica , los HAB causados por Alexandrium catanella ocurren cada primavera. Estas floraciones de organismos causan severas interrupciones en las pesquerías de estas aguas, ya que las toxinas en el fitoplancton hacen que los mariscos que se alimentan por filtración en las aguas afectadas se vuelvan venenosos para el consumo humano. [dieciséis]
Si el evento HAB produce una concentración suficientemente alta de algas, el agua puede decolorarse o volverse turbia, variando en color de púrpura a casi rosado, normalmente siendo rojo o verde. No todas las floraciones de algas son lo suficientemente densas como para causar la decoloración del agua.
Mareas rojas [ editar ]
Marea roja es un término que se usa a menudo como sinónimo de HAB en áreas costeras marinas; sin embargo, el término es engañoso ya que la proliferación de algas puede variar ampliamente en color, y el crecimiento de algas no está relacionado con las mareas . El términofloración de algas o floración de algas dañinas ha reemplazado a la marea roja como la descripción apropiada de este fenómeno.
Causas de HABs [ editar ]
No está claro qué causa HABs; su presencia en algunos lugares parece ser completamente natural, [17] mientras que en otros parece ser el resultado de actividades humanas. [18]Además, hay muchas especies diferentes de algas que pueden formar HAB, cada una con diferentes requisitos ambientales para un crecimiento óptimo. La frecuencia y la gravedad de los HAB en algunas partes del mundo se han relacionado con una mayor carga de nutrientes de las actividades humanas. En otras áreas, los HAB son una ocurrencia estacional predecible que resulta del surgimiento costero, un resultado natural del movimiento de ciertas corrientes oceánicas. [19]El crecimiento del fitoplancton marino (tanto no tóxico como tóxico) generalmente está limitado por la disponibilidad de nitratos y fosfatos, que pueden ser abundantes en las zonas costeras de surgencia y en la escorrentía agrícola. El tipo de nitratos y fosfatos disponibles en el sistema también es un factor, ya que el fitoplancton puede crecer a diferentes velocidades dependiendo de la abundancia relativa de estas sustancias (por ejemplo , amoníaco , urea , ion nitrato). Una variedad de otras fuentes de nutrientes también pueden desempeñar un papel importante en la formación de la floración de algas, incluido el hierro, la sílice o el carbono. La contaminación del agua costera producida por los seres humanos (incluida la fertilización con hierro) y el aumento sistemático de la temperatura del agua del marTambién se han sugerido como posibles factores contribuyentes en HABs. [20] Se cree que otros factores, como el flujo de polvo rico en hierro de grandes áreas desérticas como el Sahara, desempeñan un papel en la causa de los HAB. [21] Algunas floraciones de algas en la costa del Pacífico también se han relacionado con ocurrencias naturales de oscilaciones climáticas a gran escala, como los eventos de El Niño . HABs también están vinculados a fuertes lluvias. [22] Mientras que los HAB en el Golfo de México han estado ocurriendo desde la época de los primeros exploradores como Cabeza de Vaca , [23] no está claro qué inicia estas floraciones y qué tan grande es el papel antropogénico.Y los factores naturales juegan en su desarrollo. Tampoco está claro si el aumento aparente en la frecuencia y severidad de los HAB en varias partes del mundo es en realidad un aumento real o se debe a un mayor esfuerzo de observación y avances en la tecnología de identificación de especies. [24] [25] Sin embargo, investigaciones recientes encontraron que el calentamiento de las temperaturas de verano en la superficie de los lagos, que aumentaron en 0,34 ° C década por década entre 1985 y 2009 debido al calentamiento global , también aumentará la proliferación de algas en un 20% en la próxima siglo. [26]
Buscando soluciones [ editar ]
La disminución de las poblaciones de mariscos que se alimentan por filtración, como las ostras , probablemente contribuye a la aparición de HAB. [27] Como tal, numerosos proyectos de investigación están evaluando el potencial de las poblaciones de mariscos restauradas para reducir la ocurrencia de HAB. [28] [29] [30]
Dado que muchas floraciones de algas son causadas por una gran afluencia de escorrentía rica en nutrientes en un cuerpo de agua, los programas para tratar las aguas residuales, reducir el uso excesivo de fertilizantes en la agricultura y reducir el flujo de escorrentía pueden ser efectivos para reducir las floraciones de algas en las bocas de los ríos , estuarios , y el océano directamente en frente de la boca del río.
Apariciones notables [ editar ]
- Lingulodinium polyedrum produce muestras brillantes de bioluminiscencia en las cálidas aguas costeras. Visto en el sur de California regularmente desde al menos 1901. [31]
- En 1972, una marea roja fue causada en Nueva Inglaterra por un dinoflagelado tóxico Alexandrium (Gonyaulax) tamarense . [32]
- La floración de algas más grande registrada fue la floración cianobacteriana del río Darling de 1991 , en gran parte de Anabaena circinalis , entre octubre y diciembre de 1991 a más de 1.000 kilómetros (620 millas) de los ríos Barwon y Darling . [33]
- En 2005, se descubrió que el HAB canadiense se había desplazado más al sur que en años anteriores por un barco llamado The Oceanus, que cerraba lechos de mariscos en Maine y Massachusetts y alertaba a las autoridades en el sur de Montauk ( Long Island , NY) para verificar su las camas [34] Los expertos que descubrieron los quistes reproductores en los fondos marinos advierten de una posible propagación a Long Island en el futuro, deteniendo la pesca y la industria de mariscos de la zona y amenazando el comercio turístico, que constituye una parte importante de la economía de la isla.
- En 2008, se encontraron grandes floraciones de algas policlikoide de Cochlodinium a lo largo de la bahía de Chesapeake y afluentes cercanos como el río James, que causaron daños por millones de dólares y numerosos cierres de playas. [22]
- En 2009, Brittany, Francia experimentó floraciones de algas recurrentes causadas por la alta cantidad de fertilizantes que se descargan en el mar debido a la cría intensiva de cerdos , causando emisiones de gases letales que han llevado a un caso de inconsciencia humana y tres muertes de animales. [35]
- En 2010, el hierro disuelto en las cenizas del volcán Eyjafjallajökull provocó una floración de plancton en el Atlántico Norte . [36]
- En 2013, se produjo una floración de algas en Qingdao , China , por lechuga de mar . [37]
- En 2014, Myrionecta rubra (anteriormente conocida como Mesodinium rubrum ), una protista ciliada que ingiere algas cryptomonad , causó una floración en la costa sureste de Brasil . [38]
- En 2014, las algas verde azuladas causaron una floración en la cuenca occidental del lago Erie , envenenando el sistema de agua de Toledo, Ohio , conectado a 500,000 personas. [39]
- En 2016, una floración de algas dañina en Florida cerró varias playas (por ejemplo, Palm Beach, Florida ). Las floraciones consistían en varios géneros dañinos de algas.
- En 2019, una floración dañina en el lago Chris Greene de Virginia que había sido tratada fue nuevamente abierta al público, pero el agua continúa siendo analizada para eliminar todas las bacterias y venenos dañinos. [40]
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