Pseudo-nitzschia australis - Википедия - Pseudo-nitzschia australis

Pseudo-nitzschia australis
Научная классификация редактировать
Clade:SAR
Тип:Охрофита
Учебный класс:Bacillariophyceae
Заказ:Бациллярии
Семья:Bacillariaceae
Род:Псевдо-ницския
Разновидность:
P. australis
Биномиальное имя
Pseudo-nitzschia australis
Френгуелли, 1939 г.

Pseudo-nitzschia australis это пеннат диатомовые водоросли Встречается в умеренных и субтропических морских водах, например, у берегов Калифорнии и Аргентины. Эта диатомовая водоросль - вредная микроводоросль.[1] который оказывает токсическое действие на различные организмы за счет производства домоевая кислота, нейротоксин. Токсические эффекты наблюдались у различных хищных организмов, таких как пеликаны, морские львы и люди. При воздействии достаточно высокой дозы эти хищники в результате погибнут, а противоядия нет. Потенциальная косвенная смертность, связанная с P. australis вызывает серьезную озабоченность у людей, поскольку цветут токсичные водоросли, в том числе P. australis, в последние годы продолжает расти по частоте и серьезности. Цветение P. australis считается, что это результат высоких концентраций нитратов и фосфатов в ручьях и речных стоках, а также прибрежного апвеллинга, которые также являются источниками цветения других вредных водорослей.[2]

Морфология

Изображение псевдоницшии

Pseudo-nitzschia australis являются частью рода двусторонне симметричных диатомовых водорослей с защитным слоем клеточной стенки, называемым кремнеземом.[3] План их тела таков, что клетки перекрываются с соседними клетками, что позволяет им образовывать цепочки. Ячейки имеют форму иглы, и перекрытие между ячейками может составлять от одной трети до половины длины каждой ячейки. Общая длина их тела может составлять от 68 до 144 мкм, а ширина - от 3 до 8 мкм.[2]

Жизненный цикл

Pseudo-nitzschia australis может воспроизводиться половым путем и бесполым путем к двойное деление.[4] Половое размножение происходит за счет ауксоспоруляции, при которой гаметы сливаются с образованием зигота. Также было обнаружено, что половое размножение коррелирует с более высоким уровнем производства домоевой кислоты.[5] Рост популяции этого вида носит сезонный характер и может зависеть от количества поднимаемой воды и концентраций питательных веществ, присутствующих у побережья.[4]

Среда обитания

Эти диатомеи в неритическая зона Это означает, что они проживают в мелководных частях океана с глубиной от 0 до 170 метров. Их температурный диапазон составляет от -1 ° C до 29 ° C.[2] Они могут жить в умеренных и субтропических водах. Обычное распространение - Западное побережье Америки, Австралия, Новая Зеландия и северная часть Атлантического океана.[6]

Цветение вредных водорослей

Есть много источников цветение вредных водорослей. Например, прибрежные апвеллинги могут приносить вредные водоросли в поверхностные воды, где они могут фотосинтезировать из-за увеличения количества света в поверхностных водах. Это увеличение фотосинтеза может увеличить воспроизводство водорослей и высвобождение домовой кислоты.[7] Помимо природных явлений, деятельность человека, такая как вырубка лесов и сельское хозяйство, может привести к увеличению содержания питательных веществ в близлежащих водосборах. По мере увеличения уровня питательных веществ в воде популяция водорослей может увеличиваться до чрезмерного уровня. Цветение у тихоокеанского побережья и Мексиканского залива участилось в 21 веке, что, по мнению ученых, может быть связано с глобальным изменением климата.[8] Цветение водорослей считается вредным, когда водоросли вырабатывают токсины, оказывающие пагубное воздействие на экосистему. P. australis вырабатывает домоевую кислоту, что делает их опасными для других организмов.[2]

Воздействие на человека

Амнестическое отравление моллюсками

Домоевая кислота может вызвать Амнестическое отравление моллюсками (ASP) у людей, которые их едят. ASP вызывает беспокойство только тогда, когда количество водорослей в экосистеме увеличивается до высоких уровней во время цветения водорослей. Моллюски подвержены накоплению токсинов из-за их морфологии, как питатели-фильтры. Когда они фильтруют кормовые водоросли, содержащие домовую кислоту, они могут накапливать этот токсин в своих тканях. Яд был обнаружен в таких организмах, как мидии, устрицы, моллюски и крабы. Физические симптомы ASP у людей включают диарею, тошноту, рвоту и спазмы в животе. Неврологические симптомы могут включать головные боли, дезориентацию, головокружение, кратковременную потерю памяти, кому и смерть.[9] Организмы, которые накапливают домойную кислоту, не уменьшают их токсичность.[10]

Экономика

Peudo-nitzschia australius Цветение водорослей может отрицательно сказаться на рыболовстве и местной экономике. Из-за амнестического отравления моллюсками (ASP) и его серьезной угрозы для здоровья человека промыслы необходимо закрывать, когда уровни домоевой кислоты достигают опасного уровня, чтобы защитить безопасность человека.[11] В Новой Зеландии один промысел был закрыт на четыре года, в то время как уровень домоевой кислоты считался слишком высоким, чтобы быть безопасным.[12]

Примечательный Pseudo-nitzschia australis цветет

Монтерей Бэй

Монтерей Бэй, расположенный в центральной Калифорнии, испытал токсичный P. australis цветение водорослей весной 2015 года, что привело к пагубным экологическим проблемам, таким как болезни и смертность морских организмов. Это цветение было вызвано необычно продолжительным периодом потепления океана и апвеллинга, что создало условия, позволившие взорваться. P. australis разновидность. Увеличение доступного азота из апвеллинга позволило увеличить синтез домоевой кислоты. Это событие цветения привело к временному закрытию промыслов, таких как ловля моллюсков и крабов на западном побережье от Калифорнии до Вашингтона из-за вредного воздействия домоевой кислоты на здоровье человека. Закрытие рыбных промыслов привело к запросу от губернатора Калифорнии о федеральном объявлении стихийного бедствия.[11] Последствия этого вредоносного цветения водорослей для дикой природы включали гибель и изъятие большого количества разнообразных морских видов у побережья.[13] Домоевая кислота была обнаружена у морских млекопитающих, таких как киты, дельфины, морские львы, тюлени и морские свиньи.[11]

Французское Атлантическое побережье

Первое отмеченное появление необычного токсичного цветения видов псевдонитцхии на французском атлантическом побережье произошло в 1995 году. Виды псевдоницшии наблюдались в водах каждую весну и осень с 2006 года, но в небольших количествах. 2010 год был необычным годом, когда наблюдалось более сильное цветение, которое, скорее всего, было вызвано апвеллингом и стоком питательных веществ в результате сильного шторма. Кроме того, это был первый год, когда вид P. australis наблюдались. Это цветение привело к запрету на добычу моллюсков из-за накопления токсичной домовой кислоты у двустворчатых моллюсков у побережья.[14]

Пьюджет-Саунд

В P. australis впервые был обнаружен в Вашингтоне у бритвенных моллюсков в 1991 году. Уровни домоевой кислоты превышали стандарты USDFA с 1991 по 2003 год на побережье штата Вашингтон. Токсин вызывает амнестическое отравление моллюсками (ASP), поэтому побережье было закрыто для промысла моллюсков, в то время как была введена программа мониторинга домоевой кислоты. После того, как в 1940 году произошла смерть от ASP, в штате Вашингтон были начаты программы мониторинга для мониторинга уровней домоевой кислоты в морских организмах, которые, как известно, накапливают домойную кислоту.[15]

Токсичность

Домоевая кислота (DA) - нейротоксин, вызывающий Амнестическое отравление моллюсками (ASP) у людей и других хищников, потребляющих зараженные водные организмы, которые потребляли P. australius.[16] DA был изолирован у нескольких видов красных водорослей, но вырабатывается в основном представителями рода Pseudo-nitzschia.

Химическая структура домовой кислоты

Нейротоксичность DA обусловлена ​​его классификацией как рецептор глутамата агонист. An агонист вызывает усиление клеточной функции, поэтому продлевает неврологические сигналы после того, как сигнал должен был перестать существовать. В случае DA рецепторы глутамата активируются, открывая ионно-управляемые каналы в нейронах, что приводит к различным нейротоксическим эффектам.[17] При достаточно высоких дозах организм погибнет от отравления DA, в то время как сублетальные уровни могут вызвать широкий спектр эффектов на центральную нервную систему. Было проведено множество экспериментальных исследований на животных, помимо анализа животных, отравленных DA в природе. Эксперименты показали, что у млекопитающих наблюдаются разнообразные поведенческие и двигательные нарушения, такие как хватание, царапание, подергивание, зевота и взмахивание головой. При вскрытии у организмов, подвергшихся острому и хроническому воздействию DA, были обнаружены поражения мозга вдоль гиппокампа и лимбической системы. Кроме того, серьезные поражения сердца были обнаружены у калифорнийских морских львов, а поражения сетчатки - у некоторых, но не у всех исследованных видов.[18] DA проявляет как острую, так и хроническую токсичность и не имеет известного антидота.[19]

Воздействие на морскую жизнь

Морские млекопитающие и морские птицы проявляют неблагоприятные эффекты при контакте с Домоевая кислота включая неврологические эффекты и смертность.[20] Однако такие организмы, как моллюски и рыба, могут глотать и накапливать домоевую кислоту без вредных последствий.[21] Несмотря на то, что эти организмы не действуют, они могут способствовать накоплению токсичности в организмах, которые их поедают. Домоевая кислота может накапливаться в пищевой цепи и вызывать неблагоприятные эффекты у морских организмов, находящихся в более высоком состоянии. трофические уровни. Это может вызвать неврологические синдромы, желудочно-кишечные синдромы, острые проблемы с сетчаткой, моторные сенсорные аномалии, пороки сердца и морфологические изменения мозга.[22]

Рекомендации

  1. ^ «Таксономический справочный список вредных микроводорослей (ВЦВ) МОК-ЮНЕСКО». www.marinespecies.org. Получено 2019-06-05.
  2. ^ а б c d «EOS - проект энциклопедии фитопланктона». www.eoas.ubc.ca. Получено 2019-06-05.
  3. ^ Кувата, Акира; Джусон, Дэвид Х. (2015), Оцука, Сусуму; Сузаки, Тошинобу; Хоригути, Такео; Судзуки, Норитоши (ред.), "Экология и эволюция морских диатомовых водорослей и пармал", Морские протисты: разнообразие и динамика, Springer Japan, стр. 251–275, Дои:10.1007/978-4-431-55130-0_10, ISBN  9784431551300
  4. ^ а б Фигероа, Роза Изабель; Эстрада, Марта; Гарсес, Эстер (2018). «Истории жизни видов микроводорослей, вызывающих вредоносное цветение: гаплоиды, диплоиды и актуальность бентосных стадий». Вредные водоросли. 73: 44–57. Дои:10.1016 / j.hal.2018.01.006. ISSN  1568-9883. PMID  29602506.
  5. ^ Петерсон, Джей; Хантер, Мэтт; Фишер, Дженнифер; Петерсон, Уильям; Ду Сюнин (2016-10-12). «Зарождение и развитие токсичного и стойкого цветения псевдо-нитцскии у побережья Орегона весной / летом 2015 года». PLOS ONE. 11 (10): e0163977. Bibcode:2016PLoSO..1163977D. Дои:10.1371 / journal.pone.0163977. ISSN  1932-6203. ЧВК  5061394. PMID  27732630.
  6. ^ "WoRMS - Всемирный регистр морских видов - Pseudo-nitzschia australis Frenguelli, 1939". www.marinespecies.org. Получено 2019-06-05.
  7. ^ Хашек, Ванда М., редактор. Руссо, Колин Джордж, 1954- редактор. Валлиг, Мэтью А., редактор. (2013). Справочник Хашека и Руссо по токсикологической патологии. Академическая пресса. ISBN  9780124157651. OCLC  849352060.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ Агентство по охране окружающей среды США, OW (05.09.2013). «Изменение климата и вредоносное цветение водорослей». Агентство по охране окружающей среды США. Получено 2019-06-05.
  9. ^ «Амнестическое отравление моллюсками (ASP) :: Департамент здравоохранения штата Вашингтон». www.doh.wa.gov. Получено 2019-06-07.
  10. ^ «Вредное цветение водорослей угрожает общественному здоровью и экономической стабильности на западном побережье». Наука в новостях. 2015-09-19. Получено 2019-06-08.
  11. ^ а б c Ryan, J. P .; Kudela, R.M .; Birch, J.M .; Блюм, М .; Bowers, H.A .; Chavez, F. P .; Doucette, G.J .; Hayashi, K .; Марин Р. (05.06.2017). «Причинно-следственная связь чрезвычайно опасного цветения водорослей в заливе Монтерей, Калифорния, во время теплой аномалии в северо-восточной части Тихого океана в 2014–2016 годах». Письма о геофизических исследованиях. 44 (11): 5571–5579. Bibcode:2017GeoRL..44.5571R. Дои:10.1002 / 2017gl072637. ISSN  0094-8276.
  12. ^ Родос, Лесли; Схолин, Крис; Гартвейт, Ян (1998–2005). «Pseudo-nitzschia в Новой Зеландии и роль ДНК-зондов и иммуноанализов в совершенствовании программ мониторинга морских биотоксинов». Природные токсины. 6 (3–4): 105–111. Дои:10.1002 / (sici) 1522-7189 (199805/08) 6: 3/4 <105 :: aid-nt13> 3.0.co; 2-9. ISSN  1056-9014. PMID  10223626.
  13. ^ Фултон-Беннет, Ким (05.06.2017). «Что вызвало самое токсичное цветение водорослей, когда-либо наблюдавшееся в заливе Монтерей?». MBARI. Получено 2019-06-05.
  14. ^ Незан, Элизабет Чомерат, Николя Бильен, Гвенаэль Бульбен, Сильвиана Дюваль, Одри Риккарт, Мирей (2010). Pseudo-nitzschia australis на французском атлантическом побережье - необычное токсичное цветение. МОК ЮНЕСКО. OCLC  1083122397.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  15. ^ "Вредное цветение водорослей в Пьюджет-Саунд | Энциклопедия Пьюджет-Саунд". www.eopugetsound.org. Получено 2019-06-07.
  16. ^ Альварес, Гонсало; Урибе, Эдуардо; Quijano-Scheggia, Sonia; Лопес-Ривера, Америка; Мариньо, Кармен; Бланко, Хуан (01.09.2009). «Производство домойной кислоты Pseudo-nitzschia australis и Pseudo-nitzschia calliantha, выделенными из Северного Чили». Вредные водоросли. 8 (6): 938–945. Дои:10.1016 / j.hal.2009.05.005. HDL:10533/197729. ISSN  1568-9883.
  17. ^ Мур, Брэдли С .; Аллен, Эндрю Э .; Хатчинс, Дэвид А .; Смит, Дж. Джейсон; Оборник, Мирослав; Лухавая, Ханна; Bielinski, Vincent A .; Бертран, Эрин М .; Майлз, Захари Д. (28.09.2018). «Биосинтез нейротоксина домовой кислоты в цветущих диатомовых водорослях». Наука. 361 (6409): 1356–1358. Bibcode:2018Научный ... 361.1356B. Дои:10.1126 / science.aau0382. ISSN  0036-8075. ЧВК  6276376. PMID  30262498.
  18. ^ Хашек, Ванда; Руссо, Колин (2013). Справочник Хашека и Руссо по токсикологической патологии. Elsevier Science & Technology. С. 1159–1162. ISBN  9780124157590.
  19. ^ Брансон, Джон К .; Маккинни, Шон М. К .; Chekan, Jonathan R .; МакКроу, Джон П .; Майлз, Захари Д.; Бертран, Эрин М .; Bielinski, Vincent A .; Лухавая, Ханна; Оборник, Мирослав (28.09.2018). «Биосинтез нейротоксина домовой кислоты в цветущих диатомовых водорослях». Наука. 361 (6409): 1356–1358. Bibcode:2018Научный ... 361.1356B. Дои:10.1126 / science.aau0382. ISSN  0036-8075. ЧВК  6276376. PMID  30262498.
  20. ^ Баргу, Сибел; Пауэлл, Кристин Л .; Ван, Чжихун; Doucette, Грегори Дж .; Сильвер, Мэри У. (1 января 2008 г.). «Примечание о наличии Pseudo-nitzschia australis и домоевой кислоты у кальмаров из Монтерейского залива, Калифорния (США)». Вредные водоросли. 7 (1): 45–51. Дои:10.1016 / j.hal.2007.05.008. ISSN  1568-9883.
  21. ^ «Отравление домоевой кислотой». Северо-западный научный центр рыболовства. Получено 7 июня, 2019.
  22. ^ Пулидо, Ольга М. (2008). «Токсикологическая патология домоевой кислоты: обзор». Морские препараты. 6 (2): 180–219. Дои:10.3390 / md20080010. ISSN  1660-3397. ЧВК  2525487. PMID  18728725.