Rote Flut - Red tide

Nicht zu verwechseln mit Crimson Tide oder Pink Tide .
Weitere Informationen: Schädliche Algenblüte
Rote Flut in einem Hafen, Japan
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Rote Gezeiten sind ein Phänomen der Verfärbung der Meeresoberfläche. Es ist eine gebräuchliche Bezeichnung für schädliche Algenblüten, die entlang von Küstenregionen auftreten, die durch große Konzentrationen von aquatischen Mikroorganismen wie Protozoen und einzelligen Algen (zB Dinoflagellaten und Diatomeen ) entstehen. Der terrestrische Abfluss, der Düngemittel, Abwasser und tierische Abfälle enthält, transportiert reichlich Nährstoffe in das Meerwasser und stimuliert Blütenereignisse. Natürliche Ursachen wie Flussüberschwemmungen oder das Aufquellen von Nährstoffen aus dem Meeresboden , oft nach massiven Stürmen, liefern Nährstoffe und lösen auch Blütenereignisse aus. Zunehmende Küstenentwicklungen und Aquakultur tragen ebenfalls zum Auftreten von Roten Fluten bei. Schädliche Algenblüten können weltweit auftreten und natürliche Zyklen können regional variieren.

Das Wachstum und die Persistenz einer Algenblüte hängt von Windrichtung und -stärke, Temperatur, Nährstoffen und Salzgehalt ab . Red-Tide-Arten können in Ozeanen, Buchten und Flussmündungen gefunden werden , aber sie können in Süßwasserumgebungen nicht gedeihen . Bestimmte Arten von Phytoplankton und Dinoflagellaten wie Gonyaulax kommen in roten Fluten vor und enthalten photosynthetische Pigmente , die in der Farbe von braun bis rot variieren. Diese Organismen vermehren sich so schnell, dass sie das Meer rot erscheinen lassen. Bei hohen Algenkonzentrationen kann das Wasser verfärbt oder trüb erscheinen . Die auffälligsten Auswirkungen der Roten Fluten sind die damit verbundenen Todesfälle von Wildtieren und die schädliche Exposition des Menschen. Die Produktion natürlicher Giftstoffe wie Brevetoxine und Ichthyotoxine ist schädlich für das Leben im Meer . Die Auswirkungen der Roten Fluten können sich aufgrund der windgetriebenen Langmuir-Zirkulation und ihrer biologischen Auswirkungen lokal verschlimmern .

Schädliche Toxine, die von der Roten Flut produziert werden

Exposition gegenüber Meereslebewesen

Rote Fluten treten auf natürliche Weise vor den Küsten auf der ganzen Welt auf. Marine Dinoflagellaten produzieren Ichthyotoxine, aber nicht alle roten Fluten sind schädlich. Wenn rote Fluten auftreten, werden tote Fische bis zu zwei Wochen lang an Land gespült, nachdem eine rote Flut das Gebiet durchquert hat. Die giftigen Algen töten nicht nur Fische, sondern kontaminieren auch Schalentiere. Einige Weichtiere sind nicht anfällig für das Toxin und speichern es in ihrem Fettgewebe. Durch den Verzehr der für die Rote Flut verantwortlichen Organismen können Schalentiere das von diesen Organismen produzierte Saxitoxin ansammeln und zurückhalten . Saxitoxin blockiert die Natriumkanäle und die Einnahme kann innerhalb von 30 Minuten zu einer Lähmung führen . Andere Tiere, die die Schalentiere essen, sind anfällig für das Neurotoxin, was zu einer neurotoxischen Schalentiervergiftung und manchmal sogar zum Tod führt. Die meisten Weichtiere und Muscheln filtern Futter, was zu höheren Konzentrationen des Toxins führt, als nur das Wasser zu trinken. Scaup zum Beispiel sind Tauchenten, deren Nahrung hauptsächlich aus Weichtieren besteht. Wenn die Schalentiere die filtrierenden Schalentiere fressen, die hohe Mengen des Rottide-Toxins angesammelt haben, wird ihre Population zu einem Hauptziel für Vergiftungen. Aber auch Vögel, die keine Weichtiere fressen, können betroffen sein, indem sie einfach tote Fische am Strand essen oder das Wasser trinken. Die von den Blüten freigesetzten Giftstoffe können Meerestiere wie Delfine , Meeresschildkröten, Vögel und Seekühe töten . Seekühe können Brevetoxine einatmen, und da Brevetoxine durch trophische Ebenen des Nahrungsnetzes übertragen werden können, können sie es auch aufnehmen. Seekühe haben auch eine Immunantwort auf Rote Gezeiten und ihre Toxine, die sie noch anfälliger für andere Stressoren machen können. Aufgrund dieser Anfälligkeit können Seekühe entweder an den unmittelbaren oder den Nachwirkungen der Roten Flut sterben. Fischen wie Atlantischer Hering, Amerikanischer Seelachs, Winterflunder, Atlantischer Lachs und Kabeljau wurden diese Toxine in einem Experiment oral verabreicht, und innerhalb von Minuten begannen die Probanden einen Gleichgewichtsverlust zu zeigen und begannen in einem unregelmäßigen, zuckenden Muster zu schwimmen. gefolgt von Lähmung und flacher, arrhythmischer Atmung und schließlich Tod nach etwa einer Stunde. Auch auf die Gedächtnisfunktionen von Seelöwen hat sich die Rote Flut negativ ausgewirkt.

Exposition des Menschen

Der Mensch wird von den Red-Tide-Arten durch die Aufnahme von unsachgemäß geernteten Schalentieren, das Einatmen aerosolisierter Brevetoxine (zB PbTx- oder Ptychodiscus- Toxine) und in einigen Fällen Hautkontakt betroffen . Die Brevetoxine binden an spannungsgesteuerte Natriumkanäle , wichtige Strukturen der Zellmembranen. Die Bindung führt zu einer anhaltenden Aktivierung von Nervenzellen, die die neuronale Übertragung stört und zu Gesundheitsproblemen führt. Diese Toxine entstehen im Einzeller oder als Stoffwechselprodukt. Die beiden Haupttypen von Brevetoxinverbindungen haben ähnliche, aber unterschiedliche Rückgratstrukturen. PbTx-2 ist das primäre intrazelluläre Brevetoxin, das von K. brevis- Blüten produziert wird. Im Laufe der Zeit kann das PbTx-2-Brevetoxin jedoch durch Stoffwechselveränderungen in PbTx-3 umgewandelt werden. Forscher fanden heraus, dass PbTx-2 das primäre intrazelluläre Brevetoxin ist, das sich im Laufe der Zeit in PbTx-3 umwandelt.

In den meisten Fällen, wie in den USA, werden die von Menschen verzehrten Meeresfrüchte regelmäßig vom USDA auf Giftstoffe getestet, um einen sicheren Verzehr zu gewährleisten. Eine unsachgemäße Ernte von Schalentieren kann jedoch beim Menschen zu einer paralytischen Schalentiervergiftung und einer neurotoxischen Schalentiervergiftung führen. Einige Symptome sind Schläfrigkeit, Durchfall, Übelkeit, Verlust der motorischen Kontrolle, Kribbeln, Taubheitsgefühl oder Schmerzen in den Extremitäten, Inkohärenz und Atemlähmung. Berichte über Hautreizungen nach dem Schwimmen im Meer während einer Roten Flut sind häufig, daher sollten die Menschen versuchen, die Rote Flut zu vermeiden, wenn sie in der Gegend ist.

Wenn die roten Gezeitenzellen platzen, geben sie extrazelluläre Brevetoxine an die Umwelt ab. Einige von ihnen bleiben im Ozean, während andere Partikel aerosolisiert werden. Bei auflandigen Winden können Brevetoxine durch blasenvermittelten Transport aerosolisiert werden, was unter anderem zu Reizungen der Atemwege, Bronchokonstriktion , Husten und Keuchen führt. An einem windigen Tag wird empfohlen, den Kontakt mit dem aerosolisierten Toxin zu vermeiden. Diese Personen berichten von einer Abnahme der Atemfunktion nach nur 1 Stunde Exposition gegenüber einem K. brevis -Rotflutstrand und diese Symptome können tagelang anhalten. Bei Personen mit schweren oder anhaltenden Atemwegserkrankungen (wie chronische Lungenerkrankung oder Asthma) können stärkere Nebenwirkungen auftreten. Der National Ocean Service der National Oceanic and Atmospheric Administration ( National Oceanic and Atmospheric Administration) erstellt einen öffentlichen Zustandsbericht, in dem mögliche Auswirkungen von Atemwegsreizungen in von Roter Flut betroffenen Gebieten aufgezeigt werden.

Der vom Center for Disease Control (CDC) bereitgestellte ICD-10-Diagnosecode ist Z77.121. Es gilt für Folgendes:

  • Kontakt mit und (vermutete) Exposition gegenüber (schädlichen) Algenblüten NOS
  • Kontakt mit und (vermutete) Exposition gegenüber Brown Tide
  • Kontakt mit und (vermutete) Exposition gegenüber Cyanobakterien (auch bekannt als Blaualgen) blühen
  • Kontakt mit und (vermutete) Exposition gegenüber Florida Red Tide
  • Kontakt mit und (vermutete) Exposition gegenüber Pfiesteria piscicida
  • Kontakt mit und (vermutete) Exposition gegenüber Roter Flut

Terminologie

Nicht alle roten Fluten werden von Dinoflagellaten produziert. Die mixotrophen ciliate Mesodinium rubrum produziert nicht-toxische Blüten gefärbt tief durch Chloroplasten rot aus den Algen frisst es versklavt 
Bei dem oben bezeichneten Dinoflagellat handelt es sich um die mikroskopisch kleine Alge Karenia brevis . Es ist die Ursache der roten Flut im Golf von Mexiko. Die Algen treiben sich selbst mit einem Längsgeißel (A) und einem Quergeißel (B) voran. Das Längsgeißel liegt in einer rillenartigen Struktur, die als Cingulum (F) bezeichnet wird. Der Dinoflagellat ist in einen oberen Teil, der als Epitheca (C) bezeichnet wird, in dem sich das apikale Horn befindet (E) und einen unteren Teil, der als Hypotheca (D) bezeichnet wird, unterteilt.

Red Tide ist ein umgangssprachlicher Begriff, der verwendet wird, um sich auf eines von einer Vielzahl von natürlichen Phänomenen zu beziehen, die als schädliche Algenblüten bekannt sind . Der Begriff bezieht sich speziell auf Blüten einer Dinoflagellatenart . Es wird von einigen Forschern eingestellt, weil:

  1. Rote Fluten sind nicht unbedingt rot und viele haben überhaupt keine Verfärbungen.
  2. Sie haben nichts mit den Bewegungen der Gezeiten zu tun.
  3. Der Begriff wird ungenau verwendet, um eine Vielzahl von Algenarten zu bezeichnen, die als Blütenbildner bekannt sind.

Als Fachbegriff wird er durch eine genauere Terminologie ersetzt, darunter der Oberbegriff „schädliche Algenblüte“ für schädliche Arten und „Algenblüte“ für gutartige Arten.

An den US-Küsten

Der Begriff Red Tide wird in den USA am häufigsten verwendet, um sich auf Karenia brevis- Blüten im östlichen Golf von Mexiko zu beziehen , auch Florida Red Tide genannt. K. brevis ist eine von vielen verschiedenen Arten der Gattung Karenia, die in den Weltmeeren vorkommen. Große Fortschritte wurden bei der Erforschung von Dinoflagellaten und ihrer Genomik erzielt. Einige umfassen die Identifizierung der toxinproduzierenden Gene ( PKS- Gene), die Erforschung von Umweltveränderungen (Temperatur, Hell/Dunkel usw.) die die Genexpression haben, sowie eine Würdigung der Komplexität des Karenia- Genoms. Diese Blüten sind seit dem 19. Jahrhundert dokumentiert und treten fast jährlich entlang der Küsten Floridas auf. In den 1980er und 1990er Jahren gab es eine verstärkte Forschungsaktivität zu schädlichen Algenblüten (HABs). Dies wurde in erster Linie durch die Aufmerksamkeit der Medien durch die Entdeckung neuer HAB-Organismen und die möglichen gesundheitsschädlichen Auswirkungen ihrer Exposition gegenüber Tieren und Menschen getrieben. Es wurde beobachtet, dass sich die roten Fluten in Florida bis zur Ostküste Mexikos ausgebreitet haben. Die Dichte dieser Organismen während einer Blüte kann mehrere zehn Millionen Zellen pro Liter Meerwasser überschreiten und das Wasser oft tief rotbraun verfärben.

Rote Flut wird manchmal auch verwendet, um schädliche Algenblüten an der Nordostküste der Vereinigten Staaten zu beschreiben, insbesondere im Golf von Maine . Diese Art von Blüte wird durch eine andere Art von Dinoflagellaten verursacht, die als Alexandrium fundyense bekannt ist . Diese Blüten von Organismen verursachen schwere Störungen in der Fischerei in diesen Gewässern, da die Toxine in diesen Organismen dazu führen, dass filtrierende Schalentiere in den betroffenen Gewässern aufgrund von Saxitoxin für den menschlichen Verzehr giftig werden. Das verwandte Alexandrium monilatum kommt in subtropischen oder tropischen Flachmeeren und Flussmündungen im westlichen Atlantik , der Karibik , dem Golf von Mexiko und dem östlichen Pazifik vor .

Faktoren, die zu einer Blüte beitragen können

Rote Flut (NOAA)

Rote Fluten enthalten dichte Konzentrationen von Organismen und erscheinen als verfärbtes Wasser, oft rötlich-braun gefärbt. Es ist ein natürliches Phänomen, aber die genaue Ursache oder Kombination von Faktoren, die zu einem Ausbruch der Roten Flut führen, ist nicht unbedingt bekannt. Es wird jedoch angenommen, dass drei Schlüsselfaktoren bei einer Blüte eine wichtige Rolle spielen – Salzgehalt, Temperatur und Wind. Rote Fluten verursachen wirtschaftlichen Schaden, daher werden Ausbrüche sorgfältig überwacht. Die Florida Fish and Wildlife Conservation Commission bietet beispielsweise einen aktuellen Statusbericht zu den roten Fluten in Florida. Auch das Texas Parks and Wildlife Department liefert einen Statusbericht. Obwohl keine besondere Ursache für Rote Fluten gefunden wurde, können viele verschiedene Faktoren zu ihrer Anwesenheit beitragen. Diese Faktoren können Wasserverschmutzung umfassen , die aus Quellen wie menschlichen Abwässern und landwirtschaftlichen Abwässern stammt .

Das Auftreten von Roten Gezeiten scheint an einigen Orten ganz natürlich zu sein (Algenblüten sind ein saisonales Auftreten aufgrund von Küstenauftrieben, ein natürliches Ergebnis der Bewegung bestimmter Meeresströmungen), während sie an anderen anscheinend das Ergebnis einer erhöhten Nährstoffbelastung durch menschliche Aktivitäten. Das Wachstum von marinem Phytoplankton wird im Allgemeinen durch die Verfügbarkeit von Nitraten und Phosphaten begrenzt , die sowohl in landwirtschaftlichen Abflussgebieten als auch in Küstenauftriebszonen reichlich vorhanden sein können. Auch die durch den Menschen verursachte Verschmutzung des Küstengewässers und der systematische Anstieg der Meerwassertemperatur wurden als beitragende Faktoren für die Rote Flut in Betracht gezogen. Es wird angenommen, dass andere Faktoren wie der eisenreiche Staubeintrag aus großen Wüstengebieten wie der Sahara eine wichtige Rolle bei der Entstehung der roten Fluten spielen. Einige Algenblüten an der Pazifikküste wurden auch mit dem Auftreten großräumiger Klimaschwankungen wie El Niño- Ereignissen in Verbindung gebracht. Während im Golf von Mexiko rote Fluten seit der Zeit früher Entdecker wie Cabeza de Vaca auftreten , ist unklar , was diese Blüten auslöst und welche Rolle anthropogene und natürliche Faktoren bei ihrer Entwicklung spielen. Ob die scheinbare Zunahme der Häufigkeit und Schwere von Algenblüten in verschiedenen Teilen der Welt tatsächlich eine echte Zunahme ist oder auf einen erhöhten Beobachtungsaufwand und Fortschritte bei den Methoden zur Artenbestimmung zurückzuführen ist, wird ebenfalls diskutiert.

Ein vom Bundesprogramm EcoHab (NOAA) finanziertes und vom Mote Marine Laboratory veröffentlichtes Multi-Partner-Projekt zeigt eine Liste dessen, was Rote Gezeiten nährt. Eine Studie des Florida FWC zeigt, dass die in Florida gefundene Karenia brevis Algen-Rotflut durch Stickstoff (N) und Phosphor (P) gefüttert und verschlechtert wird.

Liste der gemeinsamen Red-Tide-Gattungen

Bemerkenswerte Ereignisse

  • 1530: Der erste mutmaßliche Fall vor der Golfküste von Florida ist unbegründet. Laut Marine Lab an der University of Miami war die erste mögliche Red Tide in Florida im Jahr 1844. Frühere "Schilder" waren von Booten, die Fische auf dem Weg zum Heimathafen sortierten und Müllfische über Bord kippten. Somit waren Meldungen über „tote Fische“ entlang der Küste keine Red Tide.
  • 1793: Der erste aufgezeichnete Fall in British Columbia , Kanada .
  • 1840: Es wurden keine Todesfälle von Menschen der Roten Flut in Florida zugeschrieben, aber Menschen können Atemwegsreizungen (Husten, Niesen und Reißen) erfahren, wenn der Rote-Gezeiten-Organismus ( Karenia brevis ) entlang einer Küste vorhanden ist und Winde seine aerosolisierten Toxine blasen. Schwimmen ist in der Regel sicher, aber in Gebieten mit hoher Rotflutkonzentration sind Hautreizungen und Verbrennungen möglich.
  • 1844: Erster möglicher Fall vor der Golfküste von Florida laut Marine Lab University of Miami, wahrscheinlich durch Schiffe vor der Küste, keine bekannten Küstenbewohner melden.
  • 1916: Massives Fischsterben entlang der Küste von SW Florida. Schädliche Luft, von der angenommen wird, dass es sich um eine seismische Unterwasserexplosion handelt, die Chlorgas freisetzt.
  • 1947: Südwestflorida
  • 1972: Eine rote Flut wird in Neuengland durch einen giftigen Dinoflagellaten Alexandrium (Gonyaulax) tamarense verursacht . Die durch den Dinoflagellaten Gonyaulax verursachten roten Fluten sind schwerwiegend, da dieser Organismus Saxitoxin und Gonyautoxine produziert, die sich in Schalentieren anreichern und bei Einnahme zu einer paralytischen Schalentiervergiftung (PSP) und zum Tod führen können.
  • 1972 und 1973: Rote Fluten töteten zwei Dorfbewohner westlich von Port Moresby. Im März 1973 überfiel eine rote Flut den Hafen von Port Moresby und zerstörte eine japanische Perlenfarm.
  • 1976: Der erste PSP-Fall in Sabah , Malaysia Borneo, bei dem 202 Opfer gemeldet wurden und 7 Tote waren.
  • 1987: Eine Rotalgenblüte auf Prince Edward Island verursachte Verluste von über einer Million Dollar.
  • 2005: Die kanadische Rote Flut wurde durch das Schiff (R/V) Oceanus entdeckt, das weiter südlich als in den Jahren zuvor gekommen war, die Muschelbänke in Maine und Massachusetts schloss und die Behörden bis nach Montauk ( Long Island , NY) im Süden alarmierte. um ihre Betten zu überprüfen. Experten, die die Fortpflanzungszysten im Meeresboden entdeckt haben, warnen vor einer möglichen zukünftigen Ausbreitung auf Long Island, die die Fischerei- und Schalentierindustrie der Region zum Stillstand bringt und den Tourismus bedroht, der einen erheblichen Teil der Wirtschaft der Insel ausmacht.
  • 2005-2006: Südwestflorida, Karenia brevis
  • 2011: Nordkalifornien
  • 2011: Golf von Mexiko
  • 2013: Im Januar ereignete sich erneut eine rote Flut an der Westküste Sea of Sabah im malaysischen Borneo . Zwei Menschen starben, nachdem sie Schalentiere verzehrt hatten, die mit dem Rottide-Toxin verseucht waren .
  • 2013: Im Januar erschien eine rote Flutblüte am Strand von Sarasota – hauptsächlich Siesta Key, Florida, was zu einem Fischsterben führte, das sich negativ auf Touristen auswirkte und bei Strandbesuchern Atemprobleme verursachte.
  • 2014: Im August, massive 'Florida Red Tide', 90 Meilen (140 km) lang und 60 Meilen (97 km) breit.
  • 2015: Juni, 12 Personen werden in der philippinischen Provinz Bohol wegen Rottidevergiftung ins Krankenhaus eingeliefert.
  • 2015: August wurden mehrere Strände in den Niederlanden zwischen Katwijk und Scheveningen heimgesucht. Staatliche Institutionen hielten Schwimmer davon ab, ins Wasser zu gehen.
  • 2015: Im September kam es im Golf von Mexiko zu einer roten Flutblüte, die die Padre Island National Seashore entlang der North Padre Island und South Padre Island in Texas betraf .
  • 2016: September, Texas Parks and Wildlife melden rote Flut in der Lower Laguna Madre. „Vom Strandzugang 6 bis zu den Anlegestellen von Brazos Santiago wurden hohe bis mäßige Konzentrationen der Roten Flut festgestellt. An der Bootsrampe des Isla Blanca Parks wurden mäßige Zellkonzentrationen festgestellt.“
  • 2017 und 2018: K. brevis Red Tide Algen mit Warnungen zum Schwimmen, Notstand ausgerufen, toter Delfin und Seekuh , verschlimmert durch Caloosahatchee River . Im Sommer 2018 erreichte er seinen Höhepunkt. Giftige schädliche Algen blühen im Südwesten Floridas. Eine seltene schädliche Algenblüte an Floridas Ostküste von Palm Beach County ereignete sich am Wochenende des 30. September 2018.
  • 2021: Im Juli kam es an der Golfküste von Florida in und um Tampa Bay zu einer großen roten Flut . Das Ereignis hat den Tod von Millionen Pfund Fisch verursacht und dazu geführt, dass der National Weather Service eine Strandgefahr erklärt hat.

Siehe auch

Verweise

Externe Links