Los investigadores a explorar nuevas herramientas para monitorear el alcance y los efectos
Virginia Institute of Marine Science
Institute of Marine Science muestran que las floraciones de algas actualmente colorear baja de la Bahía de Chesapeake están entre los más intensa y generalizada de los últimos años.
profesor VIMS Kimberly Reece informa que las muestras de agua tomadas cerca de la desembocadura del río York el 17 de agosto contenían hasta 200.000 células por mililitro de algas, la concentración más densa que ha visto en casi 10 años de muestreo de campo. Una muestra con una concentración de 1.000 células de algas incluso por mililitro es visible a simple vista y se considera lo suficientemente denso para ser llamado un floración.
Las floraciones actuales están dominados por una sola célula calledAlexandriummonilatum protozoo, una especie de algas conocidas para liberar toxinas perjudiciales para otras especies marinas, moluscos y peces particularmente larvas. Desde mediados de agosto, VIMS ha recibido informes esporádicos y localizados de un pequeño número de peces muertos, ostras y cangrejos de la parte baja del río York y aguas de la Bahía adyacentes relacionados con la proliferación cercanos, a pesar de una relación de causa directa / efecto no se ha establecido para cualquier de estos eventos.
La fotografía aérea y toma de muestras de agua por el profesor Wolfgang VIMS Vogelbein entre agosto 17 y 27 confirmaron la intensidad de las floraciones 'en la parte baja del río York, y reveló que se extendieron mucho más arriba en el río York y hacia fuera en la bahía de Chesapeake que se había informado anteriormente. Los pasos elevados fueron facilitadas por la Comisión de Recursos Marinos de Virginia.
"Esto es nuevo y la información importante," dice Vogelbein, "ya que nunca he apreciado thatAlexandriumextends hasta ahora en el curso principal de la bahía o hasta el momento por el río York." Bloom parches en el tramo de cauce principal del río York a la desembocadura del río Rappahannock, desde la bahía hasta dentro de 3-4 millas de Cabo Charles, y por el sur hasta la bahía de Chesapeake puente-túnel. Los parches de floración son más densos en el lado occidental de la Bahía, con otras áreas que experimentan una menor actividad. "El cuerpo principal de la flor es varias millas de la costa", dice Vogelbein, "y por lo tanto no fue apreciado antes de los últimos pasos elevados."
Alexandriummonilatum es una de las varias especies de algas nocivas que son de interés que están despertando en Chesapeake Bay. En primer lugar, se detectó de manera concluyente en aguas de la Bahía en 2007, cuando Reece y sus colegas utilizaron secuencias de ADN y de microscopía para identificarlo como la especie dominante de una floración que persistió durante varias semanas en el río York. Hay informes genéricos ofAlexandriumin la bahía desde mediados de los años 1940, e informes específicos deA. monilatumin mediados de la década de 1960, pero ninguno en las décadas siguientes.
La toma de muestras recientes y fotografías aéreas muestran que el epicentro de Thea. monilatumbloom está cerca de la desembocadura del río York. Más pequeños, parches menos densas son visibles dentro Mobjack Bay y sus afluentes, la espalda y los ríos Poquoson, y cerca de la desembocadura de los ríos James y Elizabeth.
Los informes de la proliferación de algas en la parte baja del río York comenzó alrededor de 22 de julio. Al igual que en los últimos años, las flores de verano iniciales comenzaron con las concentraciones de polykrikoides alga Cochlodinium, antes de cambiar después de 2-3 semanas en las floraciones dominadas porA. monilatum. A partir de la última semana de agosto, Thea. monilatumbloom en el río York persiste pero ha crecido notablemente menos densa.
Nuevas herramientas para entender mejor las floraciones y las toxinas
Monitoreo del alcance y los efectos de un florecimiento de algas es muy difícil, sobre todo en áreas como la bahía de Chesapeake, donde las mareas, los vientos, las corrientes y una línea de costa enrevesado se combinan para crear las floraciones que son tanto irregular y efímera.
Una complicación adicional es que las flores normalmente contienen una mezcla cambiante de especies de algas, algunas de las cuales pueden o no pueden - dependiendo de las condiciones ambientales - producir las toxinas que transforman una agregación de algas inocua en un florecimiento de algas dañinas o HAB.
"Vemos una gran variación entre las muestras", dice Reece, "incluso entre aquellos que fueron recolectadas en los sitios a unos cientos de yardas de distancia o tomada desde el mismo sitio un par de horas de diferencia."
Para caracterizar mejor las floraciones locales y sus impactos potenciales, Reece y Vogelbein han incorporado recientemente con colegas en VIMS y otras instituciones para aportar nuevas herramientas y técnicas para sus esfuerzos.
Una de estas colaboraciones implica el uso de flujo de datos, un dispositivo de alta tecnología utilizado para monitorear la calidad del agua en grandes áreas. Desplegado desde una pequeña embarcación que opera a una velocidad de hasta 25 nudos, flujo de datos pasa a las aguas superficiales recogida a través de un tubo montado en la quilla más allá de una serie de sensores de calidad del agua que registran el oxígeno disuelto, salinidad, temperatura, turbidez, clorofila, y el pH - todo parámetros que se relacionan con por algas abundancia.
A mediados de agosto, profesor VIMS Iris Anderson se unió a sus colegas Jen Stanhope, Hunter Walker, y Gail Scott a correr flujo de datos a través de varios parches de floración en la parte baja del río York. Esto se complementó con una carrera de flujo de datos simultánea en la parte baja del río James por sus colegas de la Universidad de Virginia y el Distrito de Saneamiento de Hampton Roads. Ambos equipos están ahora comparando sus datos de sensores con muestras de agua tomadas en ruta a explorar más a fondo los posibles vínculos entre la calidad del agua y las características de floración.
El flujo de datos se ejecuta recibió un impulso fortuito de un estudio en curso de la producción de algas por el profesor VIMS marca de pincel e investigador post-doctoral Sam Lake. Su muestreo mensual de fotosíntesis y la respiración en el río York pasó a tener lugar en el mismo día y ayudará a poner las mediciones de flujo de datos en un contexto de temporada.
En otro frente, el profesor Shen Jian VIMS alimentará datos del flujo de datos se encuentra con su modelo informático tridimensional de flujo de agua en la Bahía de Chesapeake. El modelo es una promesa para predecir la dinámica de floración, lo que podría dar a los productores de moluscos y de otras partes interesadas advertencia anticipada de cualquier impacto.
Los cruceros de flujo de datos en los ríos York y James estuvieron acompañados también por un exceso de vuelos de un avión de la NASA Langley que estaba equipado con sensores electromagnéticos y cámaras, y por la recogida de datos de satélites de la NASA. Los investigadores están ahora "verificación en el terreno" las imágenes aéreas y de satélite mediante la comparación con las mediciones directas de las algas y la calidad del agua de las muestras recogidas al mismo tiempo y en los lugares fotografiados.
Reece ve una gran promesa en colaboración con científicos de la NASA y la NOAA para avanzar en el desarrollo del modelo y el uso de la teledetección para la predicción de los patrones de floración de algas en la bahía de Chesapeake.
trabajo de laboratorio y ensayos biológicos
Una vez que las muestras de agua de una floración se devuelven al VIMS, los investigadores en una serie de laboratorios comienzan el laborioso proceso de identificación de las especies presentes y la caracterización de las toxinas.
Los miembros del laboratorio Reece - Bill Jones, Gail Scott, y Alanna MacIntyre - utilizan ambos análisis microscópicos y pruebas de ADN para identificar especies de algas potencialmente dañinos. El desarrollo de estos ensayos moleculares de ADN es un objetivo principal de la investigación de Reece en VIMS. El grupo de laboratorio planea extraer y analizar el ADN de aproximadamente 300 de las 500 muestras de agua recogidas en lo que va de verano.
profesor VIMS Juliette Smith - trabajar con profesor adjunto Tom Harris - se ha
centrado sus esfuerzos en la caracterización de la compleja gama de toxinas de algas que pueden generar. "Una sola célula puede producir múltiples toxinas", dice Smith. "Además, la misma toxina se puede producir por múltiples especies. Por ejemplo, saxitoxinas, que causan intoxicación paralítica por mariscos, se pueden producir tanto por los dinoflagelados y cianobacterias ".
Smith y otros investigadores de VIMS también están probando a lo floración derivados grado toxinas podrían ascender en la cadena alimenticia para impactar la vida marina y la salud humana potencialmente. estudiante graduado Sarah Pease está utilizando los fondos de Virginia Sea Grant para controlar la salud de las ostras criadas en jaulas en aguas cercanas a las Islas Goodwin, y también está trabajando con Smith para llevar a cabo los análisis de toxinas en los tejidos de ostras.
Pease y Patrice Mason - miembros del laboratorio de Vogelbein - están llevando a cabo bioensayos "" Toxicidad con algas de ambos cultivos de laboratorio y muestras de campo. Estas pruebas consisten en el baño pequeño número de ostras y peces - tanto larvas como adultos - en aguas con concentraciones crecientes de células de algas y, más recientemente, aisladas y purificadas toxinas. Son un método estándar para medir los efectos de las floraciones de algas nocivas en los organismos vivos. bioensayos de este año son todavía en curso.
Read More
