Δείγματα κοπράνων φαλαινών συνδέουν την θέρμανση των ωκεανών με την αύξηση των τοξινών των φυκών στα αρκτικά νερά

© WHOI

Η αύξηση των τοξινών που εντοπίζονται στις φάλαινες τοξοκέφαλης φυλής, οι οποίες αλιεύονται για σκοπούς επιβίωσης από τις κοινότητες των ιθαγενών της Αλάσκας, αποκαλύπτει ότι η θέρμανση των ωκεανών προκαλεί υψηλότερες συγκεντρώσεις τοξινών από φύκια στα τροφικά πλέγματα της Αρκτικής, σύμφωνα με νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature .

Ερευνητές από το Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο Woods Hole (WHOI) συμμετείχαν στη διεπιστημονική, πολυετή μελέτη που επικεντρώθηκε σε αυτό το κρίσιμο ζήτημα, το οποίο απειλεί την επισιτιστική ασφάλεια των παράκτιων κοινοτήτων που βασίζονται στη θαλάσσια ζωή, συμπεριλαμβανομένων των αχιβάδων, των ψαριών και των φαλαινών, για τροφή και άλλους πόρους. Οι κοινότητες στην Αλάσκα ζητούν τώρα από τους ερευνητές να τις βοηθήσουν να κατανοήσουν και να παρακολουθήσουν την εμφάνιση τοξινών από φύκια στα οικοσυστήματα της Αρκτικής από τα οποία εξαρτώνται.

«Οι ιθαγενείς κοινότητες γνωρίζουν πολύ καλά τα οικοσυστήματα στα οποία βασίζονται και ήταν από τις πρώτες που αναγνώρισαν τις επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη», δήλωσε η Raphaela Stimmelmayr, κτηνίατρος άγριας ζωής στο North Slope Borough στο Barrow της Αλάσκας και συν-συγγραφέας της νέας έρευνας. Είπε ότι οι κοινότητες χρειάζονται τώρα αξιόπιστα εργαλεία όπως δοκιμές πεδίου, ώστε να μπορούν να ελέγχουν την παρουσία τοξινών από φύκια σε παραδοσιακά τρόφιμα σε πραγματικό χρόνο. Αυτές οι δοκιμές, καθώς και οι πληροφορίες από προγράμματα και όργανα παρακολούθησης, τις βοηθούν επίσης να λαμβάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις σχετικά με το εάν τα θαλάσσια θηλαστικά ή άλλα θαλάσσια άγρια ζώα - όπως οι μύδια, τα ψάρια και τα πουλιά - είναι ασφαλή για κατανάλωση.

«Είναι πολύ δύσκολο να εγκαταλείψουν τους πόρους που χρειάζονται και στους οποίους βασίζονται από αμνημονεύτων χρόνων», είπε.

Η Kathi Lefebvre, ερευνήτρια στο Κέντρο Επιστήμης Αλιείας Βορειοδυτικά της NOAA Fisheries στο Σιάτλ και κύρια συγγραφέας της νέας μελέτης, ηγείται επίσης του Δικτύου Έρευνας και Αντιμετώπισης των Τοξινών από Φύκια Άγριας Ζωής για τη Δυτική Ακτή των ΗΠΑ . Αυτή η συμμαχία οργανισμών και ιδρυμάτων συλλέγει δείγματα ιστών άγριας ζωής από τον μακρινό Βορρά, μέχρι τη Θάλασσα Μποφόρ στην Αλάσκα και τη Νότια Καλιφόρνια. Τα μέλη στη συνέχεια στέλνουν τα δείγματα στο εργαστήριό της στο Σιάτλ για να ελέγξουν την παρουσία τοξινών από φύκια. Η αρχική εργασία του εργαστηρίου διαπίστωσε ότι πολλά είδη στην Αλάσκα είχαν ενδείξεις έκθεσης, αν και όχι σε επίπεδα αρκετά υψηλά ώστε να θεωρηθούν επιβλαβή για τα ζώα που ελήφθησαν δείγματα.

Για πάνω από δύο δεκαετίες, το εργαστήριο εξέταζε τακτικά φάλαινες τοξοκέφαλης φυλής που αλιεύονταν κατά τη διάρκεια των ετήσιων κυνηγιών επιβίωσης στη Θάλασσα Μπωφόρ, στα ανοικτά της Βόρειας Πλαγιάς της Αλάσκας. Οι φάλαινες φιλτράρουν το θαλασσινό νερό για την τροφή τους, καταναλώνοντας κριλ που περιέχει τοξίνες από φύκια που αποκτήθηκαν από την τροφική αλυσίδα. Η ερευνητική ομάδα συνειδητοποίησε ότι δείγματα κοπράνων από τις φάλαινες θα μπορούσαν να αποκαλύψουν τοξίνες στο θαλάσσιο περιβάλλον από το οποίο εξαρτώνται οι φάλαινες.

«Κανείς δεν είχε ένα τέτοιο σύνολο δεδομένων», είπε ο Λεφέβρ. «Αντί να βγαίνουν έξω κάθε χρόνο και να συλλέγουν δείγματα από όλο το θαλάσσιο περιβάλλον, οι φάλαινες το έκαναν για εμάς. Τα δείγματά τους μας δίνουν μια εικόνα του τι υπάρχει στο τροφικό πλέγμα κάθε χρόνο, όπως λαμβάνεται από τις φάλαινες».

Αφού εξέτασαν 205 φάλαινες τοξοκέφαλου σε διάστημα 19 ετών, από το 2004 έως το 2022, η ομάδα αποφάσισε ότι είχε αρκετά δεδομένα για να αναζητήσει αλλαγές με την πάροδο του χρόνου. Συγκεκριμένα, ήθελαν να παρακολουθήσουν τις συγκεντρώσεις δομοϊκού οξέος, που παράγεται από ένα θαλάσσιο φύκι που ονομάζεται Pseudo-nitzschia, και σαξιτοξίνης, που παράγεται από το Alexandrium .

Βρήκαν σαξιτοξίνη σε τουλάχιστον το μισό έως το 100% των φαλαινών τοξοκέφαλου που λαμβάνονταν δείγματα κάθε χρόνο για 19 χρόνια. Ενώ το δομοϊκό οξύ ήταν λιγότερο διαδεδομένο (σε ορισμένα χρόνια δεν ανιχνεύθηκε DA), αυτή η μελέτη δείχνει για πρώτη φορά ότι η έκθεση σε δομοϊκό οξύ στα νερά της Αρκτικής αυξάνεται λόγω της θέρμανσης και της απώλειας του θαλάσσιου πάγου.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δεδομένα από μια βάση παρακολούθησης στη Θάλασσα Μποφόρ, η οποία χρηματοδοτήθηκε από το Δίκτυο Αρκτικής Παρατήρησης του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, για να συγκρίνουν τις τοξίνες στις φάλαινες τοξοκεφαλής με τις περιβαλλοντικές συνθήκες. «Ήταν τυχαίο ότι διατηρήσαμε μια μακροχρόνια πρόσδεση κοντά στο σημείο σίτισης των φαλαινών, η οποία μας έδωσε την ευκαιρία να διερευνήσουμε τον ρόλο της μεταβαλλόμενης κυκλοφορίας και των ιδιοτήτων του νερού κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου δύο δεκαετιών», δήλωσε ο ανώτερος επιστήμονας του WHOI, Μπομπ Πίκαρτ. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι περίοδοι αυξημένης τοξικότητας στις φάλαινες συσχετίστηκαν με αυξημένη ροή θερμότητας προς τα βόρεια, η οποία με τη σειρά της οφειλόταν σε συγκεκριμένα μοτίβα ανέμου.

Αυτές οι θερμότερες συνθήκες είναι ευνοϊκότερες για την ανάπτυξη HAB και συσχετίζονται με υψηλότερες συγκεντρώσεις τοξινών στην τροφική αλυσίδα. Οι ατμοσφαιρικές συνθήκες επηρεάζουν έτσι την ωκεανογραφία, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει τη δυναμική της HAB.

Χρησιμοποίησαν επίσης κλιματικά δεδομένα για να συγκρίνουν τα δείγματα από το bowhead με τις αλλαγές στον θαλάσσιο πάγο. Ο θαλάσσιος πάγος ιστορικά κάλυπτε μεγάλα τμήματα της Αρκτικής, αλλά έχει μειωθεί ριζικά τις τελευταίες δεκαετίες. Όταν υπάρχει λιγότερος θαλάσσιος πάγος, το ηλιακό φως θερμαίνει τον ωκεανό πιο γρήγορα και τα φύκια αναπτύσσονται πιο γρήγορα. Τα χρόνια με τις μεγαλύτερες μειώσεις στην κάλυψη του θαλάσσιου πάγου τον Ιούνιο οδήγησαν σε θερμότερο νερό τον Ιούλιο. Αυτό αύξησε τις πιθανότητες εμφάνισης HAB και αυξανόμενων επιπέδων τοξινών στις φάλαινες. Οι θερμότερες συνθήκες των ωκεανών και η απώλεια θαλάσσιου πάγου συνδέονται όλα με υψηλότερα επίπεδα τοξινών στο τροφικό πλέγμα.

Αυτή η εκτεταμένη έρευνα ολοκληρώθηκε χάρη σε δεκαετίες συνεργασίας μεταξύ ερευνητών από φυλετικές, πολιτειακές και ομοσπονδιακές κυβερνήσεις, ακαδημαϊκά ιδρύματα και ιδιωτικούς οργανισμούς. Η επιστήμη της Αρκτικής είναι καλύτερη όταν υπάρχει ομαδική εργασία μεταξύ της ιθαγενούς και της δυτικής επιστήμης. Η ερευνητική ομάδα περιελάμβανε ειδικούς στην παραδοσιακή οικολογική γνώση της Αρκτικής, την ωκεανογραφία, την κλιματολογία, τα HAB, την οικολογία των τροφικών πλεγμάτων και ειδικούς στην υγεία και την οικολογία των φαλαινών bowhead. Αυτοί οι ερευνητές μπόρεσαν να συμπληρώσουν ένα κομμάτι του παζλ κινδύνου των αρκτικών HAB. Αυτή η μελέτη επιβεβαιώνει την ανάγκη για συνεχή και αυξημένη παρακολούθηση των κινδύνων HAB για την επισιτιστική ασφάλεια και την επισιτιστική ασφάλεια των θαλάσσιων πόρων διαβίωσης που χρησιμοποιούνται από τις αγροτικές κοινότητες της Αλάσκας.