Imagens científicas: mágicas, mas tóxicas, essas microalgas do oceano

Desde meados de março de 2021, as ondas azuis surpreenderam os californianos de Laguna Beach. Embora anual, esse fenômeno atingiu o clímax na primavera de 2020. O oceano Pacífico ficou então tingido de vermelho carmim durante o dia, dando lugar a ondas magníficas de luz azul brilhante. Ao anoitecer, sob os olhos maravilhados de observadores.

Este fenômeno de maré vermelha durante o dia e luminescente à noite é o resultado da proliferação massiva de microalgas vermelhas. Lingulodinium polyedra, observada na África do Sul, noroeste da Espanha, nas costas mexicana e californiana. Algumas dessas marés vermelhas são verdadeiros desastres ecológicos e econômicos porque causam a morte de muitos organismos marinhos (peixes, moluscos, mamíferos ou pássaros).

Em todas as regiões do mundo onde esses fenômenos existem, estamos testemunhando atualmente um aumento na frequência e intensidade das marés vermelhas e das marés vermelhas. microalgas tóxicas em geral. Suspeita-se que o aumento da temperatura da água e as liberações humanas de nitrogênio e fósforo sejam as principais causas dessas mudanças.

Fada

Nem todas as marés vermelhas são bioluminescentes. Para algumas espécies de microalgas que são luminosas, é um estímulo mecânico, como a ação das ondas batendo na praia ou a passagem de um barco, que desencadeia a bioluminescência. A luz emitida por essas microalgas segue um ritmo diário, com forte intensidade observável à noite e uma luz inexistente ou insignificante durante o dia. A duração e a intensidade do flash variam entre as espécies e podem estar relacionadas ao tamanho da célula (células maiores emitindo mais luz). Por exemplo, L. polyedra transmite em média por 130 a 150 ms, mas Pyrocystis fusiformis pode emitir flashes que duram até 500 ms. A intensidade dos flashes é da ordem de 108 para 109 fótons por segundo, um brilho relativamente fraco para o olho humano.

O papel ecológico da bioluminescência ainda é pouco conhecido, mas certas espécies de dinoflagelados usariam essa luz como um “alarme contra roubo”. Quando dinoflagelados são comidos por um predador, a emissão de luz é visível à distância e atrai um predador secundário (peixes por exemplo) que atacará o primeiro predador de dinoflagelados e assim os salvará da predação. No entanto, recentemente foi apresentado que L. poliedra emite uma luz mais fraca do que outras espécies e é considerada menos eficaz em atrair predadores visuais.

Uma dupla causa de toxicidade

O mecanismo por trás de sua toxicidade depende da espécie de dinoflagelado: em alguns casos, a alta abundância de microalgas causa anóxia deletéria para outros organismos, enquanto outras espécies sintetizam toxinas poderosas.

L. poliedra é conhecido por sintetizar iessotoxina, mas em pequenas quantidades. E ainda a maré vermelha de L. polyedra causou a morte de muitos organismos marinhos: caranguejos, bivalves, polvos, peixes e golfinhos. Essa mortalidade é dificilmente atribuível à iessotoxina, uma vez que esta toxina não é muito potente e estava fracamente concentrada na água - como mostramos em um estudo que está sendo validado por pares. Por outro lado, a concentração de oxigênio dissolvido na água e o pH da água ambos caíram durante este período, e um cheiro fétido de ovo podre emanando desta flor vermelha, e percebida a vários quilômetros da costa, durou uma semana, indicando uma produção intensa de gases de enxofre pelas bactérias. No momento, estamos, portanto, estudando as vias de anóxia no meio ambiente e a produção de gases sulfureto, como prováveis ​​causas da mortalidade observada.

Em humanos, a iessotoxina pode ser responsável pelos vários sintomas observados - coceira, irritação nos olhos, dor de garganta, náusea. Na verdade, pela primeira vez, foi detectado em aerossóis marinhos na praia de La Jolla durante esta maré vermelha. Como nosso sistema respiratório é extremamente sensível, não é improvável que os níveis de iessotoxina detectados sejam a causa das doenças humanas relatadas. A aerossolização de toxinas produzidas por outros dinoflagelados tóxicos também é observada na Flórida com Karenia breve (patentoxinas) e no Mediterrâneo com Ostreopsis cf. Ovata (ovatoxinas).

Muito pouco de espécies de algas são tóxicas e bioluminescentes. A capacidade conjunta de L. poliedra emitem bioluminescência e toxinas poderia ser relacionado a um mecanismo de aposematismo, alertando visualmente sobre a periculosidade de atacá-los.

Severino Martini, Pesquisador CNRS em Oceanografia, no Instituto Mediterrâneo de Oceanologia, Universidade Aix-Marseille (AMU) et Eva Ternon, Pesquisador em ecologia química marinha, Institut de la Mer de Villefranche, Sorbonne University

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