红潮滚滚:有害藻类在高、低二氧化碳环境中都大量繁殖

红潮滚滚:有害藻类在高、低二氧化碳环境中都大量繁殖

佛罗里达州立大学海洋学家的一项研究表明，导致佛罗里达有毒赤潮的藻类对海洋化学变化的适应能力可能比科学家们此前意识到的要强。一项新的研究表明，威胁佛罗里达沿海环境和旅游经济的导致红潮的物种能够在不同浓度的范围内有效利用二氧化碳(CO2)。

藻类,叫做Karenia短,同样能够茁壮成长在低CO2环境中——就像在赤潮水华,在海洋中碳可以成为稀缺和高二氧化碳环境中浓度时,我们期望在未来的海洋大气和海洋二氧化碳预计约两倍。

教授斯文•克兰兹说:“二氧化碳浓度已经较工业化前大幅上升，我们预计未来还会有更多变化。”“过去的研究表明，我们可能会看到这些单细胞生物的反应发生变化，所以我们联系了佛罗里达州鱼类和野生动物委员会(Florida Fish and Wildlife Commission)，为我们提供一个本地物种，并开始调查。”这项研究是首批评估佛罗里达州特有的短尾金线蝽对二氧化碳浓度变化的反应的研究之一。

尽管我们看到佛罗里达红潮泛滥的现象越来越多，但对佛罗里达特有菌株的生态生理学研究还不是很多，通过我们的工作，我们发现K. brevis能够有效地利用可用的无机碳进行生长。即使在看起来二氧化碳含量有限的水华环境中，物种也能够适应并继续生长。

为了更好地理解K. brevis对海洋化学变化的反应，研究人员深入研究了该物种吸收和处理无机碳的潜在机制。他们发现，K. brevis能够有效地利用两种不同的无机碳来源——二氧化碳和碳酸氢盐。研究表明，当CO2浓度较高时，短k细胞更依赖于CO2的吸收而不是碳酸氢盐的吸收，后者需要更高的能量投资才能吸收。相反，当二氧化碳浓度较低时，细胞能够将其内部资源转移到对碳酸氢盐的吸收，同时保持其生长和代谢功能。“在不同的二氧化碳浓度下，细胞实际上改变了它们吸收无机碳的方式，”Kranz说。“这个物种能够改变对可用碳的吸收策略，不管它是二氧化碳还是碳酸氢盐。”

这种资源管理的适应倾向可能会使K. brevis更加危险，因为地球上的海洋继续充满着二氧化碳。在他们的实验中，研究人员发现，随着二氧化碳的增加，K. brevis似乎将原本用于吸收碳的部分能量转向了brevetoxin的生产。brevetoxin是一种危险的神经毒素，可在牡蛎和其他受欢迎的海产品中积累到有毒的水平。

研究人员发现的这一趋势在统计学上并不显著，因此尚不清楚K. brevis的brevetoxin产量是否以及如何随着CO2浓度的增加而发生变化。然而，研究人员表示，这一初步发现，以及这项研究的更广泛发现，说明了K.布雷维斯在海洋化学继续发生变化时可能做出的反应。“如果周围有更多的碳，它可能会改变短角金雀花的细胞生化途径，”Bercel说。“我们只研究了预计的二氧化碳浓度的下限，我们发现，随着二氧化碳浓度的增加，brevetoxin的含量略有上升，尽管在统计上没有显著的上升。”

研究人员推测，较高的二氧化碳浓度可能会加剧短角鲨对沿海生态系统的影响，但他们表示，需要对该物种及其生态系统进行更多研究，才能确定这些影响的性质和程度。