Pokud se pokoušíte obnovit domorodé ústřice ( Crassostrea virginica ) v zálivu Chesapeake, můžete je zkusit umístit do prostředí, ve kterém pravděpodobně onemocní. Výzva: musíte je vysadit dost, abyste „vyčistili dům“.
Z tohoto příběhu
Smithsonian environmentální výzkumné centrumSouvisející obsah
- Vaše kosmetika může zabíjet populární afrodiziaka: ústřice
- Ústřice mohly zachránit Staten Island od příští hurikány Sandy
To je jen jedna myšlenka naznačená studií Smithsonovy vědkyně Denise Breitburgové, která zkoumala účinky nízkého obsahu kyslíku na nemoci ústřice ochromující zvanou Dermo ( Perkinsus marinus ). Jednobuněčný parazit, který infikuje krev ústřice, je původem v zálivu Chesapeake, a když byly ústřice hojné, nemoci nemělo na populaci jako celek malý účinek. Po více než stoletém nadměrném výlovu, ztrátě stanovišť a zvyšujícím se znečištění vody se však ústřice zmenšily na pouhé jedno až dvě procenta z jejich historických čísel. Dermo je nyní další rána decimující kdysi hojnou korunovační klenot Bay.
Mezi snahy o obnovu ústřic patří šíření skořápek naložených rozstřikem (dětské ústřice) do vody, ideálně na místech, kde se očekává, že budou prosperovat. Breitburgova práce, která byla dnes zveřejněna v časopise PLoS One, naznačuje, že existuje nová kontraintitivita, která odhaluje novou dynamiku mezi ústřicemi a jejich prostředím.
Dlouho se myslelo, že mělké vody blízko pobřeží poskytují útočiště před zkušenostmi se zvířaty s nedostatkem kyslíku v mrtvých zónách. Tyto rozsáhlé oblasti vody s nízkým obsahem kyslíku se vyskytují v místech dále od pobřeží a někdy mohou přetrvávat týdny nebo dokonce měsíce. V takových podmínkách může přežít jen velmi málo, odtud jméno.
Breitburg doufá, že její studie může pomoci vést měřítko obnovy, aby se vytvořily udržitelné populace ústřice. (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab) I když nejsou plytké kyslíky pozorovány v mrtvých zónách, plytké plyny nejsou imunní vůči obdobím nedostatku kyslíku. Nejnovější práce Breitburgu naznačují, že vody na pobřeží nemusí poskytovat absolutní úlevu od těchto dusivých účinků. "Zjistili jsme, že nízký obsah kyslíku, i když se vyskytuje několik hodin denně, může mít velmi silné účinky na organismy v systému, " říká Breitburg.
V mělčinách plyne z půdy neustálý přísun živin a podněcuje růst řas nebo fytoplanktonu, který zase produkuje kyslík fotosyntézou během dne. V noci se však příběh mění. Ačkoli se fotosyntéza zastaví, organismy ve vodě nadále dýchají a hladiny kyslíku klesají, někdy dramaticky. Jak řasy umírají, proces rozkladu snižuje hladiny kyslíku ještě dále.
Tyto denní a noční cykly jsou přirozené, ale lidská činnost je zesiluje jako odtok z rozvoje a zemědělské půdy a vypouštění z čistíren odpadních vod čerpá živiny do vody a podporuje přebytek řas.
Spektrum diapozitivů ukazuje zdraví ústřice trpící různou intenzitou Derma (zleva doprava, zdravá až silně infikovaná), když se parazit Perkinsus rozmnožuje (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab) Prostřednictvím řady terénních a laboratorních experimentů Breitburg zjistil, že ústřice v oblastech s největším výkyvem denních hladin kyslíku jsou mnohem náchylnější ke kontrakci s Dermem. A co víc, v těchto oblastech se nemoc šíří silněji. "Zjistili jsme, že denní expozice nízkému rozpuštěnému kyslíku může v některých případech zdvojnásobit nebo dokonce ztrojnásobit rychlost získávání Derma, " říká. "Také to vedlo k závažnějším infekcím a snížilo rychlost růstu ústřic."
Zatímco vědci věděli, že parazit se daří v podmínkách vysoké teploty a slanosti, je to však první důkaz účinků nočního kyslíku na prevalenci nemoci. Breitburg zahájila své vyšetřování terénními experimenty v oblastech, kde již bylo známo, že Dermo existuje. Na 14 místech zavěsila stovky ústřic - některé nakažené, jiné ne - ve vodě. Po čtyřech měsících zjistila, že všude tam, kde je noční kyslík extrémnější, se 100% jejích neinfikovaných ústřic stáhlo na parazita. U dříve infikovaných ústřic postupovala nemoc na intenzivnější úrovně v místech s nízkým obsahem kyslíku a vysokou slaností.
V Breitburgově laboratoři, ústřicovém tanku, nazvaném Pokoj DOOM (Úmrtnost kyslíku rozpuštěného kyslíku), napodobuje výkyvy denních nocí, které ústřice zažívají v mělkých zátokách. (Smithsonian Environmental Research Center) Zpět na wetlab Smithsonian Environmental Research Center, Breitburg vyvinul řízený experiment, který se stal známým jako „místnost DOOM“, pro Úmrtnost rozpuštěné kyslíkové ústřice. Tam vystavovala ústřice různým úrovním cyklického nízkého kyslíku, aby napodobila výkyvy den-noc pozorované na poli. V prvním roce experimentu byly mladé ústřice vystavené nízkému obsahu kyslíku téměř třikrát vyšší než náchylnost k infikování parazitem jako jejich protějšky se stálou expozicí zdravého kyslíku.
Ještě si není jistá, co se děje. Je možné, že zvířata byla více stresována - způsob, jakým chronický stresor způsobuje, že lidé jsou náchylnější k nemoci. Co však může říct, je to, že se jejich stravovací návyky změnily. Když hladina kyslíku klesla, ústřice se zpomalila, zavřela a přestala se krmit. Když se však hladina kyslíku vrátila, šli všichni ven a občas krmili víc, než by měli, kdyby nestrávili hodiny „zadržováním dechu“.
"Pravděpodobně se nesnaží vyrovnat ztracené možnosti krmení, " říká Breitburg. "Myslíme si, že pravděpodobně splácejí svůj kyslíkový dluh." Ústřice používá své žábry jak pro krmení, tak pro získání kyslíku, takže zvýšený pohyb vody přes žábry končí zvýšeným krmením. “
Breitburg si myslí, že zvýšené denní krmení naznačuje, že spíše než se vyhýbat oblastem s chronickým nočním nízkým obsahem kyslíku, je možné, že je budou chtít hledat projekty obnovy ústřice. Tyto podmínky by je mohly učinit zranitelnějšími vůči nemocem, ale také je zefektivňují při filtraci vody během dne, kdy roste fytoplankton.
Protože Dermo zabije ústřici několik let, mohou mít měkkýši dostatek času na vyčištění vody a naklonění prostředí ve svůj prospěch.
„Tento druh hypoxie (nízký obsah kyslíku) je obzvláště převládající ve skutečně mělké vodě, “ říká Breitburg, „Celá naše práce se odehrála za méně než dva metry, v hloubce vody, kde by filtrace ústřice mohla potenciálně dosáhnout celého vodního sloupce. Pokud za těchto podmínek vydáte jen pár ústřic, neudělají mnoho, aby změnili množství fytoplanktonu ve vodě a množství vyvíjené hypoxie. Pokud ale vydáte dostatek ústřic, že filtrují vodu - snižují biomasu fytoplanktonu - budou pravděpodobně moci změnit kvalitu vody z podmínek škodlivých podmínkám, které již nejsou škodlivé. Může to pomoci při vedení rozsahu obnovy, který je nutný k produkci udržitelných populací ústřice a také ke zlepšení kvality vody. “
Technik Rebecca Burrell zastrčí ústřici pro analýzu. (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab)
