Jeśli próbujesz przywrócić rodzime ostrygi ( Crassostrea virginica ) w zatoce Chesapeake, możesz spróbować umieścić je w środowisku, w którym najprawdopodobniej zachorują. Zastrzeżenie: musisz posadzić ich wystarczająco dużo, aby „posprzątać dom”.
Z tej historii
Smithsonian Environmental Research Centerpowiązana zawartość
- Twoje kosmetyki mogą zabijać popularny afrodyzjak: ostrygi
- Ostrygi mogą uratować Staten Island przed kolejnym huraganem Sandy
To tylko jeden pomysł zasugerowany przez badanie Smithsona naukowca Denise Breitburga, który zbadał wpływ niskiego poziomu tlenu na chorobę okaleczającą ostrygi zwaną Dermo ( Perkinsus marinus ). Jednokomórkowy pasożyt, który zaraża krew ostrygi, pochodzi z Zatoki Chesapeake, a kiedy ostrygi były obfite, choroba miała niewielki wpływ na całą populację. Jednak po ponad stuleciu przełowienia, utraty siedlisk i rosnącego zanieczyszczenia wody ostrygi zmniejszyły się do zaledwie jednego do dwóch procent ich historycznej liczby. Dermo jest teraz kolejnym ciosem dziesiątkującym niegdyś obfity klejnot koronny Zatoki.
Wysiłki mające na celu przywrócenie ostryg obejmują rozrzucanie skorup obciążonych plwicą (ostrygi dziecięce) do wody, najlepiej w miejscach, w których mają się dobrze rozwijać. Praca Breitburga, która została dziś wydana w czasopiśmie PLoS One, wskazuje na sprzeczną z intuicją opcję, ujawniając nową dynamikę między ostrygami a ich środowiskiem.
Od dawna uważa się, że płytkie wody przybrzeżne zapewniają schronienie przed brakiem tlenu doświadczanym przez zwierzęta w martwych strefach. Te rozległe obszary o niskiej zawartości tlenu w wodzie występują w miejscach położonych dalej od brzegu i mogą czasami utrzymywać się przez tygodnie, a nawet miesiące. Bardzo niewiele może przetrwać w takich warunkach, stąd nazwa.
Breitburg ma nadzieję, że jej badania mogą pomóc w ustaleniu skali odbudowy w celu uzyskania zrównoważonych populacji ostryg. (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab) Chociaż nie podlegają przedłużonemu niskiemu poziomowi tlenu obserwowanemu w martwych strefach, płycizny nie są odporne na okresy braku tlenu. Najnowsze prace Breitburga wskazują, że wody przybrzeżne mogą nie zapewnić całkowitej ulgi w duszących skutkach. „Stwierdzamy, że niski poziom tlenu, nawet jeśli występuje przez kilka godzin dziennie, może mieć bardzo silny wpływ na organizmy w układzie”, mówi Breitburg.
Na płyciznach stały dopływ substancji odżywczych wypływa z ziemi i pobudza wzrost glonów lub fitoplanktonu, które z kolei wytwarzają tlen poprzez fotosyntezę w ciągu dnia. Jednak w nocy historia się zmienia. Chociaż fotosynteza ustaje, organizmy w wodzie nadal oddychają, a poziomy tlenu spadają, czasem gwałtownie. Gdy glony giną, proces rozkładu jeszcze bardziej obniża poziom tlenu.
Te cykle dzień-noc są naturalne, ale aktywność człowieka je wzmacnia, gdy spływają z terenów rozwojowych i pól uprawnych, a zrzuty z oczyszczalni ścieków pompują składniki odżywcze do wody i napędzają obfitość glonów.
Spektrum slajdów pokazuje zdrowie ostrygi cierpiącej na zmienne natężenie Dermo (od lewej do prawej, od zdrowej do poważnie zainfekowanej) w miarę rozmnażania się pasożyta Perkinsusa (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab) Dzięki serii eksperymentów terenowych i laboratoryjnych Breitburg odkrył, że ostrygi na obszarach o największych wahaniach poziomu tlenu w ciągu dnia i nocy są znacznie bardziej podatne na zarażenie Dermo. Co więcej, choroba rozprzestrzenia się silniej na takich obszarach. „Odkryliśmy, że codzienna ekspozycja na niską zawartość rozpuszczonego tlenu może w niektórych przypadkach podwoić, a nawet potroić tempo nabywania Dermo”, mówi. „Doprowadziło to również do poważniejszych infekcji i zmniejszenia tempa wzrostu ostryg”.
Chociaż naukowcy wiedzieli, że pasożyt żyje w warunkach wysokiej temperatury i zasolenia, jest to jednak pierwszy dowód na wpływ nocnego niskiego poziomu tlenu na występowanie choroby. Breitburg rozpoczęła badania od eksperymentów terenowych na obszarach, o których wiadomo, że Dermo już istnieje. Zawiesiła setki ostryg - niektóre zainfekowane, niektóre nie - w wodzie w 14 miejscach. Po czterech miesiącach odkryła, że wszędzie tam, gdzie w nocy niski poziom tlenu był bardziej ekstremalny, 100 procent jej niezakażonych ostryg zachorowało na pasożyta. W uprzednio zainfekowanych ostrygach choroba rozwijała się do bardziej intensywnych poziomów w miejscach o niskim poziomie tlenu i wysokim zasoleniu.
W laboratorium Breitburga zbiornik z ostrygami, nazwany Room of DOOM (Dissolved Oxygen Oyster Mortality), naśladuje huśtawki w ciągu dnia i nocy, których ostrygi doświadczają na płytkich wodach zatoki. (Smithsonian Environmental Research Center) Po powrocie do wetlab Smithsonian Environmental Research Center Breitburg opracował kontrolowany eksperyment, który stał się znany jako „Room of DOOM”, dla śmiertelności z powodu ostryg rozpuszczonej w tlenie. Tam wystawiała ostrygi na różne poziomy cyklicznego niskiego poziomu tlenu, aby naśladować huśtawki dzień-noc widoczne na polu. W ciągu pierwszego roku eksperymentu młode ostrygi narażone na niski poziom tlenu były prawie trzy razy bardziej narażone na zarażenie pasożytem niż ich odpowiedniki o stale zdrowej ekspozycji na tlen.
Nie jest jeszcze pewna, co się dzieje. Możliwe, że zwierzęta były bardziej zestresowane - sposób, w jaki chroniczny stresor czyni ludzi bardziej podatnymi na choroby. Może jednak powiedzieć, że zmieniły się ich nawyki żywieniowe. Gdy poziom tlenu spadł, ostrygi zwolniły, zamknęły się i przestały karmić. Ale kiedy poziom tlenu wrócił, wszyscy wyszli na dwór, czasami karmiąc więcej, niż gdyby nie spędzili godzin na „wstrzymywaniu oddechu”.
„Prawdopodobnie nie próbują nadrobić utraconych możliwości karmienia” - mówi Breitburg. „Uważamy, że prawdopodobnie spłacają swój dług tlenowy. Ale ostryga wykorzystuje skrzela zarówno do karmienia, jak i do pozyskiwania tlenu, więc zwiększony ruch wody nad skrzelami kończy się zwiększonym karmieniem. ”
Breitburg uważa, że zwiększone karmienie w ciągu dnia sugeruje, że zamiast unikać obszarów z chronicznym nocnym niskim poziomem tlenu, projekty odnowy ostryg mogą chcieć je znaleźć. Warunki te mogą uczynić je bardziej podatnymi na choroby, ale także zwiększają skuteczność filtrowania wody w ciągu dnia, gdy rośnie fitoplankton.
Ponieważ Dermo zabiera ostrygę kilka lat, mięczaki mogą mieć dużo czasu na oczyszczenie wody i przechylenie środowiska na swoją korzyść.
„Ten rodzaj niedotlenienia (niski poziom tlenu) występuje szczególnie w bardzo płytkiej wodzie”, mówi Breitburg, „Wszystkie nasze prace miały miejsce w odległości mniejszej niż dwa metry, na głębokości wody, gdzie filtracja ostrygowa mogłaby potencjalnie dotrzeć do całego słupa wody. Jeśli po prostu wydasz kilka ostryg w tych warunkach, nie zrobią oni wiele, aby zmienić ilość fitoplanktonu w wodzie i ilość niedotlenienia. Ale jeśli wydasz wystarczająco ostryg, aby filtrowały wodę - redukując biomasę fitoplanktonu - mogą być w stanie zmienić jakość wody z warunków, które są szkodliwe na warunki, które nie są już szkodliwe. Może to pomóc w określeniu skali odbudowy, która jest potrzebna zarówno do produkcji zrównoważonych populacji ostryg, jak i do poprawy jakości wody. ”
Technik Rebecca Burrell rzuca ostrygę do analizy. (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab)
