Текущие оценки токсичности водорослей в озере Эри могут быть неточными

Новое исследование токсинов, производимых цианобактериями Microcystis — основным компонентом ежегодного вредоносного цветения (HAB) в озере Эри, — показывает, что токсичность цветения может быть переоценена в ранние тёплые месяцы и недооценена поздним летом.

Исследование является частью крупного проекта под руководством Университета штата Огайо, направленного на разработку более точного прогноза токсичности HAB для озера Эри.

Токсичность связана с концентрацией в цветении микроксистина — токсина, поражающего печень. Существуют сотни его разновидностей (конгенеров), отличающихся незначительными молекулярными различиями. Анализ показал, что уровень токсичности наиболее распространённых в озере Эри конгенеров сильно зависит от азота:

• Когда азота много в начале сезона, доминируют менее токсичные конгенеры.
• Позже, когда азот почти исчерпан, баланс смещается в сторону более токсичных типов.

"Знание того, какие конгенеры присутствуют, может лучше информировать управление пляжами, подготовку водоочистных сооружений и людей, которым следует избегать контакта с водой", — сказал Джастин Чаффин, ведущий автор исследования.

Озеро Эри снабжает питьевой водой около 11 миллионов человек в США и Канаде. В 2014 году высокая концентрация токсина привела к трёхдневному кризису с питьевой водой в Толедо.

Не все конгенеры микроксистина одинаково токсичны. В этом исследовании команда собрала пробы с 15 участков с июня по сентябрь 2018 и 2019 годов, чтобы определить концентрацию конкретных конгенеров и изменение уровня питательных веществ.

Наряду с распространённым конгенером MC-LR (токсичность средняя), доминирующими оказались:

• MC-RR — токсичность примерно в 5 раз ниже, чем у MC-LR. Доминировал в начале сезона при высоком содержании азота (содержит 17,5% N).
• MC-LA — токсичность примерно в 2,5 раза выше, чем у MC-LR. Доминировал поздним летом при низком уровне азота (содержит 10,8% N).

При этом общая концентрация микроксистина в конце сезона была ниже, поэтому общая токсичность, возможно, не возрастала резко.

Текущие оценки токсичности, вероятно, неточны, потому что рутинный метод ELISA измеряет общую концентрацию, но не различает конгенеры:

• В начале лета он переоценивает токсичность, так как большинство микроксистинов — низкотоксичная форма.
• К концу лета он может недооценивать токсичность, так как доля высокотоксичных форм растёт.

Инвестиции в регулярный сбор данных о конгенерах могут улучшить модели для прогнозирования токсичности HAB.

В другом недавнем исследовании Чаффин показал, что использование данных о концентрации токсинов, течениях и росте их производства в модели, подобной недельному прогнозу погоды, повысило точность прогнозирования микроксистина на 79%.

"Следующим шагом будет объединение прогноза местоположения цветения и концентрации токсинов с данными о конгенерах, чтобы действительно прогнозировать токсичность цветения. Но для этого необходимо улучшить лабораторные возможности", — отметил Чаффин.

Исследование опубликовано в журнале Harmful Algae.