Током топлих месеци, језеро Ерие постаје идеално окружење за цијанобактерије, познате и као плаво-зелене алге, да брзо расту. У овим условима, алге могу да формирају велике цветове који ослобађају токсине на нивоима који могу да нашкоде дивљим животињама и људима.
Истраживачи са Универзитета у Мичигену су сада утврдили организам који је одговоран за производњу ових токсина. Њихов рад идентификује одређени тип цијанобактерија, познат као Долицхоспермум, као извор.
Штетно цветање алги, или ХАБ, може се састојати од многих врста цијанобактерија, од којих је свака способна да генерише различите токсине. Утврђивање која врста производи који токсин је важно за праћење, предвиђање и управљање догађајима цветања.
Праћење извора микроцистина и сакситоксина
Велики процват у 2014. створио је токсин микроцистин и представљао озбиљну претњу за снабдевање Толеда питком водом. Раније, 2007. године, научници су открили знаке изузетно јаког токсина званог сакситоксин у језеру Ерие, иако је његов биолошки извор остао непознат. Сакситоксини припадају групи блиско повезаних неуротоксина који се сматрају међу најмоћнијим природним токсинима.
„Главна предност сазнања који организам производи токсин је та што нам помаже да разумемо услове који изазивају производњу токсина – то јест, који услови чине те организме успешним“, рекао је Грегори Дик, професор наука о земљи и животној средини и животне средине и одрживости. „Такве информације могу помоћи у вођењу политике и управљања, иако смо у овом случају још увек далеко од тога.
Коришћење секвенцирања ДНК за идентификацију произвођача токсина
Да би утврдио који је организам одговоран за сакситоксин, УМ тим је сакупио узорке директно из ХАБ-а како су се појавили у језеру. Главни аутор Пол Ден Ујл применио је секвенцирање „сачмаром“, технику која чита сву ДНК присутна у узорку воде. Са овим секвенцама, он је реконструисао комплетан геном, а затим претражио тај геном за гене укључене у стварање сакситоксина.
Њихова анализа је открила неколико сојева Долицхоспермум који живе у језеру Ерие. Међутим, само одређени сојеви су имали способност да производе сакситоксин. Иако разлог за ову разлику још није јасан, истраживачи су почели да испитују услове животне средине који могу утицати на производњу токсина.
Еколошки трагови у температури и нивоима хранљивих материја
Тим је прикупљао узорке са више локација широм језера Ери током целе године и мерио колико се гена везаних за сакситоксин појавио у сваком узорку. Често су откривали више нивое овог гена у топлијој води.
„То је интересантно јер знамо да се језера мењају са климатским променама“, рекао је Ден Уил, научник са УМ-овог Кооперативног института за истраживање Великих језера, или ЦИГЛР. „Са загревањем језера, једно од великих питања је, како ће то променити биолошке заједнице, укључујући штетно цветање цијанобактерија?“
Такође су приметили да је ген повезан са сакситоксином ређи у областима са повишеним нивоима амонијума. Тим сумња да се овај образац може односити на карактеристичну карактеристику Долицхоспермума: присуство гена који сугерише да може да користи азот у облику дизота, атмосферског гаса у изобиљу. Према Дику, само ограничен број организама може да користи азот у овом облику, дајући Долицхоспермуму конкурентску предност под одређеним условима.
„Једна од добрих ствари у вези са целим геномом је да можете видети све што организам може да уради, барем теоретски“, рекао је Дик, који је и директор ЦИГЛР-а. „Имате цео план шта организам може да уради, а ми заиста видимо способност добијања фиксираног азота из воде. Само да је добијање у облику азотног гаса нека врста супермоћи. Не може много организама то да уради, и то их чини конкурентнијим у тим условима.“
Праћење дугорочних ризика у језеру који се мења
Према истраживачима, они су девет година пратили сакситоксин у језеру, али овај период је прекратак да би се утврдило да ли ће нивои токсина расти како се клима наставља да се загрева.
„Али сада када знамо ко га производи, мислим да можемо боље да пратимо ове организме и такође можемо директно да проценимо обиље гена током времена“, рекао је Дик. „Планирамо да наставимо да пратимо бројност овог организма, али је прерано рећи да ли постаје све више. То је само корелација, али та корелација са температуром је забрињавајућа.“
Њихова студија се појављује у часопису Наука о животној средини и технологија.
