Образцы фекалий китов связывают потепление океана с ростом содержания токсинов в водорослях в арктических водах

© ВОЗ

По данным нового исследования, опубликованного в журнале Nature , рост уровня токсинов в гренландских китах, которых добывают для пропитания коренные народы Аляски, свидетельствует о том, что потепление океана приводит к повышению концентрации водорослевых токсинов в пищевых цепях Арктики.

Исследователи из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) приняли участие в многоинститутском многолетнем исследовании, посвящённом этой критической проблеме, угрожающей продовольственной безопасности прибрежных сообществ, которые зависят от морской фауны, включая моллюсков, рыбу и китов, в качестве источника пищи и других ресурсов. Жители Аляски теперь просят исследователей помочь им понять и отслеживать появление водорослевых токсинов в арктических экосистемах, от которых они зависят.

«Коренные общины хорошо знают экосистемы, от которых зависят их существование, и были одними из первых, кто осознал последствия потепления», — сказала Рафаэла Штиммельмайр, ветеринар, специализирующийся на дикой природе, из округа Норт-Слоуп в Барроу, Аляска, и соавтор нового исследования. Она отметила, что теперь общинам нужны надежные инструменты, такие как полевые испытания, чтобы они могли в режиме реального времени проверять наличие водорослевых токсинов в традиционных продуктах питания. Эти испытания, а также информация, получаемая с помощью программ мониторинга и приборов, также помогают им принимать обоснованные решения о том, безопасно ли употреблять в пищу морских млекопитающих или других морских животных, таких как моллюски, рыба и птицы.

«Очень трудно отказаться от ресурсов, в которых они нуждаются и на которые полагаются с незапамятных времен», — сказала она.

Кэти Лефевр, научный сотрудник Научного центра рыболовства Северо-Запада NOAA Fisheries в Сиэтле и ведущий автор нового исследования, также возглавляет Сетевое сообщество по исследованию и реагированию на токсины водорослей в дикой природе на западном побережье США . Этот альянс агентств и учреждений собирает образцы тканей диких животных от моря Бофорта на Аляске до Южной Калифорнии на севере. Затем участники отправляют образцы в её лабораторию в Сиэтле для проверки на наличие токсинов водорослей. Ранние исследования лаборатории показали, что многие виды на Аляске имели признаки воздействия, хотя и не в достаточно высоких концентрациях, чтобы считаться опасными для животных, у которых были взяты пробы.

На протяжении двух десятилетий лаборатория регулярно проводила исследования гренландских китов, добываемых во время ежегодной осенней охоты в море Бофорта у Северного склона Аляски. Киты фильтруют морскую воду для получения пищи, потребляя криль, содержащий водорослевые токсины, полученные из пищевой сети. Исследовательская группа пришла к выводу, что образцы фекалий китов могут выявить токсины в морской среде, от которой зависят киты.

«Ни у кого не было такого набора данных», — сказал Лефевр. «Вместо того, чтобы каждый год выходить в море и собирать образцы по всей морской среде, киты делали это за нас. Их образцы дают нам моментальный снимок того, что находится в пищевой сети каждый год, с точки зрения самих китов».

После 19-летнего исследования 205 гренландских китов с 2004 по 2022 год команда пришла к выводу, что данных достаточно для отслеживания изменений с течением времени. В частности, они хотели отслеживать концентрацию домоевой кислоты, вырабатываемой морскими водорослями Pseudo-nitzschia, и сакситоксина, вырабатываемого Alexandrium .

Они обнаружили сакситоксин как минимум у половины, а то и у 100% гренландских китов, отобранных ежегодно в течение 19 лет. Хотя домоевая кислота встречалась реже (в некоторые годы докозагексаеновая кислота вообще не обнаруживалась), это исследование впервые показывает, что воздействие домоевой кислоты в арктических водах увеличивается из-за потепления и сокращения морского льда.

Ученые использовали данные с мониторинговой станции в море Бофорта, финансируемой Арктической сетью наблюдений Национального научного фонда, чтобы сравнить уровень токсинов в организме гренландских китов с условиями окружающей среды. «Нам повезло, что мы сохранили долгосрочную стоянку вблизи места кормления китов, что дало возможность изучить роль изменений циркуляции и свойств воды за этот двадцатилетний период», — сказал старший научный сотрудник WHOI Боб Пикарт. Исследователи обнаружили, что периоды повышенной токсичности у китов были связаны с усилением потока тепла на север, который, в свою очередь, был обусловлен определенными ветровыми режимами.

Эти более тёплые условия более благоприятны для развития ВЦВ и коррелируют с более высокой концентрацией токсинов в пищевой сети. Таким образом, атмосферные условия влияют на океанографию, которая, в свою очередь, влияет на динамику ВЦВ.

Они также использовали климатические данные для сравнения образцов, взятых у гренландских китов, с изменениями в морском льду. Исторически морской лед покрывал обширные участки Арктики, но за последние десятилетия его толщина резко сократилась. Когда морского льда меньше, солнечный свет быстрее нагревает океан, и водоросли растут быстрее. Годы с наибольшим сокращением морского ледяного покрова в июне приводили к потеплению воды в июле. Это увеличивало вероятность возникновения ВЦВ и повышения уровня токсинов в организме китов. Потепление океана и сокращение морского льда связаны с повышением уровня токсинов в пищевой цепи.

Это обширное исследование стало результатом многолетнего сотрудничества исследователей из племенных, региональных и федеральных органов власти, академических институтов и частных организаций. Арктическая наука наиболее эффективна при слаженной работе коренных и западных учёных. В состав исследовательской группы вошли специалисты по традиционным экологическим знаниям Арктики, океанографии, климатологии, ВЦВ, экологии пищевых сетей, а также эксперты по здоровью и экологии гренландских китов. Эти исследователи смогли собрать часть информации о рисках ВЦВ в Арктике. Данное исследование подтверждает необходимость постоянного и усиленного мониторинга рисков ВЦВ для продовольственной безопасности и безопасности морских ресурсов, используемых сельскими общинами Аляски.