Karenia brevis

Karenia brevis.jpg
Karenia brevis
Klasyfikacja naukowa
Królestwo: Chromista
supertyp: pęcherzyki płucne
Gromada: Myzozoa
Nadklasa: Dinoflagellata
Klasa: Dinophyceae
Zamówienie: Gymnodiniale
Rodzina: kareniowate
Rodzaj: Karenia
Gatunek:
K. brevis
Nazwa dwumianowa
Karenia brevis
(Davis) G. Hansen et Moestrup

Karenia brevis to mikroskopijny, jednokomórkowy organizm fotosyntetyzujący z rodzaju Karenia . Jest to bruzdnica morska powszechnie występująca w wodach Zatoki Meksykańskiej . Jest to organizm odpowiedzialny za „ czerwone przypływy Florydy ”, które wpływają na wybrzeża Zatoki Perskiej na Florydzie iw Teksasie w USA oraz na pobliskie wybrzeża Meksyku . Wiadomo , że K. brevis przemierza duże odległości wokół półwyspu Floryda i tak daleko na północ, jak Karoliny.

Każda komórka ma dwie wici , które pozwalają jej poruszać się w wodzie ruchem obrotowym. K. brevis jest nieopancerzony i nie zawiera perydyniny . Komórki mają średnicę od 20 do 40 μm . K. brevis w naturalny sposób wytwarza zestaw silnych neurotoksyn, zwanych łącznie brevetoxins , które powodują problemy żołądkowo-jelitowe i neurologiczne u innych organizmów i są odpowiedzialne za masowe wymieranie organizmów morskich i ptaków morskich.

Historia

Karenia brevis została nazwana na cześć dr Karen A. Steidinger w 2001 roku, a wcześniej była znana jako Gymnodinium breve i Ptychodiscus brevis . Klasyfikacja K. brevis zmieniała się w czasie wraz z postępem technologicznym. Po raz pierwszy nazwano go Gymnodinium brevis w 1948 r., ale później zmieniono go na Gymnodinium breve , co jest zgodne z wytycznymi Międzynarodowego Kodeksu Nomenklatury Botanicznej. W 1979 roku został sklasyfikowany w rodzaju Ptychodiscus i nazwany Ptychodiscus brevis ponieważ nowe badania wykazały, że lepiej pasuje do tego rodzaju ze względu na jego morfologię, biochemię i ultrastrukturę. Następnie w 1989 roku naukowcy zgodzili się, że ten organizm powinien być określany jako jego oryginalna nazwa ( G. breve ). Następnie został przeklasyfikowany i przeniesiony do nowego rodzaju Karenia , który powstał na Uniwersytecie w Kopenhadze w 2000 roku.

Karenia brevis została po raz pierwszy zidentyfikowana na Florydzie w 1947 roku, ale niepotwierdzone doniesienia w Zatoce Meksykańskiej pochodzą z lat trzydziestych XVI wieku. Wiadomo, że ogniska K. brevis występowały od czasu hiszpańskich odkrywców z XV i XVI wieku, co udokumentowali hiszpańscy odkrywcy, tacy jak Cabeza de Vaca. [ potrzebne źródło ] Odkrywcy ci zauważyli śmierć dużych ryb, które przypominają wymieranie obserwowane współcześnie z powodu K. brevis . CC Davis potwierdził, że te wymierania były spowodowane przez K. brevis w 1948 roku.

Ekologia i dystrybucja

Karenia brevis ma optymalny zakres temperatur 22–28 ° C (72–82 ° F), optymalny zakres zasolenia 25–45 praktycznych jednostek zasolenia (PSU), przystosowała się do „środowisk o niskim napromieniowaniu” i może wykorzystywać oba organiczne i nieorganiczne związki azotu i fosforu, aby przetrwać. W swoim normalnym środowisku K. brevis będzie poruszał się w kierunku większego światła iw kierunku przeciwnym do kierunku grawitacji, co będzie miało tendencję do utrzymywania organizmu na powierzchni dowolnego zbiornika wodnego, w którym jest zawieszony. Szybkość pływania K. brevis wynosi około jednego metra na godzinę, a organizm można znaleźć przez cały rok w wodach Zatoki Meksykańskiej w stężeniu ≤ 1000 komórek na litr.

Naukowcy nie byli w stanie określić ostatecznego zasięgu geograficznego K. brevis , ponieważ trudno jest go oddzielić od dziesięciu innych gatunków Karenia , ale K. brevis jest gatunkiem najczęściej występującym w Zatoce Meksykańskiej.

Karenia brevis jest czynnikiem sprawczym czerwonej fali , która pojawia się, gdy organizm namnaża się do wyższych niż normalnie stężeń. Podczas tych wydarzeń woda może przybrać czerwonawe lub różowawe zabarwienie, nadając tym eksplozjom w K. brevis nazwę Florida Red Tide. Te zakwity glonów powodowane przez K. brevis wytwarzają brevetoksyny, które mogą mieć znaczący wpływ na środowisko poprzez śmierć dużej liczby zwierząt morskich i ptaków, w tym ssaków morskich. Wiadomo, że z powodu tych czerwonych przypływów na Florydzie spowodowanych przez K. brevis dochodzi do śmierci ryb na dużą skalę . Wpływa to na gatunki ryb w całym łańcuchu pokarmowym, włącznie z dużymi gatunkami drapieżnymi, takimi jak rekiny, a także gatunki typowe dla spożycia przez ludzi.

Jeden z badaczy stwierdził, że „Nie ma jednej hipotezy, która mogłaby wyjaśnić zakwity K. brevis wzdłuż zachodniego wybrzeża Florydy”. Jednak, podobnie jak w przypadku większości glonów, ich występowanie i przetrwanie zależy od różnych czynników w ich środowisku, w tym temperatury wody, zasolenia, światła i składników odżywczych / związków obecnych w wodzie. Podejrzewa się jednak, że obfite stosowanie nawozów w okolicznych obszarach przybrzeżnych, a także spływ nawozów z bardziej oddalonych gospodarstw, niesiony rzekami, może mieć wpływ na wzrost glonów.

W sprzyjających warunkach bruzdnice wytwarzające toksyny, takie jak K. brevis , rozwijają się i osiągają wysokie stężenia, co jest określane jako „szkodliwy zakwit glonów” lub „HAB”. Chociaż istnieje wiele różnych rodzajów tych HAB, a skutki mogą być różne, K. brevis jest czynnikiem sprawczym czerwonych przypływów na Florydzie. Ze względu na toksynę K. brevis te czerwone przypływy mogą być szkodliwe dla życia morskiego, a nawet wpływać na populacje ludzkie wzdłuż wybrzeży, gdzie występują.

Wpływ na zdrowie i działalność ludzi

Na obszarach, gdzie K. brevis występuje na normalnym poziomie populacji, organizm ten nie jest szkodliwy dla zdrowia ludzkiego. Tylko w okresach niekontrolowanego wzrostu populacji, skutkującego szkodliwymi zakwitami glonów, organizm ten ma znaczenie dla zdrowia i działalności człowieka. Tego samego nie można powiedzieć o skorupiakach zbieranych i spożywanych na tych obszarach zakwitu glonów. Brevetoksyny uwalniane przez K. brevis można znaleźć w miąższu skorupiaków podczas czerwonych przypływów na Florydzie, potencjalnie powodując stan znany jako neurotoksyczne zatrucie skorupiakami (NSP) u ludzi. Chociaż nie odnotowano żadnych zgonów ludzi z powodu NSP, zatrucie powoduje nudności, wymioty i różnorodne objawy neurologiczne. Uważa się, że poza NSP wpływ na zdrowie ludzi podczas czerwonego przypływu na Florydzie ogranicza się do podrażnienia dróg oddechowych i oczu u podatnych osób na wodzie lub w pobliżu brzegu obszarów dotkniętych przez czerwony przypływ oraz podrażnienia skóry bezpośrednio wystawionej na Florydę Wody Czerwonego Przypływu. Osoby z wcześniej istniejącymi chorobami układu oddechowego, takimi jak astma, rozedma płuc lub POChP, mogą być bardziej podatne na uszkodzenia spowodowane podrażnieniem dróg oddechowych powodowanym przez K. brevis i może zostać poproszony o trzymanie się z dala od obszarów przybrzeżnych w okresach czerwonego przypływu Florydy.

Niekontrolowane masowe eksplozje populacji K. brevis , które spowodowały czerwony przypływ na Florydzie, mają również znaczący wpływ finansowy na dotknięte obszary przybrzeżne. Głównym źródłem generowania dochodów w wielu społecznościach dotkniętych K. brevis jest turystyka. W okresach czerwonych przypływów to ważne źródło dochodów jest często tracone dla dotkniętych nimi społeczności przybrzeżnych Florydy, często w skali dziesiątek milionów dolarów.

że ten konkretny protista jest szkodliwy dla ludzi, dużych ryb i innych ssaków morskich. Stwierdzono, że brevetoxin negatywnie wpływa na przetrwanie koralowców skleraktynowych . Koralowce skleraktyńskie wykazują obniżone tempo oddychania, gdy występuje wysokie stężenie K. brevis .

Wykrywanie i monitorowanie

Tradycyjne metody wykrywania K. brevis opierają się na mikroskopii lub analizie pigmentu. Są one czasochłonne i zwykle wymagają wykwalifikowanego mikroskopisty do identyfikacji. Identyfikacja na podstawie uprawy jest niezwykle trudna i może zająć kilka miesięcy.

Tradycyjne metody wykrywania i monitorowania zakwitów K. brevis na podstawie pomiarów terenowych są pracochłonne i mają praktyczne ograniczenia w wykrywaniu lub monitorowaniu w czasie rzeczywistym. „Brevebuster” to przenośny instrument, który można umieścić w zautomatyzowanych pojazdach podwodnych lub na stacjonarnych platformach, które mogą optycznie wykrywać czerwone przypływy na Florydzie. Molekularne PCR w czasie rzeczywistym do czułego i dokładnego wykrywania K. brevis Dlatego opracowano komórki w środowiskach morskich. Opracowano test amplifikacji oparty na sekwencji kwasu nukleinowego w czasie rzeczywistym (NASBA) do wykrywania rbcL z K. brevis . NASBA jest czuła, szybka i skuteczna i może być stosowana jako dodatkowa lub alternatywna metoda wykrywania i oznaczania ilościowego K. brevis w środowisku morskim.

Inną techniką wykrywania K. brevis jest spektroskopia wielofalowa, która wykorzystuje modelowe badanie widm UV-vis. Opracowano również metody detekcji z wykorzystaniem spektroskopii satelitarnej. Zdjęcia satelitarne ze spektrometru obrazowania średniej rozdzielczości (MERIS) i spektroradiometru obrazowania średniej rozdzielczości (MODIS) z czujnika koloru oceanu identyfikują K. brevis , wykorzystując jego fluorescencję chlorofilu i niskie rozpraszanie wsteczne. Oprócz metod wykrywania komórek K. brevis , test immunoenzymatyczny (ELISA) i spektrometria mas z chromatografią cieczową (LCMS) zostały opracowane do wykrywania brevetoksyny w skorupiakach, są bardziej czułe niż standardowy test biologiczny na myszach, a od 2008 r. były rozważane przez Międzystanową Konferencję ds. Sanitarnych Mięczaków dla zastosowanie regulacyjne.

  Glibert PM ; Burkholder, JM (22 maja 2014). Złożone relacje między wzrostem nawożenia ziemi, eutrofizacją wybrzeży i rozprzestrzenianiem się szkodliwych zakwitów alg . Studia ekologiczne . Tom. 189. s. 341–354. doi : 10.1007/978-3-540-32210-8_26 . ISBN 978-3-540-32209-2 .

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Karenia_brevis&oldid=1139087303 ”