Anna ostereiden sairastua siivoamaan Chesapeake

Jos yrität palauttaa kotoperäisiä ostereita ( Crassostrea virginica ) Chesapeaken lahdella, voit yrittää sijoittaa ne ympäristöön, jossa he todennäköisesti sairastuvat. Varoitus: sinun on istutettava riittävästi heitä ”siivoamaan talo”.

Tästä tarinasta

Smithsonian ympäristötutkimuskeskus

Asiaan liittyvä sisältö

• Kosmetiikkasi voi tappaa suositun afrodisiaakin: Osterit
• Osterit voisivat pelastaa Staten Islandin seuraavasta hurrikaanista Sandy

Se on vain yksi ajatus, jonka Smithsonian-tiedemies Denise Breitburg kertoi tutkimuksesta, joka tutki matalan hapen vaikutuksia osmoa kuristavaan tautiin, nimeltään Dermo ( Perkinsus marinus ). Osterin verta saastuttava yksisoluinen loinen on kotoisin Chesapeake-lahdelta, ja kun ostereita oli runsaasti, tautilla ei ollut suurta vaikutusta koko väestöön. Mutta yli vuosisadan ylimääräisen sadonkorjuun, elinympäristöjen menetyksen ja lisääntyneen vesien pilaantumisen jälkeen osterit ovat vähentyneet vain yhdestä kahteen prosenttiin historiallisista lukuistaan. Dermo on nyt jälleen yksi isku, joka tuhoaa lahden kerran runsaan kruununjalokivin.

Osterien palauttamispyrkimyksiin kuuluu roiskeilla (vauva-osterit) täytettyjen kuorien levittäminen veteen, mieluiten paikoissa, joissa niiden odotetaan menestyvän. Breitburgin teos, joka julkaistiin tänään lehdessä PLoS One, vihjaa vasta-intuitiiviselle vaihtoehdolle paljastamalla uutta dynamiikkaa osterien ja heidän ympäristönsä välillä.

On jo kauan ajateltu, että matalat, lähellä rantaa olevat vedet tarjoavat turvapaikan eläinten hapenpuuteesta kuolleilla alueilla. Nämä valtavat alueet, joissa on vähän happea, esiintyvät kauempana rannasta ja voivat joskus kestää viikkoja tai jopa kuukausia. Hyvin vähän selviää sellaisissa olosuhteissa, tästä myös nimi.

Breitburg toivoo, että hänen tutkimuksensa voi auttaa ohjaamaan palauttamisastetta kestävien osteripopulaatioiden tuottamiseksi. (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab)

Vaikka matalit eivät ole alttiina pidentyneelle alhaiselle happea, joka näkyy kuolleilla alueilla, matalat eivät ole immuuneja hapenpuutteen jaksoille. Breitburgin viimeisin työ osoittaa, että rannikon lähellä olevat vedet eivät välttämättä tarjoa täydellistä helpotusta näistä tukehtuvista vaikutuksista. "Olemme havainneet, että vähän happea, vaikka se tapahtuu muutaman tunnin päivästä, voi olla erittäin voimakkaita vaikutuksia järjestelmän organismeihin", Breitburg sanoo.

Matalassa virta jatkuu ravinteiden saannilla maasta ja vauhdittaa levien tai kasviplanktonin kasvua, mikä puolestaan ​​tuottaa happea fotosynteesin kautta päivän aikana. Öisin tarina kuitenkin muuttuu. Vaikka fotosynteesi pysähtyy, vedessä olevien organismien elpyminen jatkuu ja happitasot laskevat, joskus dramaattisesti. Levien kuollessa hajoamisprosessi vetää happea entisestään.

Nämä päivä- ja yöjaksot ovat luonnollisia, mutta ihmisen toiminta vahvistaa niitä kehitys- ja viljelysmaan valumina, ja jätevedenpuhdistamojen päästöt pumppaavat ravinteita veteen ja lisäävät levien runsautta.

Diasarja osoittaa osterin terveyden, joka kärsii Dermon vaihtelevasta intensiteetistä (vasemmalta oikealle, terveestä vakavasti infektoituneeseen) Perkinsuksen loisen lisääntyessä (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab).

Breitburg havaitsi useiden kenttä- ja laboratoriokokeiden avulla, että osterit alueilla, joilla päivä- ja yöhappotasot ovat suurimmat, ovat alttiimpia tarttumaan Dermoon. Lisäksi tauti leviää voimakkaammin tällaisilla alueilla. "Huomasimme, että päivittäinen altistuminen vähän liuenneelle hapelle voi joissakin tapauksissa kaksinkertaistaa tai jopa kolminkertaistaa Dermon hankkimisprosenttiin", hän sanoo. "Se johti myös vakavampiin infektioihin ja vähentää osterien kasvuvauhtia."

Tutkijat tiesivätkin, että loinen menestyi korkean lämpötilan ja suolapitoisuuden olosuhteissa, mutta tämä on ensimmäinen todiste öisen alhaisen hapen vaikutuksista sairauden esiintyvyyteen. Breitburg aloitti tutkintansa kenttäkokeilla alueilla, joilla Dermon tiedettiin jo olevan. Hän suspendoi satoja ostereita - jotkut tartunnan saaneet, toiset eivät - veteen 14 paikkakunnalla. Neljän kuukauden kuluttua hän huomasi, että aina kun yöllä vähän happea oli äärimmäistä, 100 prosenttia hänen tartuttamattomista ostereistaan ​​oli saanut loisen. Aikaisemmin tartunnan saaneissa ostereissa tauti eteni voimakkaammalle tasolle kohdissa, joissa on sekä matala happea että korkea suolapitoisuus.

Breitburgin laboratoriossa osterisäiliö, jota kutsutaan huoneeksi DOOM (Dissolved Oxygen Oyster Mortality), jäljittelee päivän ja yön heilahteita, joita osterit kokevat matalissa lahtivesissä. (Smithsonian ympäristötutkimuskeskus)

Breitburg kehitti takaisin Smithsonian Environmental Research Centerin märkälaatikkoon kontrolloidun kokeilun, joka tuli tunnetuksi ”DOOM-huoneena” liuenneen hapen osterikuolleisuudelle. Siellä hän paljasti osterit vaihtelevalle tasolle syklisesti matalaa happea jäljitelläkseen pellolla nähtyjä päivän ja yön heilahteluja. Kokeen ensimmäisen vuoden aikana matalalla happea altistuvat nuoret osterit olivat lähes kolme kertaa todennäköisemmin saaneet loistartunnan kuin vastaavat, joille altistuminen oli jatkuvasti tervettä happea.

Hän ei ole vielä varma mitä tapahtuu. Voi olla, että eläimet saivat enemmän stressiä - tapa, jolla krooninen stressitekijä tekee ihmiset alttiimpia sairauksille. Hän voi kuitenkin sanoa, että heidän ruokintatapansa muuttuivat. Kun happipitoisuus laski, osterit hidastuivat, sulkivat ja lopettivat ruokinnan. Mutta kun happitasot palasivat, he lähtivät kaikki ulos, ruokkien joskus enemmän kuin olisivat olleet, jos he eivät olisi viettäneet tunteja ”pitäen hengitystään”.

"He eivät todennäköisesti yritä korvata menetettyjä ruokintamahdollisuuksia", Breitburg sanoo. ”Luulemme, että he todennäköisesti maksavat happealansa. Mutta osteri käyttää kinkkujaan sekä ruokintaan että hapen saamiseen, joten lisääntynyt veden liikkuminen kiteiden yli johtaa lisääntyneeseen ruokintaan. "

Breitburgin mielestä päiväsaikaan lisääntynyt ruokinta viittaa siihen, että sen sijaan, että vältetään alueet, joilla on krooninen öinen vähän happea, osterien palauttamishankkeet haluavat ehkä etsiä niitä. Olosuhteet saattavat tehdä heistä alttiimpia taudeille, mutta se tekee niistä myös tehokkaamman suodattamaan vettä päivän aikana kasviplanktonin kasvaessa.

Koska Dermo voi kestää muutaman vuoden osterin tappamisessa, nilviäisillä voi olla runsaasti aikaa puhdistaa vesi ja suunnata ympäristö heidän edukseen.

"Tällainen hypoksia (vähän happea) on erityisen yleistä todella matalassa vedessä", Breitburg sanoo. "Kaikki työmme tapahtui alle kahdessa metrissä veden syvyydessä, jossa osterisuodatus voisi mahdollisesti päästä koko vesipylvääseen. Jos laitat vain muutaman osterin näissä olosuhteissa, he eivät aio tehdä paljon muuttaakseen veden kasviplanktonin määrää ja kehittyvän hypoksian määrää. Mutta jos laitat tarpeeksi ostereita suodattamaan vettä - vähentäen kasviplanktonin biomassaa -, he saattavat pystyä muuttamaan veden laadun olosuhteista, jotka ovat vahingollisia olosuhteille, jotka eivät enää ole haitallisia. Se voi auttaa ohjaamaan palauttamisastetta, jota tarvitaan sekä kestävien osteripopulaatioiden tuottamiseksi että myös veden laadun parantamiseksi. "

Teknikko Rebecca Burrell vittuile osteria analyysiä varten. (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab)