Почему изменение климата может привести к тому, что морские водоросли перестанут быть безопасными для употребления

Быстро накапливаются данные о том, что подкисление океана и повышенные температуры будут иметь катастрофические последствия для морских организмов и экосистем. На самом деле, это то, что мы уже наблюдаем. Коралловые рифы обесцвечиваются, в то время как улитки и другие кальцифицирующие морские организмы изо всех сил пытаются построить свои раковины, чешую и скелеты, а молодые морские животные даже изо всех сил пытаются добраться до подходящих мест обитания.

Тем не менее, согласно прогнозам, многие первичные производители, в том числе морские водоросли, будут процветать в кислых океанах будущего, поскольку они используют COaw из морской воды для производства энергии путем фотосинтеза.

Люди ели морские водоросли в течение десятков тысяч лет, и сегодня диеты миллиардов людей, особенно в Азии, основаны на культивируемых морских водорослях. Однако, хотя будущие условия в океане могут повысить урожайность выращиваемых морских водорослей, мы не знаем, как изменение климата повлияет на питательную ценность морских водорослей. Чтобы исследовать это, мы недавно изучили, как на содержание йода в водорослях будут влиять будущие сценарии изменения климата.

Морские водоросли являются одним из лучших природных источников йода, и этот важный минерал используется организмом для выработки гормонов щитовидной железы. Но как слишком много, так и слишком мало йода может изменить работу щитовидной железы организма. Если изменение климата повлияет на количество йода в водорослях, люди - и другие животные - которые полагаются на него как на основную часть своего рациона, могут страдать от серьезных проблем со здоровьем.

Создание кислотных океанов

Для этого недавно опубликованного исследования мы смоделировали текущие и будущие условия подкисления океана в лабораторных условиях и на открытом воздухе. Для проведения экспериментов на открытом воздухе мы заключили морскую воду в клетки из очень маленьких сетчатых полиэтиленовых сеток, чтобы можно было манипулировать условиями окружающей среды, такими как CO and и температура, и отслеживать реакции, в то время как все другие условия окружающей среды оставались такими же, как в естественной среде.

Мы использовали три вида водорослей - Сахарина японская, Undaria pinnatifida, а также Macrocystis pyrifera - а также прибрежные водоросли Ulva pertusa, Ulva intestinalis, Gracilaria lemaneiformis, а также Gracilaria chouae, для исследования. За исключением М. пирифера эти водоросли широко потребляются людьми по всему миру - например, в суши, супах и в валлийском деликатесном блюде. М. пирифера был выбран, так как он является предпочтительным источником пищи для морских беспозвоночных, таких как морские ежи и морское ушко, которые добываются рыболовной промышленностью.

В таких исследованиях подкисления океана океанографы проводят мониторинг парциального давления CO₂ в морской воде. Эта цифра отражает количество растворенного CO₂, которое измеряется в частях на миллион (или мкатм), и является показателем того, насколько кислотными являются океаны. Межправительственная группа экспертов по изменению климата прогнозирует, что к 2100 году будущий уровень выбросов CO₂ в океане увеличится более чем вдвое - с нынешних уровней от 400 до 1000 мкатм - если не будут приняты смягчающие меры против изменения климата.

Мы создали эти будущие условия подкисления океана, продувая пузырьки CO₂ в морскую воду и измеряя µatm. Затем мы выращивали водоросли в восьми климатических сценариях в лаборатории и двух климатических сценариях в полевых условиях. Они варьировались от текущих уровней CO₂ и температуры до будущих сценариев подкисления океана и повышенных температур.

Йод и морепродукты

Мы обнаружили, что морские водоросли, выращенные в условиях, которые следовали будущим прогнозам подкисления океана, накапливали больше йода, чем морские водоросли, выращенные в современных условиях. Однако в тестируемых нами сценариях повышенная температура была не так важна, как подкисление океана, вызывая накопление йода в морских водорослях. Это означает, что, хотя мы ожидаем, что урожайность очень важной продовольственной культуры увеличится при будущем изменении климата, уровень йода также увеличится, что скажется на питании человека.

Мы также проследили повышенное содержание йода от водорослей до их потребителей. Естественные потребители морских водорослей, таких как рыба и моллюски, также являются богатым диетическим источником йода для человека. Используя эксперимент по питанию на открытом воздухе, мы изучили влияние потребления морских водорослей в будущих условиях подкисления океана на съедобных моллюсков, морское ушко (Haliotis Discus). Мы обнаружили, что концентрация йода в тканях моллюсков увеличилась после употребления в пищу морских водорослей с повышенной концентрацией йода. Кроме того, мы увидели, что концентрация гормонов щитовидной железы в тканях моллюсков снизилась. Это свидетельствует о том, что подкисление океана влияет на качество морепродуктов, изменяя концентрацию важнейшего минерала с последствиями для потребителей.

Существует риск того, что, поскольку климат в мире продолжает меняться, люди, которые едят водоросли в качестве основного элемента своего рациона, могут потреблять слишком много йода, что может привести к широкому спектру проблем со здоровьем. Поскольку водоросли и моллюски лежат в основе питания миллиардов людей во всем мире, важно понимать, как изменится содержание йода в морепродуктах в условиях глобального изменения климата. Эта информация может, например, использоваться Всемирной организацией здравоохранения для предоставления рекомендаций относительно соответствующих уровней потребления морских водорослей для поддержания достаточного ежедневного потребления йода.

Эта статья была первоначально опубликована в «Разговоре» Джорджиной Бреннан, Донг Сюй и Найхао Е. Прочитайте оригинальную статью здесь.