Miljøvidenskabsbitter bind 2

Koraller spiller en central rolle i marine økosystemer såvel som påvirker mennesker på betydelige måder. Disse marine arter står over for trusler, når temperaturerne stiger, og mennesker bruger fisketeknikker, der bedøver fisk og frigiver skadelige kemikalier i havene. Vil cyanid fortsat være problematisk for koraller, eller vil ny forskning føre til alternativ fiskeripraksis?

Figur 1. Koraller viser tegn på blegning, når de begynder at blive hvide. Denne effekt kan alvorligt skade koralen og til sidst føre til dens død. Foto Venligst udlånt af Oregon State University, 2012, FlickrCommons. CC BY-SA 2.0.

koraller er havdyr, hvis polypper danner endosymbiotiske forhold til alger i slægten Symbiodinium.5 Disse dinoflagellater, kendt som dyreanthellae, er kritiske for koral sundhed, da de fotosyntetiserer og giver energi i form af sukkerarter.2 koralblegning er en proces, hvorved koralen uddriver deres algesymbioner for at øge deres chancer for overlevelse, hvilket resulterer i misfarvning af koralkolonier (Figur 1).2 algerne kan udskiftes, men koralen dør kort efter begivenheden, hvis de ikke får nye alger.4

Koraller spiller en central rolle i marine økosystemer. De giver husly og substrat for mange forskellige arter af fisk og hvirvelløse dyr. Desuden er deres indvirkning på mennesker betydelig. Koralrev afbøde skader på beachside egenskaber ved dæmpning bølger, som ellers ville erodere stranden. Derudover anslås koralrev at give milliarder af dollars i indtægter gennem fiskeri, biomedicin og turisme.4 som sådan er vedligeholdelse af koralrev kritisk i oceanisk bevarelse.

figur 2. Hvad Forårsager Koralblegning? Med tilladelse fra NOAA, 2017. Public Domain.

tre store stressfaktorer vurderes almindeligvis vedrørende koralblegningshændelser. For det første nævnes hurtig opvarmning af oceaner ofte som den vigtigste faktor, der bidrager til massive koralblegningshændelser.3,4,5 som temperaturerne stiger, uddriver koraller deres endosymbionter. El Nino-forekomster, en vigtig udløser af tidligere blegningshændelser, forventes at stige i frekvens, når de globale temperaturer stiger.2 Dette kunne fremkalde drastiske ændringer i forhold, som koraller måske ikke er i stand til at modstå. Blastfiskeri kan også påvirke koraller negativt. Sprængning involverer fantastiske fisk med sprængstoffer for at gøre dem lettere at fange.10

kaliumnitrat bruges ofte i lokalsamfund som en billig metode til fremstilling af ønskelige eksplosive effekter.10 denne proces resulterer ofte i fragmenterede koraller, der stammer fra eksplosionskilden og kan have betydelige konsekvenser for revets sundhed.10 Endelig er cyanidfiskeri en almindelig praksis, hvor cyanid bruges til at bedøve fisk og gøre dem lettere at fange.1,2,3,6,8,9,10,11 det kan også dræbe fisk, som ikke tåler højere doser, der bruges til at bedøve større fisk. Cirka 70% af de fisk, der fanges til akvarier, fanges ved hjælp af natriumcyanid.3 Det er ulovligt i mange lande, men er stadig udbredt i regioner, der mangler regler.9 cyanid kan udløse lokale blegningshændelser ved at hæmme Symbiodiniumets fotosyntetiske aktivitet.1,5,7,8

der er en betydelig mængde forskning i gang med at undersøge virkningerne af de førnævnte stressfaktorer. Især er mange forskere interesseret i at lære, hvordan kemiske stressfaktorer kan påvirke koral sundhed. Meget af den forskning, der henvises til, fokuserer på cyanids indvirkning på hårde koraller og deres endosymbiotiske dinoflagellater. I et eksperiment udsatte forskere koraller for forskellige koncentrationer af cyanidion.1 disse koncentrationer var lavere end dem, der typisk anvendes til fiskeri.1 Koraller reagerede ved at udvise deres dyreanthellae. Analyse af dataene beskrev den reducerede tæthed af dyreantellae og øget cellulær opdeling af dyreantellae for grupper udsat for cyanid.1 Nogle af dinoflagellaterne udsat for cyanid døde, mens andre syntes misfarvede.1 Disse resultater viser de alvorlige virkninger cyanid kan have på fotosyntetisk aktivitet og koral sundhed.1

lignende eksperimenter understøtter disse resultater og har vist, at cyanid specifikt hæmmer Calvins fotosyntesecyklus i dinoflagellater.5,6,7,8 koncentrationer for disse eksperimenter blev omhyggeligt udvalgt for at finde niveauet af cyanid, som hæmmer Calvin-cyklussen, men påvirker ikke andre processer i nogen af organismerne.5,6,7,8 derudover understøtter nogle fund ikke hypotesen om, at termisk stress alene kan hæmme Calvin-cyklussen.8 anden forskning har vist, at cyanid har en betydelig indvirkning på selve koralen såvel som andre organismer, der udsættes for høje koncentrationer. Bevis tyder på, at cyanid hæmmer mitokondriel aktivitet og derfor reducerer tilgængeligheden af ATP (adenosintrifosfat) i celler.3 tilsammen udgør disse data en legitim bekymring for koral sundhed, hvor cyanid anvendes. Både koraller og deres dinoflagellat symbionter påvirkes negativt af cyanid, hvilket kan forværre blegningshændelser.

figur 3. Alternative fisketeknikker kan være skadelige for akvatiske arter, såsom koraller i koralrev. Blast fiskeri udnytter sprængstoffer under vandet for at bedøve fisk, hvilket gør dem lettere at fange. Natriumcyanid bruges ofte i en praksis kendt som cyanidfiskeri, hvor fisk er bedøvet med stoffet og derefter lettere at fange til brug i akvarier. Vigtige faktorer bidrager til større koralblegningsbegivenheder såsom i specifikke områder af Great Barrier Reef i Australien. Med tilladelse fra Drajay1976, 2013. CC BY-SA 3.0., Ella Væver, 2017. Oregon State University, 2016, USA. CC BY-SA 2.0.

forskere søger efter mere pragmatiske tilgange til håndtering af cyanidfiskeri, fordi det er vanskeligt at regulere. Et forslag er brugen af fed olie i fiskeriaktiviteter.4 fed olie får fisk til at miste bevidstheden og kan tjene som et alternativ til cyanid.4 i en undersøgelse, der udsatte koraller for varierende koncentrationer af fed olieopløsning, fandt forskerne, at lave koncentrationer ikke var skadelige for koralen, der blev anvendt i eksperimentet.4 i modsætning hertil blev lave koncentrationer af cyanid fundet at være signifikant skadelige.1 fed olie kan således være et levedygtigt alternativ i fiskeindustrien, fordi det ikke har en betydelig økologisk indvirkning på lokale koralbestande.4

ud over alternativer til cyanidfiskeri er det vigtigt at udvikle nye teknikker, der gør det muligt at påvise cyanid, når det anvendes ulovligt.9,11 denne tostrengede tilgang kan tilbyde et alternativ og samtidig give straf for dem, der ikke ophører ulovlige aktiviteter. En af måderne at gøre dette på er ved påvisning af thiocyanatanion, som udskilles af havfisk, efter at de neutraliserer cyanidion.11 optisk fiber anvendes desuden med væskekromatografiteknologi til påvisning af thiocyanat.11 Denne nye teknik kunne anvendes til at detektere akvariefisk, der er blevet fanget ulovligt, og ville derfor eliminere fordelene ved at anvende cyanid i fiskeripraksis.11

ud over mekaniske metoder til påvisning af cyanid findes der flere biologiske metoder. Bakterier er i stand til at metabolisere cyanidion og omdanne den til cyanat ved brug af ilt.9 efterhånden som mere cyanid nedbrydes, falder iltniveauerne.9 faldende iltniveauer kan overvåges ved hjælp af Clark iltelektroder, som indirekte ville måle cyanidniveauer i havvand.9 andre biosensorer, der anvender egenskaber, er blevet foreslået til påvisning af cyanid og kan ofte give præcise målinger af cyanidkoncentrationer.9

figur 4. Sund koralrev er faldende i antal som koral blegning begivenheder bliver mere udbredt. Venligst udlånt af NOAA, 2011, FlickrCommons. Public Domain.

mens der stadig er behov for mere forskning vedrørende årsagerne til koralblegningshændelser, bliver virkningerne af cyanid på koraller godt forstået. Fremhævning af denne årsag giver mulighed for politikker til at tackle cyanidfiskeri gennem nye metoder til påvisning og screening af akvariefisk i lande med infrastrukturen til at gøre det. En forståelse af den fysiologiske indvirkning cyanid har på koraller og marine liv vil også give mulighed for et bredere overblik over toksikologi af trofiske niveauer inden for økosystemer. Da mere forskning fremhæver virkningen af opvarmningstemperaturer på koralblegning, er det kritisk, at lettere Adresserede problemer løses for at lindre lokale koralpopulationer fra nogle af disse pres.

  1. Cervino, J. M., et al. (2003). Ændringer i tæthed, morfologi og mitotisk indeks i hermatypiske koraller og anemoner udsat for cyanid. Bulletin for havforurening, 46(5):573-586
  2. Coral sundhed og overvågning Program. Koralblegning-Baggrund. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Hentet fra http://www.coral.noaa.gov/research/climate-change/coral-bleaching.html
  3. nedture, C.A., Et al. (2010). In vitro-celletoksicitetsscreening som en alternativ dyremodel for koraltoksikologi: virkninger af varmestress, sulfid, rotenon, cyanid og kobberoksid på cellens levedygtighed og mitokondriefunktion. Økotoksikologi, 19:171-184
  4. Frisch, A. J., et al. (2007). Virkningerne af fed olie på koral: en eksperimentel evaluering ved hjælp af Pocillopora damicornis (Linnaeus). Tidsskrift for Eksperimentel marinbiologi og Økologi, 345(2):101-109
  5. Hill, R., et al. (2014). Hæmning af fotosyntetisk CO2-fiksering i coral Pocillopora damicornis og dets forhold til termisk blegning. Tidsskrift for eksperimentel biologi, 217:2150-2162
  6. Jones, R. J. (1997). Virkninger af cyanid på koraller. SPC Live Reef Fish Information Bulletin, 3: 3-8
  7. Jones, R. J., & Hoegh-Guldberg, O. (1999). Virkninger af cyanid på koral fotosyntese: implikationer for at identificere årsagen til koralblegning og til vurdering af miljøvirkningerne af cyanidfiskeri. Marine Ecology Progress Series, 177:83-91
  8. Jones, R. J., et al. (1999). PAM Chlorophyll Fluorometri: en ny In situ teknik til Stressvurdering i Scleractinian koraller, der bruges til at undersøge virkningerne af cyanid fra Cyanidfiskeri. Bulletin for havforurening, 38(10):864-874
  9. Mak, K. K. H., et al. (2005). Cyanidfiskeri og cyaniddetektion i koralrevfisk ved hjælp af kemiske test og biosensorer. Biosensorer og Bioelektronik, 20(12):2581-2593
  10. McManus, J. V., et al. (1997). Virkninger af nogle destruktive fiskemetoder på Koraldækning og potentielle Genopretningshastigheder. Miljøledelse, 21(1): 69-78
  11. M. C. M., et al. (2012). Udskilt thiocyanat registrerer levende revfisk, der ulovligt indsamles ved hjælp af cyanid—en ikke-invasiv og ikke-destruktiv testmetode. PLoS ONE, 7 (4): e35355

tal:

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.