Environmental ScienceBites Volume 2

Koraller spiller en sentral rolle i marine økosystemer, samt påvirke mennesker på betydelige måter. Disse marine artene står overfor trusler når temperaturen stiger, og mennesker bruker fisketeknikker som slår fisk og frigjør skadelige kjemikalier i havene. Vil cyanid fortsette å være problematisk for koraller eller vil ny forskning føre til alternative fiskepraksis?

Figur 1. Koraller viser tegn på bleking når de begynner å bli hvite. Denne effekten kan skade koralen alvorlig og til slutt føre til døden. Foto gjengitt Av Oregon State University, 2012, FlickrCommons. CC BY-SA 2.0.

Koraller er marine dyr hvis polypper danner endosymbiotiske forhold til alger i slekten Symbiodinium.5 Disse dinoflagellatene, kjent som zooxanthellae, er kritiske for koralhelsen da de fotosyntetiserer og gir energi i form av sukker.2 Koralbleking er en prosess hvor koralen utviser sine algesymbionter for å øke sjansene for overlevelse, noe som resulterer i misfarging av korallkolonier (Figur 1).2 algene kan erstattes, men koralen vil dø kort tid etter hendelsen hvis de ikke skaffer seg nye alger.4

Koraller spiller en sentral rolle i marine økosystemer. De gir ly og substrat for mange forskjellige arter av fisk og virvelløse dyr. Videre er deres innvirkning på mennesker betydelig. Korallrev redusere skade på beachside egenskaper ved demping bølger, som ellers ville erodere stranden. I tillegg, korallrev er anslått å gi milliarder av dollar i inntekter gjennom fiske, biomedisin, og turisme.4 som sådan er vedlikehold av korallrev avgjørende for bevaring av havet.

Figur 2. Hva Forårsaker Korallbleking? Hilsen AV NOAA, 2017. Public Domain.

Tre store stressfaktorer blir ofte evaluert knyttet til korall bleking hendelser. For det første er rask oppvarming av havene ofte sitert som den viktigste faktoren som bidrar til massive korallbleking.3,4,5 når temperaturen stiger, utviser koraller sine endosymbionter. El Nino forekomster, en stor utløser av tidligere bleking hendelser, forventes å øke i frekvens som globale temperaturer øker.2 Dette kan fremkalle drastiske endringer i forhold som koraller kanskje ikke tåler. Blastfiske kan også påvirke koraller negativt. Sprengning innebærer fantastisk fisk med eksplosiver for å gjøre dem lettere å fange.10

Kaliumnitrat brukes ofte i lokalsamfunn som en billig metode for å produsere ønskelige eksplosive effekter.10 denne prosessen resulterer ofte i fragmenterte koraller som kommer fra eksplosjonskilden og kan ha betydelig innvirkning på revets helse.10 endelig er cyanidfiske en vanlig praksis der cyanid brukes til å overvelde fisk og gjøre dem lettere å fange.1,2,3,6,8,9,10,11 Det kan også drepe fisk som ikke tåler høyere doser som brukes til å overvelde større fisk. Omtrent 70% av fisken fanget for akvarier er fanget ved hjelp av natriumcyanid.3 det er ulovlig i mange land, men er fortsatt utbredt i regioner som mangler forskrifter.9 Cyanid kan utløse lokale blekehendelser ved å hemme Fotosyntetisk aktivitet Av Symbiodinium.1,5,7,8

det er en betydelig mengde forskning på gang som undersøker virkningen av de nevnte stressorene. Spesielt er mange forskere interessert i å lære hvordan kjemiske stressorer kan påvirke koralhelsen. Mye av forskningen refererte fokuserer på cyanids innvirkning på harde koraller og deres endosymbiotiske dinoflagellater. I ett eksperiment eksponerte forskere koraller til varierende konsentrasjoner av cyanidion.1 disse konsentrasjonene var lavere enn de som vanligvis brukes av fiskeoperasjoner.1 Koraller reagerte ved å utvise deres zooxanthellae. Analyse av dataene beskrev redusert tetthet av zooxanthellae og økt celledeling av zooxanthellae for grupper utsatt for cyanid.1 Noen av dinoflagellatene utsatt for cyanid døde, mens andre syntes misfarget.1 Disse resultatene viser de alvorlige konsekvensene cyanid kan ha på fotosyntetisk aktivitet og koralhelse.1

Lignende eksperimenter støtter disse resultatene og har vist at cyanid spesifikt hemmer Calvin-syklusen av fotosyntese i dinoflagellater.5,6,7,8 Konsentrasjoner for disse forsøkene ble nøye utvalgt for å finne nivået av cyanid som hemmer Calvin-syklusen, men påvirker ikke andre prosesser i hver organisme.5,6,7,8 i tillegg støtter noen funn ikke hypotesen om at termisk stress alene kan hemme Calvin-syklusen.8 Annen forskning har vist at cyanid har en betydelig innvirkning på selve koralen, så vel som andre organismer som er utsatt for høye konsentrasjoner. Bevis tyder på at cyanid hemmer mitokondriell aktivitet, og derfor reduserer tilgjengeligheten AV ATP (adenosintrifosfat) i celler.3 Sammen presenterer disse dataene en legitim bekymring for koralhelsen der cyanid brukes. Både koraller og deres dinoflagellat symbionter påvirkes negativt av cyanid, noe som kan forverre blekinghendelser.

Figur 3. Alternative fiske teknikker kan være skadelig for akvatiske arter, som koraller i korallrev. Blast fiske benytter eksplosiver under vann for å overvelde fisk, noe som gjør dem lettere å fange. Natriumcyanid brukes ofte i en praksis kjent som cyanidfiske der fisk er bedøvet med stoffet og er da lettere å fange for bruk i akvarier. Viktige faktorer bidrar til store korallbleking hendelser som i bestemte områder Av Great Barrier Reef I Australia. Gjengitt Med tillatelse Fra Drajay1976, 2013, Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0., Ella Weaver, 2017., Og Oregon State University, 2016, Wikimedia Commons. CC BY-SA 2.0.

Forskere søker etter mer pragmatiske tilnærminger til å håndtere cyanidfiske fordi det er vanskelig å regulere. Ett forslag er bruk av fedd olje i fiske operasjoner.4 Fedd olje forårsaker fisk å miste bevisstheten og kan tjene som et alternativ til cyanid.4 i en studie som eksponerte koraller til varierende konsentrasjoner av nellikoljeoppløsning, fant forskerne at lave konsentrasjoner ikke var skadelige for korallene som ble brukt i forsøket.4 derimot ble lave konsentrasjoner av cyanid funnet å være signifikant skadelige.1 nellikolje kan Derfor være et levedyktig alternativ i fiskeindustrien fordi den ikke har en betydelig økologisk innvirkning på lokale korallpopulasjoner.4

Foruten alternativer til cyanidfiske er det viktig å utvikle nye teknikker som gjør det mulig å oppdage cyanid når den brukes ulovlig.9,11 denne todelte tilnærmingen kan tilby et alternativ samtidig som det gir straff for de som ikke slutter ulovlige aktiviteter. En av måtene å gjøre dette på er gjennom deteksjon av tiocyanatanion, som utskilles av marine fisk etter at de nøytraliserer cyanidion.11 Optisk fiber brukes i tillegg med væskekromatografiteknologi for å oppdage tiocyanat.11 Denne nye teknikken kan brukes til å oppdage akvariefisk som har blitt fanget ulovlig, og dermed vil eliminere fordelene ved å bruke cyanid i fiskepraksis.11

i tillegg til mekaniske metoder for å oppdage cyanid, finnes det flere biologiske metoder. Bakterier er i stand til å metabolisere cyanidion og konvertere den til cyanat ved bruk av oksygen.9 Etter hvert som mer cyanid brytes ned, reduseres oksygennivået.9 Synkende oksygennivåer kan overvåkes ved Hjelp Av Clark oksygenelektroder, som indirekte måler cyanidnivåer i sjøvann.9 Andre biosensorer som benytter egenskapene til enzymer har blitt foreslått for påvisning av cyanid, og kan ofte gi nøyaktige målinger av cyanidkonsentrasjoner.9

Figur 4. Sunn korallrev er avtagende i antall som koraller bleking hendelser blir mer utbredt. Hilsen AV NOAA, 2011, FlickrCommons. Public Domain.

mens det fortsatt er behov for mer forskning om årsakene til korallbleking, blir effekten av cyanid på koraller godt forstått. Fremheving av denne årsaken gir mulighet for politikk for å adressere cyanidfiske gjennom nye metoder for deteksjon og screening av akvariefisk i land med infrastruktur for å gjøre det. En forståelse av den fysiologiske virkningen cyanid har på koraller og marint liv vil også gi rom for et bredere syn på toksikologi av trofiske nivåer i økosystemene. Som mer forskning fremhever virkningen av oppvarmingstemperaturer på korallbleking, er det kritisk at lettere adresserte problemer løses for å avlaste lokale korallpopulasjoner fra noen av disse pressene.

  1. Cervino, J. M., et al. (2003). Endringer i zooxanthellae tetthet, morfologi og mitotisk indeks i hermatypiske koraller og anemoner utsatt for cyanid. Marine Pollution Bulletin, 46(5):573-586
  2. Coral Helse-Og Overvåkingsprogram. Coral Bleking-Bakgrunn. National Oceanic And Atmospheric Administration (NOAA). Hentet fra http://www.coral.noaa.gov/research/climate-change/coral-bleaching.html
  3. Downs, C.A., et al. (2010). In vitro celletoksikasjonsscreening som en alternativ dyremodell for koraltoksikologi: effekter av varmestress, sulfid, rotenon, cyanid og kobberoksid på cellevibilitet og mitokondriell funksjon. Økotoksikologi, 19:171-184
  4. Frans, A. j., et al. (2007). Effektene av fedd olje på korall: en eksperimentell evaluering Ved Hjelp Av Pocillopora damicornis(Linnaeus). Tidsskrift For Rettsvitenskap, 345(2):101-109
  5. Hill, R., et al. (2014). Inhibering av fotosyntetisk CO2-fiksering i koral Pocillopora damicornis og dets forhold til termisk bleking. Tidsskrift For Rettsvitenskap, 217:2150-2162
  6. Jones, R. J. (1997). Effekter av cyanid på koraller. SPC Live Reef Fisk Informasjon Bulletin, 3: 3-8
  7. Jones, R. J., & Hoegh-Guldberg, O. (1999). Effekter av cyanid på koral fotosyntese: implikasjoner for å identifisere årsaken til koralbleking og for å vurdere miljøeffekter av cyanidfiske. Marin Økologi Progress Series, 177:83-91
  8. Jones, R. J., et al. (1999). PAM Klorofyll Fluorometri: En Ny in situ Teknikk For Stress Vurdering I Scleractinian Koraller, brukes Til Å Undersøke Effekten Av Cyanid Fra Cyanid Fiske. Marine Pollution Bulletin, 38(10):864-874
  9. Mak, K. K. W., et al. (2005). Cyanid fiske og cyanid deteksjon i korallrev fisk ved hjelp av kjemiske tester og biosensorer. Biosensorer Og Bioelektronikk, 20(12):2581-2593
  10. McManus, J. W., et al. (1997). Effekter Av Noen Destruktive Fiskemetoder På Koralldeksel og Potensielle Utvinningsgrader. Miljøledelse, 21(1): 69-78
  11. Jørgensen, M. a., et al. (2012). Utskilt Tiocyanat Oppdager Levende Rev Fisk Ulovlig Innsamlet Ved Hjelp Av Cyanid – En Ikke-Invasiv Og Ikke-Destruktiv Testing Tilnærming. PLoS ONE, 7(4): e35355

Tall:

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.