Environmental ScienceBites Volume 2

koraller spelar en central roll i marina ekosystem, liksom påverkar människor på betydande sätt. Dessa marina arter står inför hot när temperaturen stiger, och människor använder fisketekniker som bedövar fisk och släpper ut skadliga kemikalier i haven. Kommer cyanid att fortsätta vara problematisk för koraller eller kommer ny forskning att leda till alternativa fiskemetoder?

Figur 1. Koraller visar tecken på blekning när de börjar bli vita. Denna effekt kan allvarligt skada korallen och så småningom leda till döden. Fotografi med tillstånd av Oregon State University, 2012, FlickrCommons. CC BY-SA 2.0.

koraller är marina djur vars polyper bildar endosymbiotiska förhållanden med alger i släktet Symbiodinium.5 Dessa dinoflagellater, kända som zooxanthellae, är kritiska för korallhälsan eftersom de fotosyntetiserar och ger energi i form av sockerarter.2 korallblekning är en process där korallen utvisar sina algsymbionter för att öka deras chanser att överleva, vilket resulterar i missfärgning av korallkolonier (Figur 1).2 algerna kan bytas ut, men korallen kommer att dö strax efter händelsen om de inte förvärvar nya alger.4

koraller spelar en central roll i marina ekosystem. De ger skydd och substrat för många olika arter av fisk och ryggradslösa djur. Dessutom är deras inverkan på människor betydande. Korallrev mildrar skador på strandnära egenskaper genom att dämpa vågor, vilket annars skulle erodera stranden. Dessutom beräknas korallrev ge miljarder dollar i intäkter genom Fiske, biomedicin och turism.4 som sådan är underhåll av korallrev avgörande för oceanisk bevarande.

Figur 2. Vad Orsakar Korallblekning? Med tillstånd av NOAA, 2017. Public Domain.

tre stora stressorer utvärderas vanligtvis avseende korallblekningshändelser. För det första nämns snabb uppvärmning av oceaner ofta som den viktigaste faktorn som bidrar till massiva korallblekningshändelser.3,4,5 när temperaturen stiger, utvisar koraller sina endosymbionter. El Nino-händelser, en viktig utlösare av tidigare blekningshändelser, förväntas öka i frekvens när globala temperaturer ökar.2 Detta kan framkalla drastiska förändringar i förhållanden som koraller kanske inte klarar av. Blastfiske kan också påverka koraller negativt. Sprängning innebär fantastisk fisk med sprängämnen för att göra dem lättare att fånga.10

kaliumnitrat används ofta i lokala samhällen som en billig metod för att producera önskvärda explosiva effekter.10 denna process resulterar ofta i fragmenterade koraller som härrör från explosionskällan och kan ha betydande effekter på revhälsan.10 Slutligen är cyanidfiske en vanlig praxis där cyanid används för att bedöva fisk och göra dem lättare att fånga.1,2,3,6,8,9,10,11 det kan också döda fisk som inte tål högre doser som används för att bedöva större fiskar. Cirka 70% av fisken som fångas för akvarier fångas med natriumcyanid.3 Det är olagligt i många länder men är fortfarande utbrett i regioner som saknar regler.9 cyanid kan utlösa lokala blekningshändelser genom att hämma fotosyntetisk aktivitet hos Symbiodiniumet.1,5,7,8

det pågår en betydande mängd forskning som undersöker effekterna av de ovannämnda stressorerna. I synnerhet är många forskare intresserade av att lära sig hur kemiska stressorer kan påverka korallhälsan. Mycket av den forskning som refereras fokuserar på cyanidens inverkan på hårda koraller och deras endosymbiotiska dinoflagellater. I ett experiment exponerade forskare koraller för varierande koncentrationer av cyanidjon.1 dessa koncentrationer var lägre än de som normalt används vid fiskeverksamhet.1 koraller svarade genom att utvisa deras zooxanthellae. Analys av data beskrev den reducerade densiteten hos zooxanthellae och ökad celldelning av zooxanthellae för grupper utsatta för cyanid.1 Några av dinoflagellaten utsatta för cyanid dog, medan andra verkade missfärgade.1 Dessa resultat visar de allvarliga effekterna cyanid kan ha på fotosyntetisk aktivitet och korallhälsa.1

liknande experiment stöder dessa resultat och har visat att cyanid specifikt hämmar Calvincykeln för fotosyntes i dinoflagellater.5,6,7,8 koncentrationer för dessa experiment valdes noggrant för att hitta nivån av cyanid som hämmar Calvin-cykeln men påverkar inte andra processer i någon organism.5,6,7,8 Dessutom stöder vissa fynd inte hypotesen att termisk stress ensam kan hämma Calvin-cykeln.8 annan forskning har visat att cyanid har en betydande inverkan på själva korallen och andra organismer som utsätts för höga koncentrationer. Bevis tyder på att cyanid hämmar mitokondriell aktivitet och därför minskar tillgängligheten av ATP (adenosintrifosfat) i celler.3 tillsammans utgör dessa data en legitim oro för korallhälsa där cyanid används. Både koraller och deras dinoflagellat symbionter påverkas negativt av cyanid, vilket kan förvärra blekningshändelser.

Figur 3. Alternativa fisketekniker kan vara skadliga för vattenlevande arter, såsom koraller i korallrev. Blast fiske använder sprängämnen under vattnet för att bedöva fisk, vilket gör dem lättare att fånga. Natriumcyanid används ofta i en praxis som kallas cyanidfiske där fisk bedövas med ämnet och sedan är lättare att fånga för användning i akvarier. Viktiga faktorer bidrar till stora korallblekningshändelser som i specifika områden i Great Barrier Reef i Australien. Med tillstånd av Drajay1976, 2013, Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0., Ella Weaver, 2017., och Oregon State University, 2016, Wikimedia Commons. CC BY-SA 2.0.

forskare söker efter mer pragmatiska metoder för att ta itu med cyanidfiske eftersom det är svårt att reglera. Ett förslag är användningen av nötköttolja i fiskeverksamheten.4 klyftolja får fisk att förlora medvetandet och kan fungera som ett alternativ till cyanid.4 i en studie som exponerade koraller till varierande koncentrationer av klyftoljelösning fann forskare att låga koncentrationer inte var skadliga för korallen som användes i experimentet.4 däremot visade sig låga koncentrationer av cyanid vara signifikant skadliga.1 nötköttolja kan således vara ett livskraftigt alternativ i fiskeindustrin eftersom det inte har någon betydande ekologisk inverkan på lokala korallpopulationer.4

förutom alternativ till cyanidfiske är det viktigt att utveckla nya tekniker som gör det möjligt att upptäcka cyanid när den används olagligt.9,11 detta tvådelade tillvägagångssätt kan erbjuda ett alternativ samtidigt som det ger straff för dem som inte upphör med olaglig verksamhet. Ett av sätten att göra detta är genom detektering av tiocyanatanjon, som utsöndras av marina fiskar efter att de neutraliserat cyanidjon.11 optisk fiber används dessutom med vätskekromatografiteknik för att detektera tiocyanat.11 denna nya teknik skulle kunna användas för att upptäcka akvariefiskar som fångats olagligt och skulle följaktligen eliminera fördelarna med att använda cyanid i fiskemetoder.11

förutom mekaniska metoder för att detektera cyanid finns flera biologiska metoder. Bakterier kan metabolisera cyanidjon och omvandla den till cyanat genom användning av syre.9 När mer cyanid bryts ned minskar syrenivåerna.9 minskande syrenivåer kan övervakas med hjälp av Clark syreelektroder, som indirekt skulle mäta cyanidnivåer i havsvatten.9 andra biosensorer som använder egenskaper hos enzymer har föreslagits för detektion av cyanid och kan ofta ge exakta mätningar av cyanidkoncentrationer.9

Figur 4. Friska korallrev minskar i antal som korall blekning händelser blir vanligare. Med tillstånd av NOAA, 2011, FlickrCommons. Public Domain.

även om det fortfarande finns ett behov av mer forskning om orsakerna till korallblekningshändelser, blir effekterna av cyanid på koraller väl förstådda. Att lyfta fram denna orsak möjliggör politik för att ta itu med cyanidfiske genom nya metoder för upptäckt och screening av akvariefiskar i länder med infrastrukturen för att göra det. En förståelse för den fysiologiska påverkan cyanid har på koraller och marint liv kommer också att möjliggöra en bredare syn på toxikologi av trofiska nivåer inom ekosystem. Eftersom mer forskning belyser effekten av uppvärmningstemperaturer på korallblekning är det viktigt att lättare adresserade problem löses för att lindra lokala korallpopulationer från några av dessa tryck.

  1. Cervino, J. M., et al. (2003). Förändringar i zooxanthellae densitet, morfologi och mitotiskt index i hermatypiska koraller och anemoner utsatta för cyanid. Bulletin för havsföroreningar, 46(5):573-586
  2. Coral hälsa och övervakningsprogram. Korallblekning-Bakgrund. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Hämtad från http://www.coral.noaa.gov/research/climate-change/coral-bleaching.html
  3. Downs, C.A., et al. (2010). In vitro celltoxicitetsscreening som en alternativ djurmodell för koralltoxikologi: effekter av värmespänning, sulfid, rotenon, cyanid och kopparoxid på cellens livskraft och mitokondriell funktion. Ekotoxikologi, 19:171-184
  4. Frisch, A. J., et al. (2007). Effekterna av klyftolja på korall: en experimentell utvärdering med Pocillopora damicornis (Linnaeus). Journal of Experimental marinbiologi och ekologi, 345(2):101-109
  5. Hill, R., et al. (2014). Hämning av fotosyntetisk CO2-fixering i korall Pocillopora damicornis och dess förhållande till termisk blekning. Journal of Experimental Biology, 217:2150-2162
  6. Jones, R. J. (1997). Effekter av cyanid på koraller. SPC Live Reef fisk Information Bulletin, 3: 3-8
  7. Jones, R. J., & Hoegh-Guldberg, O. (1999). Effekter av cyanid på korallfotosyntes: konsekvenser för att identifiera orsaken till korallblekning och för att bedöma miljöeffekterna av cyanidfiske. Marine Ecology Progress Series, 177:83-91
  8. Jones, R. J., et al. (1999). Pam Klorofyllfluorometri: en ny In situ-teknik för Stressbedömning i Skleraktinska koraller, som används för att undersöka effekterna av cyanid från Cyanidfiske. Bulletin för havsföroreningar, 38(10):864-874
  9. mak, K. K. W., et al. (2005). Cyanidfiske och cyaniddetektering i korallrevfisk med kemiska tester och biosensorer. Biosensorer och bioelektronik, 20(12):2581-2593
  10. McManus, J. W., et al. (1997). Effekter av vissa destruktiva fiskemetoder på Korallskydd och potentiella återhämtningsnivåer. Miljöledning, 21(1): 69-78
  11. Vaz, M. C. M., et al. (2012). Utsöndrat Tiocyanat upptäcker levande revfiskar som olagligt samlas in med cyanid-en icke-invasiv och icke-destruktiv Testmetod. PLoS EN, 7 (4): e35355

siffror:

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.