La tarda primavera e l'inizio dell'estate in California portano migliaia di mammiferi marini sulle spiagge dello stato, come gruppi di leoni marini della California, gli elefanti marini e le foche del porto partoriscono lungo la riva. I visitatori di luoghi come la riserva delle foche del porto di Carpinteria possono osservare cuccioli corpulenti che si rilassano nella sabbia, in attesa del ritorno delle loro madri dalle spedizioni di pesca nell'Oceano Pacifico.

Non tutte le foche e i leoni marini sopravvivono, però. Le fioriture algali tossiche stanno avvelenando sempre più questi mammiferi marini.

Nell'oceano, alghe microscopiche chiamate fitoplancton forniscono energia alla base delle reti trofiche marine. Però, alcuni fitoplancton possono produrre potenti tossine che influiscono negativamente sugli organismi che li consumano.

Vita marina più piccola, come plancton e pesci più piccoli, assorbire le tossine, che vengono poi diffusi lungo la rete alimentare a pesci più grandi e animali marini che si nutrono di loro. La California costiera ha una storia di fioriture dannose che producono neurotossine pericolose come le sassitossine e l'acido domoico, quest'ultimo è stato trovato per causare gravi danni cerebrali nei leoni marini.

Mentre il nostro pianeta continua a riscaldarsi, le fioriture dannose di alghe microscopiche possono diventare ancora più tossiche, indica un nuovo rapporto del programma USC Sea Grant, con sede presso l'USC Dornsife College of Letters, Arti e Scienze. Il rapporto riassume la ricerca che hanno finanziato sulle fioriture algali dannose condotte tra il 2012 e il 2018.

Parte di una rete nazionale di 34 programmi di ricerca universitari finanziati dalla National Oceanic and Atmosphere Administration, USC Sea Grant sta lavorando per risolvere i problemi dell'oceano urbano nella grande Los Angeles.

Gli oceani fioriscono

Le fioriture algali si verificano quando le condizioni oceaniche consentono al fitoplancton di riprodursi rapidamente, imballando le acque così densamente che a volte le fioriture possono essere viste dallo spazio.

Numerosi fattori ambientali possono stimolare una fioritura algale. Le fioriture algali possono essere causate da sostanze nutritive oceaniche presenti in natura come l'azoto, quindi le fioriture possono verificarsi quando la risalita dell'oceano porta questi nutrienti da più profondità, acque più fredde in superficie. Però, fonti umane di nutrienti da scarichi fognari, i fertilizzanti e il deflusso delle acque piovane possono anche innescare fioriture sulla costa.

"La Baia di San Francisco drena la maggior parte dei terreni agricoli della California, quindi è lì che finiscono molti dei nutrienti. Nel sud della California, le nostre acque reflue trattate di circa 24 milioni di persone finiscono direttamente nell'oceano. Entrambe queste fonti sono un problema, "dice David Hutchins, professore di biologia, che ha contribuito alla ricerca del rapporto.

Migliaia di uccelli marini e foche sono morti durante le fioriture algali costiere. Gli esseri umani che consumano pesce contaminato sono a rischio di gravi malattie. Le industrie della pesca colpite da una fioritura possono sostenere perdite finanziarie di milioni di dollari quando i prodotti ittici vengono contaminati.

Aumento della tossicità

Le fioriture algali dannose probabilmente peggioreranno con i cambiamenti climatici della Terra. I risultati degli studi finanziati dalla USC Sea Grant indicano che più caldo, acque oceaniche più acide (a causa di livelli più elevati di anidride carbonica) possono aumentare sia la frequenza che la tossicità di questi eventi.

I risultati inclusi nel rapporto USC Sea Grant indicano che la tossicità può essere aumentata anche quando più condizioni ambientali interagiscono in modi specifici. Temperature più calde, maggiore CO ₂ livelli, esposizione alla luce ultravioletta, e la modifica della disponibilità di nutrienti può interagire per aumentare sia la tossicità che l'abbondanza delle specie produttrici di acido domoico nel genere Pseudo-nitzschia. L'acido domoico è la tossina responsabile dell'avvelenamento da crostacei nell'uomo.

Hutchins ha lavorato con studenti laureati presso la USC Dornsife per studiare l'impatto del cambiamento climatico sulla Pseudo-nitzschia.

"Sfortunatamente, sembra che questo gruppo di alghe tossiche sarà davvero uno dei maggiori beneficiari di un oceano che cambia. A loro piace molto l'acqua più calda, crescono più velocemente in esso e producono anche più tossine per cellula. Producono anche più tossine e crescono più velocemente quando metti molta anidride carbonica nell'acqua, che è l'acidificazione degli oceani."

Dalla terra al mare

I dati del rapporto indicano anche che il riscaldamento atmosferico aumenta le fioriture algali nocive che producono tossine negli ambienti di acqua dolce, che possono poi essere trasportati nelle acque costiere.

Le tossine algali prodotte dalle alghe azzurre sono state rilevate nei laghi, lagune, insenature ed estuari con collegamenti diretti con l'Oceano Pacifico, e sono stati trovati anche nei tessuti dei crostacei costieri.

Monitoraggio delle fioriture algali in acqua marina e dolce, e all'interfaccia terra-acqua, è fondamentale per la qualità dell'acqua, salute pubblica, e ricreazione, secondo il rapporto.

Controllo della fioritura

Hutchins ci ricorda che le enormi dimensioni di queste fioriture algali le rendono difficili da affrontare una volta che appaiono. "Ci sono modi per trattare l'acqua e uccidere le alghe, come in un serbatoio, ma queste fioriture coprono centinaia di miglia quadrate di oceano aperto. Chissà che tipo di conseguenze indesiderate potrebbero verificarsi, " spiega. "La cosa migliore da fare è smettere di aggravarli scaldando l'acqua e acidificandola".

Il suo laboratorio continua a sperimentare con Pseudo-nitzschia, per vedere come reagiscono al riscaldamento dell'acqua e all'aumento di CO ₂ . Ciò fornisce dati più solidi per modellare cosa aspettarsi dalle fioriture algali mentre i nostri oceani cambiano.

I progetti in corso finanziati dall'Ocean Protection Council e dall'USC Sea Grant mirano a far progredire le tecnologie per il rilevamento rapido delle fioriture marine utilizzando strumenti genetici. Metodi di rilevamento migliorati e dati migliori contribuiranno a rendere la modellazione predittiva più affidabile, e migliorare la gestione e la risposta a questi eventi, proteggere allo stesso modo gli esseri umani e la variegata vita marina della California.