Чому кліматичні зміни можуть скоро зробити водорості більше не безпечними для їжі

Досвід швидко накопичується, що підкислення океану і підвищені температури матимуть катастрофічні наслідки для морських організмів і екосистем. Насправді, це те, що ми вже спостерігаємо. Коралові рифи відбілюють, тоді як равлики та інші кальцифіковані морські організми намагаються побудувати свої снаряди, луски та скелети, а молоді морські тварини навіть намагаються перейти до відповідних середовищ існування.

Проте багато первинних виробників, включаючи морські водорості, прогнозують процвітання в кислих океанах майбутнього - оскільки вони використовують CO₂ з морської води для виробництва енергії за рахунок фотосинтезу.

Люди їли морські водорості протягом десятків тисяч років, і сьогодні дієта мільярдів людей, особливо в Азії, базується на культивованих водоростях. Однак, незважаючи на те, що майбутні умови океану можуть покращити врожайність морських водоростей, ми не знаємо, як зміна клімату вплине на вміст харчових водоростей. Щоб дослідити це, нещодавно ми вивчили, яким чином вміст йоду в морських водоростях буде залежати від майбутніх сценаріїв зміни клімату.

Морські водорості є одним з кращих природних джерел йоду, і цей важливий мінерал використовується організмом для виготовлення гормонів щитовидної залози. Але і занадто багато, і занадто мало йоду може змінити роботу щитовидної залози. Якщо зміна клімату вплине на кількість йоду в морських водоростях, люди - та інші тварини - які покладаються на неї як основну частину своєї дієти, можуть зазнати серйозних проблем зі здоров'ям.

Створення кислотних океанів

Для цього нещодавно опублікованого дослідження ми моделювали поточні та майбутні умови підкислення океану в лабораторних та зовнішніх умовах. Щоб провести експерименти на відкритому повітрі, ми уклали морську воду в клітинах з дуже дрібних сітчастих поліетиленових сіток, щоб можна було маніпулювати умовами навколишнього середовища, такими як CO₂ і температурою, і контролювати відповіді, а всі інші умови навколишнього середовища залишалися такими ж, як і природні умови.

Ми використовували три види водоростей - Saccharina japonica, Undaria pinnatifida, і Macrocystis pyrifera - як і прибережні морські водорості Ульва пертуса, Ulva intestinalis, Gracilaria lemaneiformis, і Gracilaria chouae, для дослідження. За винятком M. pyrifera Ці водорості широко споживаються людьми по всьому світу - наприклад, у суші, супах і у валлійському делікатесі. M. pyrifera був обраний, оскільки він є переважним джерелом харчування морських безхребетних, таких як морські їжаки і морське вушко, які збираються риболовецькою промисловістю.

У дослідженні підкислення океанів, подібним до цього, океанографи стежать за парціальним тиском CO₂ в морській воді. Ця цифра відображає кількість розчиненого CO₂, який вимірюється у вигляді частин на мільйон (або µatm) і є показником того, наскільки кислотними є океани. Міжурядова група експертів з питань зміни клімату передбачає, що майбутній CO₂ в океанах збільшиться більш ніж удвічі до 2100 року - з поточних рівнів 400 мкм до 1000 мкм - якщо не буде вжито жодних заходів щодо зменшення клімату.

Ми створили ці майбутні умови підкислення океану, видуваючи пухирці CO₂ в морську воду і вимірюючи µatm. Ми тоді виросли морські водорості у восьми кліматичних сценаріях в лабораторії та двох кліматичних сценаріях у цій галузі. Вони варіювалися від поточних рівнів CO₂ і температури до майбутніх процесів підкислення океану і підвищених температур.

Йод і морепродукти

Ми виявили, що морські водорості, вирощені в умовах, що слідували за прогнозами підкислення океанів, накопичили більше йоду, ніж морські водорості, вирощені в сучасних умовах. Проте, в сценаріях, які ми випробували, підвищена температура не була такою важливою, як підкислення океану, що викликало накопичення йоду в морських водоростях. Це означає, що в той час як ми очікуємо збільшення врожаю дуже важливої ​​продовольчої культури під час майбутніх змін клімату, рівень йоду буде також збільшуватися, впливаючи на харчування людини.

Ми також простежили підвищений вміст йоду з морських водоростей до їх споживачів. Природні споживачі морських водоростей, таких як риба і молюски, також є багатим дієтичним джерелом йоду для людей. Використовуючи експеримент на відкритому грунті, ми досліджували вплив споживання морських водоростей під час майбутніх умов підкислення океану на їстівні молюски Галіотис дискус). Ми виявили, що концентрація йоду збільшується в тканинах молюсків після вживання водоростей з підвищеною концентрацією йоду. Крім того, ми побачили, що концентрація тиреоїдних гормонів у тканині молюсків зменшилася. Це свідчить про те, що підкислення океану впливає на якість морепродуктів, змінюючи концентрацію основного мінералу з наслідками для споживачів.

Існує ризик того, що в міру зміни клімату в світі люди, які їдять морські водорості як основну частину своєї дієти, можуть споживати занадто багато йоду, що може призвести до широкого кола проблем зі здоров'ям. Оскільки морські водорості та молюски підтримують харчування мільярдів людей у ​​всьому світі, важливо зрозуміти, як змінюватиметься вміст йоду в морепродуктах під час глобальних змін клімату. Ця інформація може бути використана, наприклад, Всесвітньою організацією охорони здоров'я для надання рекомендацій щодо відповідних рівнів споживання морських водоростей для підтримки достатнього щоденного споживання йоду.

Ця стаття спочатку була опублікована на бесіді від Джорджіни Бреннан, Донг Сюй і Найхао Є. Читайте оригінальну статтю тут.