Специалисты Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, ДВФУ, КамчатНИРО и ИАПУ ДВО РАН совместно с японскими коллегами подвели итог исследования вредоносного цветения микроводорослей рода Karenia у тихоокеанского побережья России (п-ов Камчатка) осенью 2020 года, сопровождавшегося катастрофической гибелью гидробионтов и отравлениями людей, контактировавших с морской водой. Эта ситуация впервые показала, каких масштабов может достигать вредоносное цветение микроводорослей в России.
Результаты исследований опубликованы в журнале Harmful Algae.
Впервые для России зарегистрировано массовое цветение водорослей рода Karenia и впервые в России применен комплексный метод исследования явления ВЦВ (вредоносного цветения водорослей) и оценки его влияния на морские экосистемы и человека.
Масштабные и продолжительные случаи вредоносного цветения воды (ВЦВ), вызванные массовым развитием динофлагеллят Karenia selliformis, отмечены в разных районах Мирового океана, и, как правило, сопровождаются явлением гипоксии и массовой гибелью морской фауны (заморами). Инцидент на Камчатке - это первый случай ВЦВ, вызванный K. selliformis в прибрежных водах России. Токсичность K. selliformis обусловлена способностью продуцировать различные биологически активные соединения:
- Фикотоксины - гимнодимины (GYM), относящиеся к классу органических соединений - циклические имины. Воздействуют на никотиновые актилохолиновые рецепторы мышц, что препятствует как нервно-мышечной передаче сигнала, так и работе центральной нервной системы и приводит к массовой гибели беспозвоночных и позвоночных животных;
- Метаболиты, демонстрирующие положительные результаты иммуноферментного анализа (ELISA) в концентрациях 50–110 пг/мл, характерные для бреветоксинов (BTX). Они активируют натриевые каналы и вызывают деполяризацию мембран нервных клеток и клеток гладкой мускулатуры. В связи с этим BTX обладают мощным нейропаралитическим действием, убивающим не только рыбу, морских млекопитающих и других животных, но и воздействующим на людей. В частности, они вызывают респираторный дистресс (раздражение дыхательных путей, аллергические проявления и приступы астмы) у человека;
- Ихтиотоксичные полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), обладающие сильным гемолитическим эффектом (лизис эритроцитов), действие которых может быть усилено перекисным окислением липидов в присутствии реактивных форм кислорода (ROS).
Основной целью дальнейших исследований учёных является выявление механизмов, способствующих появлению, переносу и накоплению клеток рода Karenia, что поможет смягчить негативные последствия их вредоносного цветения. Основной урок, извлеченный из камчатского цветения 2020 года, заключается в важности своевременной идентификации возбудителей, понимании факторов, ответственных за формирование цветения, и обмена данными, что применимо для изучения любых предстоящих случаев цветения водорослей.
