Se você já leu algum dos nossos blogs, já conhece a infinidade de impactos negativos das Proliferação de algas nocivas (HABs). Desde níveis reduzidos de oxigênio até a morte de peixes, e desde irritações na pele até danos ao fígado, as consequências dessas Proliferação de algas nocivas estão bem documentadas.
Mas quando pensamos em Proliferação de algas nocivas (HABs), normalmente imaginamos clima quente e água estagnada, com uma espuma azul esverdeada cobrindo a superfície de lagos, lagoas e rios. A verdade é que essa imagem mental está errada, e essas proliferações de algas podem ocorrer em uma variedade de condições ambientais, incluindo durante o inverno e em regiões frias, de acordo com uma nova pesquisa. A proliferação de algas não é apenas um fenômeno do clima quente, mas sim uma ameaça séria durante todo o ano aos ecossistemas aquáticos e à saúde humana. Compreender como a proliferação de algas nocivas pode se desenvolver em climas mais frios é crucial para mitigar seu impacto e proteger nossos corpos d’água e recursos naturais.
Neste artigo, exploraremos o fenômeno da proliferação de algas em climas frios, incluindo suas causas, frequência e impactos potenciais na vida aquática e nas doenças humanas e animais.
Qual é a frequência da proliferação de algas em climas frios?
O artigo citado anteriormente fornece informações sobre a ocorrência da proliferação de algas em climas frios. De acordo com o estudo, houve 37 proliferações confirmadas em condições frias, das quais 19 ocorreram em condições de cobertura de gelo. Essas Florescimento de algas verde-azuladas foram relatadas principalmente na América do Norte e na Europa, embora seja provável que isso se deva ao maior monitoramento e aos recursos de algas nessas regiões.
Embora a frequência das proliferações de algas em climas frios ainda não seja totalmente compreendida, o estudo sugere que as proliferações de algas nocivas ocorrem com mais frequência do que se pensava anteriormente. Com o impacto crescente das mudanças climáticas nos ecossistemas aquáticos, é provável que a ocorrência dessas proliferações aumente nas regiões mais frias. Portanto, é crucial compreender os fatores ambientais subjacentes e o excesso de nutrientes que contribuem para essas proliferações e seu impacto potencial no meio ambiente.
Vários fatores podem contribuir para a formação de proliferações de algas em climas frios, como disponibilidade de luz, níveis de nutrientes e flutuações de temperatura. O estudo destaca que, embora essas proliferações possam ocorrer em qualquer estação, elas tendem a ser mais prevalentes durante o inverno e o início do outono. Isso ocorre porque a coluna de água se torna mais estável durante esse período, resultando no acúmulo de nutrientes no fundo da coluna de água. Como resultado, quando a temperatura da água começa a subir na primavera, a água rica em nutrientes no fundo se mistura com a água da superfície, criando condições ideais para o crescimento de algas e o rápido aumento de organismos microscópicos que produzem toxinas.
Quais tipos existem?
Vários tipos de proliferação de cianobactérias em águas frias foram identificados, cada um com seu próprio modo de desenvolvimento. A proliferação no inverno é um tipo de proliferação em águas frias que se desenvolve sob a cobertura de gelo em sistemas de água doce e marinhos, incluindo águas salobras. O acúmulo excessivo de nutrientes e matéria orgânica sob o gelo serve como fonte de alimento para as algas, levando à sua proliferação e produção de toxinas. Em alguns casos, a proliferação no inverno pode persistir mesmo após o derretimento do gelo, levando ao crescimento contínuo e ao potencial de impactos de longo prazo nos ecossistemas aquáticos e efeitos na saúde de animais e pessoas.
Outro tipo de proliferação de cianobactérias em águas frias é a proliferação na primavera, que ocorre quando a camada de gelo começa a derreter e a luz penetra na superfície da água. À medida que a água se aquece e se estratifica, os nutrientes tornam-se mais disponíveis para as algas, levando ao seu rápido crescimento e proliferação. As proliferações na primavera podem ser particularmente problemáticas em sistemas de águas rasas, onde podem reduzir a penetração da luz e o oxigênio dissolvido, levando ao crescimento de macroalgas nocivas e outra vegetação indesejável.
Por fim, a proliferação alimentada por geleiras é um tipo de proliferação em águas frias que ocorre em lagos de alta latitude e altitude alimentados por geleiras. A água do degelo das geleiras contém altas concentrações de nutrientes, que alimentam o crescimento das cianobactérias. A proliferação alimentada por geleiras é uma preocupação crescente devido às mudanças climáticas, que estão fazendo com que as geleiras derretam a uma taxa sem precedentes. À medida que as geleiras continuam a recuar, a frequência e a intensidade das proliferações alimentadas por geleiras provavelmente aumentarão, representando desafios significativos para o gerenciamento do sistema aquático e aumentando o risco de efeitos prejudiciais, como mortandade de peixes e contaminação da água potável.
Como elas começam?
Com base em observações e conhecimentos sobre os processos de formação de proliferações e limnologia de inverno/primavera, há três origens propostas para as proliferações de cianobactérias em águas frias. Essas proliferações de algas nocivas podem ocorrer separadamente, sequencialmente ou simultaneamente e podem durar por longos períodos.
O primeiro tipo de desenvolvimento é a proliferação de cianobactérias na superfície, que começa em temperaturas de água fria. Elas podem ocorrer em uma ampla gama de condições de luz, temperatura e nutrientes, e são formadas por meio de adaptações fisiológicas e lento acúmulo de biomassa em condições de crescimento abaixo do ideal. Fatores físicos, como eventos de afloramento e mistura, também podem promover a proliferação quando as temperaturas da água estão baixas.
O segundo tipo é a proliferação de cianobactérias em águas frias que começa no metalimnion, que pode existir como proliferação metalimnética (abaixo da primeira camada de água) ou proliferação em camadas profundas de clorofila (DCLs). Essas proliferações podem emergir diretamente de águas profundas e relativamente frias para a superfície do lago devido a uma forte dinâmica física. Elas são frequentemente ignoradas nos relatórios de proliferação de cianobactérias e podem ser trazidas à superfície, aumentando a probabilidade de contato de seres humanos e animais selvagens com água contaminada.
Por fim, algumas proliferações podem começar em temperaturas de água mais quentes e persistir no outono e inverno ou à medida que as temperaturas aumentam na primavera. Essas proliferações podem depender de várias condições biológicas ou físico-químicas, e compreender sua resistência em temperaturas de água fria é importante para entender sua formação, persistência, senescência e manejo.
Adaptações das proliferações de algas ao clima frio
Como as algas conseguem não apenas sobreviver durante o clima quase congelante, mas também prosperar a ponto de desequilibrar o ecossistema? Elas têm um conjunto de adaptações muito específicas que lhes permitem superar outras espécies de algas menos adaptadas ao clima frio.
Durante os meses de inverno, a luz costuma ser um fator limitante para o crescimento do fitoplâncton, pois o fotoperíodo é mais curto. As cianobactérias, conhecidas como algas verde-azuladas, têm várias adaptações que permitem a sobrevivência e o crescimento em condições de pouca luz. Uma dessas adaptações, praticada pelo conhecido gênero Spirulina, é a capacidade de mudar de um estado fotoquimicamente ativo para um estado heterotrófico adaptado à pouca luz, onde consomem outros organismos ou matéria orgânica em seu ambiente, um processo conhecido como mixotrofia.
As cianobactérias também podem otimizar sua eficiência de absorção de luz e capacidade fotossintética aumentando sua concentração de pigmentos e o conteúdo de clorofila a (Chl a). Isso maximiza o uso da luz disponível para a fotossíntese. Além disso, algumas cianobactérias podem mudar sua absorção de luz para a extremidade azul do espectro, que está mais disponível durante os meses de inverno, quando o ângulo de incidência da luz solar é menor.
Além dessas adaptações para condições de baixa luminosidade, as cianobactérias também desenvolveram mecanismos de sobrevivência para temperaturas frias, incluindo o desenvolvimento de membranas biológicas mais fluidas por meio do acúmulo de cadeias acílicas de ácidos graxos poliinsaturados. Isso permite que as membranas permaneçam flexíveis e funcionais em temperaturas mais baixas. As cianobactérias também podem produzir proteínas anticongelantes e de choque frio que as protegem dos efeitos prejudiciais da formação de cristais de gelo em temperaturas muito baixas.
Além disso, algumas cianobactérias, como Limnothrix redekei e Pseudanabaena limnetica, podem crescer ativamente em temperaturas relativamente baixas quando as condições de luz ou nutrientes são favoráveis, mesmo em ambientes ricos em nutrientes ou poluídos por escoamento. Essa capacidade permite o acúmulo e a agregação de biomassa, resultando potencialmente em proliferação de cianobactérias em águas frias.
Estudo de caso: Flórida
Um exemplo ilustrativo do impacto destrutivo das proliferações em águas frias é a “maré vermelha” em curso que afeta a Flórida desde outubro de 2022. Embora as marés vermelhas possam ocorrer ao longo do ano, elas são mais comuns durante os meses mais frios, de outubro a fevereiro, quando as temperaturas quentes são menos prevalentes, mas ainda influenciam a dinâmica da proliferação.
Durante esse período, o Golfo do México experimenta temperaturas mais frias, o que pode desencadear uma afluência de nutrientes das águas mais profundas, proporcionando as condições ideais para que o culpado, Karenia brevis, prospere. Além disso, os ventos e correntes de inverno também podem fazer com que as algas se acumulem perto da costa, resultando em altas concentrações que podem ser tóxicas para a vida marinha e os seres humanos, levando à morte de peixes e outros impactos à saúde.
Isso está tendo efeitos devastadores nos ecossistemas marinhos, pois pode levar à morte de peixes, tartarugas marinhas, peixes-boi e outros animais adoecidos pelas toxinas das algas. Além disso, as toxinas produzidas podem causar problemas respiratórios em seres humanos que simplesmente estão caminhando na praia, como tosse, chiado no peito e falta de ar, especialmente para aqueles com condições respiratórias pré-existentes ou contato da pele com água fétida.
A maré vermelha da Flórida é semelhante a outras proliferações em águas frias, pois ambas são alimentadas pela disponibilidade de nutrientes e temperaturas mais frias. No entanto, a maré vermelha da Flórida é única, pois é causada por uma espécie específica de dinoflagelado, Karenia brevis, que normalmente não é encontrada em outros eventos de proliferação em águas frias. A escala e o impacto dessa proliferação de algas nocivas deixam claro que precisamos estar sempre atentos à proliferação de algas.