Se você leu algum de nossos blogs, você já conhece a infinidade de impactos negativos das florações de algas nocivas (FANs). Dos níveis de oxigênio esgotados às mortes de peixes, e de irritações na pele a danos no fígado, as consequências dessas florações estão bem documentadas.
Mas quando pensamos em florações de algas nocivas (FANs), normalmente imaginamos clima quente e água estagnada, com escória azul-esverdeada cobrindo a superfície de lagos, lagoas e rios. A verdade é que essa imagem mental está errada, e estas florações podem acontecer em uma variedade de condições, inclusive durante o inverno e em regiões frias, de acordo com novas pesquisas. A floração de algas não são apenas um fenômeno de clima quente, mas sim uma séria ameaça aos ecossistemas aquáticos e à saúde humana durante todo o ano. Entender como as florações de algas podem se desenvolver em climas mais frios é crucial para mitigar seu impacto e proteger nossos recursos naturais.
Neste artigo, vamos explorar o fenômeno da floração de algas em clima frio, incluindo suas causas, frequência e potenciais impactos nos ecossistemas aquáticos.
Quão frequentes são as florações de algas frias?
O artigo citado anteriormente fornece informações sobre a ocorrência de florações de algas de clima frio. De acordo com o estudo, houve 37 florações confirmadas que ocorreram em condições frias, das quais 19 ocorreram durante condições cobertas de gelo. Essas florações foram relatadas principalmente na América do Norte e na Europa, embora seja provável que isso se deva a um maior monitoramento nessas regiões.
Embora a frequência de florações de algas de clima frio ainda não seja totalmente compreendida, o estudo sugere que elas são mais comuns do que se pensava anteriormente. Com o crescente impacto das mudanças climáticas nos ecossistemas aquáticos, é provável que a ocorrência dessas florações aumente em regiões mais frias. Portanto, é crucial entender as causas subjacentes dessas florações e seu potencial impacto no meio ambiente.
Vários fatores podem contribuir para a formação de florações de algas em clima frio, como disponibilidade de luz, níveis de nutrientes e flutuações de temperatura. O estudo destaca que, embora estas florações possam ocorrer em qualquer estação, elas tendem a ser mais prevalentes durante o inverno e o início da primavera. 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 superficial, criando condições ideais para o crescimento de algas.
Que tipos existem?
Vários tipos de florações de cianobactérias de água fria foram identificadas, cada uma com seu próprio modo de desenvolvimento. As florações de inverno são um tipo de floração de água fria que se desenvolve sob a cobertura de gelo em sistemas de água doce e marinhos. O acúmulo de nutrientes e matéria orgânica sob o gelo serve como fonte de alimento para as algas, levando à sua proliferação. Em alguns casos, as florações de inverno podem persistir mesmo depois que o gelo derreteu, levando ao crescimento contínuo e ao potencial de impactos a longo prazo nos ecossistemas aquáticos.
Outro tipo de floração de cianobactériasde água fria é a floração da primavera, que ocorre quando a cobertura de gelo começa a derreter e a luz penetra na água. À medida que a água aquece e estratifica, os nutrientes tornam-se mais disponíveis para as algas, levando ao seu crescimento e proliferação. As florações da primavera podem ser particularmente problemáticas em sistemas de águas rasas, onde podem reduzir a penetração da luz, levando ao crescimento de macroalgas incômodas e outras vegetações indesejáveis.
Finalmente, as florações alimentadas por geleiras são um tipo de floração de água fria que ocorre em lagos de alta latitude e altitude que são alimentados por geleiras. A água derretida das geleiras contém altas concentrações de nutrientes, que alimentam o crescimento de cianobactérias. As florações alimentadas por geleiras são uma preocupação crescente por causa da mudança climática, que está causando o derretimento das geleiras a um ritmo sem precedentes. À medida que as geleiras continuam a recuar, a frequência e a intensidade das florações alimentadas por geleiras provavelmente aumentarão, representando desafios significativos para o gerenciamento do ecossistema aquático.
Como elas começam?
Com base em observações e conhecimento de processos de formação de florações e limnologia de inverno/primavera, existem três origens propostas de florações de cianobactérias de água fria. Essas florações podem ocorrer separadamente, sequencialmente ou simultaneamente e podem durar por longos períodos.
O primeiro tipo de desenvolvimento são as florações de cianobactérias de superfície que começam em temperaturas de água fria. Elas podem ocorrer em uma ampla gama de condições de luz, temperatura e nutrientes, e são formadas através de adaptações fisiológicas e lento acúmulo de biomassa sob condições de crescimento abaixo do ideal. Fatores físicos, como eventos de ressurgência e mistura, também podem promover florações quando a temperatura da água está fria.
O segundo tipo são as florações de cianobactérias de água fria que começam no metalímnio, que podem existir como florações metalimnética (sob a primeira camada de água) ou camadas profundas de clorofila (do inglês DCLs- Deep Chlorophyll Layers). Essas florações podem emergir diretamente de águas profundas e relativamente frias para a superfície do lago devido à forte dinâmica física. Elas são frequentemente negligenciadas nos relatórios de floração de cianobactérias e podem ser trazidas à superfície, aumentando a probabilidade de contato humano e com a vida selvagem.
Por fim, algumas florações podem começar em temperaturas de água mais quentes e persistir no outono e no inverno ou à medida que as temperaturas aumentam na primavera. Essas florações podem ser dependentes de várias condições biológicas ou físico-químicas, e entender sua resistência em temperaturas de água fria é importante para entender sua formação, persistência, senescência e manejo.
Adaptações ao clima frio
Como as algas escapam não apenas sobrevivendo durante um clima quase gelado, mas prosperando até o ponto de desequilibrar o ecossistema? Têm um conjunto de adaptações muito específicas que lhes permitem competir com outras espécies menos adaptadas ao tempo frio.
Durante os meses de inverno, a luz é muitas vezes um fator limitante para o crescimento do fitoplâncton, pois o fotoperíodo é mais curto. As cianobactérias têm várias adaptações que permitem a sobrevivência e o crescimento durante 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 baixa luminosidade, 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 seu empacotamento de pigmentos e teor 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 através do acúmulo de cadeias acílicas de ácidos graxos polinsaturados. Isto 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 nocivos da formação de cristais de gelo a temperaturas muito frias.
Além disso, algumas cianobactérias, como Limnothrix redekei e Pseudanabaena limnetica, podem crescer ativamente a temperaturas relativamente baixas quando as condições de luz ou nutrientes são favoráveis. Esta capacidade permite o acúmulo e a agregação de biomassa, resultando potencialmente em florações de cianobactérias de água fria.
Estudo de caso: Flórida
Um exemplo ilustrativo do impacto destrutivo das florações de água fria é a “maré vermelha” contínua que aflige a Flórida desde outubro de 2022. Embora as marés vermelhas possam ocorrer durante todo o ano, elas são mais comuns durante os meses mais frios, de outubro a fevereiro.
Durante esse período, o Golfo do México experimenta temperaturas mais frias, o que pode desencadear um ressurgimento de nutrientes de águas mais profundas, proporcionando as condições ideais para o culpado, Karenia brevis, prosperar. 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 humana.
Isto está tendo efeitos devastadores nos ecossistemas marinhos, pois pode levar à morte de peixes, tartarugas marinhas, peixes-boi e outros animais. Além disso, as toxinas produzidas podem causar problemas respiratórios em humanos que simplesmente vão passear na praia, tais como tosse, sibilo e falta de ar, especialmente para aqueles com condições respiratórias pré-existentes.
A maré vermelha da Flórida é semelhante a outras florações de água fria, na medida em que ambas são alimentadas pela disponibilidade de nutrientes e temperaturas mais frias. No entanto, a maré vermelha da Flórida é única na medida em que é causada por uma espécie específica de dinoflagelado, Karenia brevis, que normalmente não é encontrada em outros eventos de floração de água fria. A escala e o impacto desta FAN, deixam claro que precisamos estar sempre atentos à floração de algas.