Кривава вода та нічні світіння: наскільки небезпечні червоні припливи в українському морі

Редакція "О, Море" поспілкувалась із екологами, гідрохіміками, фітопланктонологами та підготувала гайд про це явище із рекомендаціями як потрібно діяти і реагувати на червоні припливи чи будь-які зміни води в морі.

Що таке червоні припливи

"Червоні припливи" – унікальне природне явище, викликане динофлагелятами. Це одноклітинні водорості, які можуть бути токсичними.

Під час "червоного припливу" вода в морі або океані забарвлюється у червоний, оранжевий, коричневий або рудий колір. Часто таку зміну кольору пов'язують із іржею чи викидом брудних вод із торгових суден, проте це явище – природне і має зовсім інше пояснення.

Море бурого кольору в районі КоблевоАвтор: Михайло Набокін

Якщо ділянки води довго залишаються червоними або коричневими – велика ймовірність що це не просто забруднення води, а живі істоти.

Справа у тому, що клітини динофлагелятів мають певне забарвлення – від оранжевого до червоного чи бурого. Зокрема таке забарвлення має одноклітинна істота Lingulodinium Polyedra (Stein) Dodge, що була відкрита у 1989 році та вже двічі стала домінантним видом, що викликає червоні припливи в Чорному морі у 1999 році і тепер у 2020.

Чому море світиться вночі

Одне із найчарівніших видовищ, які ви можете побачити під час червоного припливу, – це світіння води вночі. Сяйво виникає через здатність динофітових водоростей до біолюмінесценції, тобто біологічного світіння. Всім відомі комахи-світлячки. Так от деякі водорості, риби, молюски і навіть гриби – також мають цю здатність.

Сяйво динофлагелятів у районі КоблевоАвтор: Влад Райлянд

Світіння виникає через ферментативне окислення, тобто коли організм контактує з повітрям. Саме тому динофлагеляти світяться лише на гребенях хвиль або при берегах – там, де вони можуть контактувати з повітрям. Всередині товщі води вони не сяють.

Та на цьому чарівність динофлагелятів вичерпується. Деякі з видів водоростей, що викликають цвітіння води – можуть бути токсичними. І вид, який провокує "червоні припливи" в Одесі, власне є потенційно токсичним.

Чим небезпечні ці водорості: ураження легень та смерть черепах

Токсичність на перший погляд не лякає. Здається, що уникнути токсикації для людини достатньо просто – лиш не плавати у морі під час червоного припливу. Проте, не все так просто. Токсичність Lingulodinium Polyedra ще треба виявити – адже різні токсини по різному впливають на середовище.

Вміст мензурки – вода із червоного припливуАвтор: Галина Теренько

До прикладу деякі водорості випускають ефірні гази, що може шкодити всім, у кого є легені, а от на жителів моря – не вплине. Інші ж токсини мають здатність накопичуватись роками, тоді як окремі групи токсинів вражають живі організми блискавично швидко.

Та навіть якщо водорості не токсичні, але їх надто багато, вони мають здатність у час свого розпаду – "викрадати" розріджений у воді кисень і тоді гинуть риби.

Один із нещодавніх випадків "червоного припливу" у Мексиці у грудні 2019 року спровокував екологічну катастрофу, постраждали галапагоські черепахи. Тоді 292 черепахи загинуло внаслідок зараження червами трематодами, які буйно розплодились через велику кількість динофлагелятів. Водорості не вбивали черепах безпосередньо, але викликали зріст популяції трематод, які вже виділили токсини, що вбили черепах.

Найяскравіший приклад харчового отруєння з першопричиною токсичності одноклітинних стався у 1945 році. Тоді наукова експедиція висадилась на узбережжя Берингового моря, щоб поповнити запаси води та їжі. Учасники експедицій наловили там мідій і отруїлись токсинами, що зібрались в організмі молюсків.

Ще один випадок стався у 1972 і на цей раз отруїлись діти, що споживали мідії, смажені на вогні. Двоє дітей померло. Про це розповіла виданню "Медуза" екологиня Тетяна Орлова, що все життя займається вивченням явища "червоних припливів".

Також вона розповіла про те, що це один із найстаріших видів одноклітинних організмів, якому більше ніж 200 мільйонів років, а ДНК такої водорості за об'ємом інформації перевищує людське ДНК у сто разів.

Екологиня попереджає про те, що не можна нехтувати впливом такої древньої істоти на наші екосистеми, адже це перша ланка життя, із якого почалась еволюція вищих живих організмів і вплив одноклітинних на екосистему важко переоцінити.

У світі фіксують до 50 000 важких харчових отруєнь внаслідок споживання морепродуктів і здебільшого такі отруєння стають можливими через недотримання санітарних норм та неналежної перевірки молюсків на вміст токсинів.

Дослідження динофлагелятів в Україні

Перші згадки про динофітові водорості як вид у Чорному морі належать науковиці Переяславцевій, що зафіксувала 16 видів динофітових водоростей.

У 1999 році у Дніпро-Бузькому лимані науковиця Людмила Теренько зафіксувала велику кількість динофлагелятів Lingulodinium polyedra. Тоді на кубічний метр води було виявлено близько 1 мільйона організмів.

У своїй дисертації у 2005 році науковиця зазначила, що цвітіння супроводжувалось значною гибеллю риб. З 2009 року вивченням займається донька науковиці – Галина Теренько, фітопланктонологиня з Українського наукового центру екології моря.

Нещодавно науковиця опублікувала пост про "червоний приплив" на Одещині.

Пост, що пролив світло на червоний колір моряАвтор: скріншот

Редакція "О, Море" розмістила скрін, оскільки пост прихований

Причини червоних припливів в Україні

Гіпотетично одна із причин виникнення бебі-буму динофітових водоростей – це:

• велика кількість органіки у водах Чорного моря
• стабільно тепла температура води у вересні-жовтні (21 градус тепла)
• рясні дощі, що вимивають органіку з берегів

Андрій Зотов, що займається гідробіологічними дослідженнями в Інституті морської біології, вважає, що джерела збагачення органікою прибережної частини моря потребують додаткових досліджень. Вона може надходити в море з прибережним стоком та стоком річок, і значно збільшується під час дощів. Але цей рік досить посушливий. У вересні в Одеській області випало 97% місячної норми опадів, а в жовтні 23%.

Серед інших причин збагачення води органікою можна виділити її надходження з донних відкладень внаслідок посилення перемішування води або накопичення внаслідок попереднього розвитку діатомових водоростей.

Фітопланктонологиня Галина Теренько схиляється до думки, що причина у вимиванні речовин із ґрунту рясними дощами. Клімат змінюється і посухи чергуються із "залповими" (тобто дуже потужними) дощами.

До того ж – останні роки фермери активно збагачують ґрунт біологічними добавками і цей корм радо споживають і динофлагеляти. Як наслідок – швидко розмножуються і викликають цвітіння.

Відповіді на ці питання можуть дати дослідження морських екологів спільно із океанологами та гідрохіміками, поки що все це лиш припущення.

Але аналіз у товщі води провести не так легко. Для конкретних висновків потрібна серія досліджень та складне обладнання у лабораторіях. Тільки після детального аналізу морської біоти можна зрозуміти – що ж насправді відбувається із Чорним морем.

Можливі наслідки червоних припливів та цвітіння

Перше і найважливіше, на що можуть вплинути червоні припливи – це накопичення шкідливих токсинів у тілі молюсків та риби, які ми потім їмо. Якщо немає інформації про токсичність – це зовсім не означає, що їх безпечно їсти.

Тож одним із можливих наслідків червоних припливів є високий вміст токсинів, що накопичуються в морських делікатесах і потім провокують отруєння у жителів прибережних зон, що часто їдять морепродукти без належної сертифікації і перевірки на токсини.

До прикладу, ессотоксин, що паралізує молюсків, здатен накопичуватись в організмі людини і спровокувати хворобу Паркінсона. Це припускає фітопланктонологиня Галина Теренько.

З 2018 року вона тричі фіксувала значне цвітіння води в одеському заливі. За словами науковиці, масивний "червоний приплив" стався у 2018 році, проте був не токсичним.

У 2019 році пані Галина засвідчила зелене цвітіння, викликане буйним ростом нодулярій. При чому середовище науковців дуже скептично поставилось до її висновків, адже зелене цвітіння не зовсім притаманне морському побережжю.

Та все ж пані Галина зробила публічний пост і попередила жителів Одеси про ймовірну небезпеку, адже зелене цвітіння супроводжувалося значними небезпеками, зокрема виділенням газу, що мав неприємний запах і був потенційно небезпечним.

Пізніше побоювання науковиці підтвердили колеги із Канадського океанологічного інституту. Вони дослідили проби води із Чорного моря та виявили небезпечні токсини природного походження. Згодом науковиця зробила доповідь про це явище.

У цьому році редакція "О, Море" зробила матеріал про нещодавній "червоний приплив" у жовтні, де пані Галина розповідає деталі про цей феномен. Це на разі наймасивніший приплив, який був зафіксований в Україні.

У світовій практиці морські делікатеси повинні бути сертифіковані спеціальними лабораторіями, які визначають рівень вмісту шкідливих токсинів. Тільки після такої сертифікації ресторани мають право продавати морепродукти. До слова, це є основний ціноутворюючий критерій у європейських країнах – витрати на вимірювання токсинів лягають на плечі підприємців, котрі торгують морепродуктами.

Якщо не реагувати на "червоні припливи" і не аналізувати їхню токсичність, ми ризикуємо втратити привабливість Червоного моря як туристичної принади.

Через надмір "червоних припливів" може суттєво погіршитись якість води, буде стрімко зростати популяція медуз, яка харчується одноклітинними.

Як розповіла нам зоолог Руслана Мигас – для медуз динофітові водорослі не токсичні, адже природою закладена стійкість до токсину. Корнероти спокійно кружляють у водах червоного приливу, поїдаючи одноклітинних і навіть забарвлюючись при цьому в бурий колір. Проте, чим більше у медуз їжі – тим стрімкіше росте їхня популяція.

У публічних обговореннях на фейсбук сторінці Інституту морської екології ентузіасти навіть припускають повернення Чорного моря до кембрійського типу, де будуть жити лише медузи та одноклітинні водорості :

Але суперечки триватимуть допоки не буде комплексних аналізів. Адже динофлагеляти є маркерами поточного стану води. Всебічний аналіз одноклітинних водоростей дозволяє зрозуміти стан води у цілому.

В одній краплі води – інформація про весь океан

І тоді вже можна буде оцінити ситуацію і вибудувати ланцюжок взаємозв'язку динофлагелятів та інших біологічних видів Чорного моря.

Токсичні чи не токсичні – однаково небезпечні

Як поділився із нами океанограф, доктор наук та спеціаліст дистанційного зондування кольору океану – Мехмет Яйла, що працює у департаменті риболовлі та океанів у Канаді – зараз існує багато дезінформації щодо червоних припливів.

Часто спотворюється інформація, а деякі видання дозволяють собі поширювати неправдиву інформацію з порадами як самостійно виявити наявність токсинів у молюсках, даючи практичні поради з того як куштувати морепродукти і виявляти рівень забруднення на смак. Звісно це не має нічого спільного із реальністю, тож отруєння лиш зростають.

Навіть термічна обробка не захищає від токсинів у молюсках. Необхідно, щоб науковці рахували терміни цвітіння та вказували дати повного очищення від наслідків цвітіння. Зазвичай молюски очищаються від токсинів самостійно приблизно за три-шість тижнів. Тоді вже споживати морепродукти може бути безпечно. Але такі висновки не можна робити самостійно, без досліджень.

Іноді нетоксичні види також викликають цвітіння, яке шкідливо впливає на морські екосистеми. Наприклад, коли маси водоростей гинуть і розкладаються, процес гниття може виснажувати кисень у воді, що тварини або залишають територію, або гинуть

Також науковець погоджується із поширеною думкою, що збудником такого масового цвітіння може бути фактор людської діяльності, а саме потрапляння значної кількості добрив із фермерських господарств у ріки, що потім стікають до моря.

Чи можливо вирішити проблему "червоних припливів"

"Червоні припливи" – це природне явище і повністю уникнути їх неможливо. Як розповідає Галина Теренько – дослідження токсичності потрібні бодай для того, аби люди знали на який пляж можна йти, а який зараз перебуває на етапі цвітіння і контактувати з водою чи ловити рибу або молюски там не бажано.

Курортні пляжі повинні бути безпечними для туристівАвтор: О, Море

Різні токсини по різному діють – десь не можна купатись чи харчуватись морепродуктами, а десь не можна навіть гуляти по набережній і допускати потрапляння морського бризу з мікроскопічними водоростями у слизову оболонку людини, що може провокувати потім погане самопочуття чи навіть отруєння.

Особливо це стосується алергіків. До прикладу у Флориді вже давно інформують населення щодо можливих небезпек. Це навіть нагадує в якійсь мірі обов'язковість інформування під час COVID-19.

2014 рік – офіційні плакати з інформуванням про "червоні припливи"Автор: www.floridahealth.gov

Науковці з Інституту морської біології та Український науковий центр екології моря сходяться на тому, що явище потребує глибокого і невідкладного аналізу та реагування. До прикладу в США федеральне відомство NOAA оголошує конкурси та закликає науковців до дослідження червоних припливів. Інститут-переможець, що надасть найповніше дослідження теми – може отримати фінансування у розмірі більше 10 мільйонів доларів.

А ось самі динофлагеляти були досліджені в Каліфорнії, а дослідники інституту океанографії отримали фінансування у розмірі 11 000 доларів для подальших досліджень.

В Україні ж із цим є певні труднощі, адже фінансування наукових досліджень часто переростає в міжусобистісні конфлікти в колах інститутів та дослідних центрів.

Бюрократичний апарат сповільнює реагування і взяття проб на дорогі аналізи.

Динофлагеляти в лабораторіїАвтор: Галина Теренько

Ймовірним рішенням є створення лабораторії швидкого реагування, що буде фінансуватись конкретною програмою. Для цього потрібна політична воля і закікавленість громад.

Ми поспілкувались із завідувачем відділу екології крайових угруповань в Інституті морської біології НАН України – Анастасією Снігірьовою, яка підтвердила, що для вивчення червоних припливів в Україні поки немає відповідної лабораторії та обладнання.

Спільно із Галиною Теренько та колегами з Інституту було укладено список необхідного обладнання. Також науковці запропонували логічні дії, які вони очікують від міської влади Одеси та Міністерства захисту довкілля, а саме – формування комплексних програм для дослідження токсичності мікроводоростей, що викликають "цвітіння" води.

Дослідник Андрій Зотов теж додає, що у порівнянні з високорозвинутими державами обладнання в Україні бракує.

Для завдань поточного моніторингу – як правило обладнання більш-менш достатньо. Для інших задач – залежить від... Але зрозуміло, що в середньому ми обладнані гірше ніж провідні світові держави, що можуть вкласти і вкладають в дослідження значні кошти

Які ресурси потрібні для детальнішого дослідження спалахів цвітіння води

Потрібна спеціалізована лабораторія моніторингу і прогнозування масових спалахів "цвітіння" мікроводорослів та ціанобактерій – Hab Laboratory.

Галина Теренько каже, що цвітіння як і приплив схоже на злочин, який треба розслідувати дуже детально з фіксацією часу першого сплеску цвітіння та моніторингом усіх погодних умов. Тож у такому лабораторному хабі мали б бути (першочергово) такі інструменти як:

• cпектрофотометр для визначення типу токсинів (25 000 євро)

• флуоресцентний мікроскоп (від 3 000 до 65 000 євро)

• реактиви (тест-системи, що йдуть як видатковий матеріал, який потрібно постійно оновлювати (10 000 євро)

• термостат (близько 1000 євро)

• додаткові розхідники (близько 1000 євро)

На далекоглядну перспективу, аби детальніше аналізувати стан води безпосередньо в Україні, необхідне обладнання, вартістю близько 200 000 євро. Це дасть змогу об'єктивно оцінювати ситуацію та навіть дозволить одеським науковцям аналізувати проби з побережжя інших країн.

Та що найважливіше – вони зможуть детальніше тестувати не лише морську воду, але й воду з прісних водойм, звідки ми беремо питну воду.

Для цього варто запустити комплексний науковий проект. Він би мав займатися виявленням токсинів у мікроводорослів, що викликають "цвітіння" води у морях та водоймах. Якщо знатимемо які токсини виділяються – знатимемо як захистити населення від небезпеки або ж навпаки науковці зможуть заспокоїти людей і сказати, що зміни моря чи водойми не шкідливі для здоров'я.

Також потрібно буде проаналізувати попередні цвітіння та червоні припливи та виявити можливі причини цих спалахів.

Якщо така лабораторія з'явиться в Одесі, то науковці в майбутньому зможуть прогнозувати цвітіння, давати рекомендації екологам та екоактивістам – на які забруднення потрібно реагувати і що першочергово треба очищати, де джерело забруднення.

Також лабораторія зможе аналізувати рівень токсичності в молюсках і тоді, перш ніж готувати для вас дорогу страву з морепродуктів ресторатор повинен буде засвідчити, що всі морепродукти, які він використовує – мають допустимий рівень токсинів.

Такий контроль допоможе ще й знизити стихійне браконьєрство, адже лабораторія матиме змогу оцінити рівень токсинів та співставити його із місцевістю, де востаннє було цвітіння. Тож в такому випадку вже важче буде торгувати креветками з заповідного Джарилгача.

Чому важливо моніторити червоні припливи і повідомляти громадськість

Ситуація, яка зараз склалась – це невідомість. Люди запитують у науковців з року в рік – чому море червоного кольору, чому так багато медуз цього року, чому чути неприємний запах, чому море позеленіло, чи можна купатись і так далі… Через повільний процес аналізу громадськість не має відповідей на ці питання.

Динофітові під мікроскопомАвтор: Галина Теренько

У світі регулярно відбуваються червоні припливи і розголошення потенційної небезпеки критично важливе. Загалом у світі постійно моніториться ситуація і громадськість попереджають у доступними для розуміння не наукового товариства публікаціях.

Під час останнього червоного припливу в Україні інформація про ймовірні небезпеки з'являлась завдяки ентузіастам.

Одесити останні роки виявляють свою громадську позицію і самостійно відбирають проби води з моря та водойм, коли бачать якісь зміни чи нетипові характеристики – і несуть у лабораторії для перевірки.

У випадку зміни кольору чи виявлення будь-яких не характерних змін у водоймі варто одразу звертатись у найближчі лабораторії, інститути чи дослідні центри і запитувати про можливі причини.

Також за можливості набрати води та показати її екологам, вони скерують проби на аналіз, якщо це буде можливо. Це дасть змогу моніторити більші території і вчасно виявляти цвітіння, які достатньо швидко минають, проте сам факт вартує фіксації, аби уклалась мозаїка загального стану екології.

По всьому світу влаштовуються симпозіуми та семінари, на яких доповідачі науковці діляться своїми спостереженнями щодо "червоних припливів".

Окрім аналізу стану води в конкретній країні – науковцю потрібно розуміти ситуацію, яку спостерігають її колеги у сусідніх країнах, адже Чорне море – це частина світового Океану і всі процеси, які відбуваються у нас – так чи інакше взаємопов'язані із водами Океану.