La fin du printemps et le début de l'été en Californie amènent des milliers de mammifères marins sur les plages de l'État, comme des groupes d'otaries de Californie, les éléphants de mer et les phoques communs mettent bas le long du rivage. Les visiteurs de lieux tels que la réserve de phoques communs de Carpinteria peuvent observer des oursons corpulents se prélasser dans le sable, attendant le retour de leurs mères des expéditions de pêche dans l'océan Pacifique.

Tous les phoques et lions de mer ne survivent pas, toutefois. Les proliférations d'algues toxiques empoisonnent de plus en plus ces mammifères marins.

Dans l'océan, des algues microscopiques appelées phytoplancton fournissent de l'énergie à la base des réseaux trophiques marins. Cependant, certains phytoplancton peuvent produire des toxines puissantes qui affectent négativement les organismes qui les consomment.

Petite vie marine, comme le plancton et les petits poissons, absorber les toxines, qui se propagent ensuite le long du réseau trophique jusqu'aux plus gros poissons et animaux marins qui s'en nourrissent. La Californie côtière a une histoire de proliférations nocives qui produisent des neurotoxines dangereuses comme les saxitoxines et l'acide domoïque, ce dernier s'est avéré causer de graves lésions cérébrales chez les lions de mer.

Alors que notre planète continue de se réchauffer, les proliférations nocives d'algues microscopiques peuvent devenir encore plus toxiques, indique un nouveau rapport du programme USC Sea Grant, dont le siège est à l'USC Dornsife College of Letters, Arts et Sciences. Le rapport résume les recherches qu'ils ont financées sur les proliférations d'algues nuisibles menées entre 2012 et 2018.

Faisant partie d'un réseau national de 34 programmes de recherche universitaires financés par la National Oceanic and Atmosphere Administration, USC Sea Grant s'efforce de résoudre les problèmes de l'océan urbain dans le grand Los Angeles.

Les océans fleurissent

Les proliférations d'algues se produisent lorsque les conditions océaniques permettent au phytoplancton de se reproduire rapidement, emballer les eaux si densément que les fleurs peuvent parfois être vues de l'espace.

Un certain nombre de facteurs environnementaux peuvent stimuler une prolifération d'algues. Les proliférations d'algues peuvent être causées par des nutriments océaniques naturels comme l'azote, des efflorescences peuvent donc se produire lorsque les remontées océaniques amènent ces nutriments de plus en plus profonds, eaux plus froides à la surface. Cependant, les sources humaines de nutriments provenant des écoulements d'eaux usées, les engrais et le ruissellement des eaux pluviales peuvent également déclencher des proliférations sur la côte.

"La baie de San Francisco draine la plupart des terres agricoles de Californie, c'est donc là que se retrouvent une grande partie des nutriments. En Californie du Sud, nos eaux usées traitées de quelque 24 millions de personnes se déversent directement dans l'océan. Ces deux sources sont un problème, " dit David Hutchins, professeur de biologie, qui a contribué à la recherche du rapport.

Des milliers d'oiseaux marins et de phoques sont morts lors des proliférations d'algues côtières. Les humains qui consomment des fruits de mer contaminés courent un risque de maladie grave. Les industries de la pêche frappées par une prolifération peuvent subir des pertes financières de plusieurs millions de dollars lorsque les produits de la mer sont contaminés.

Augmentation de la toxicité

Les proliférations d'algues nuisibles s'aggraveront probablement à mesure que le climat de la Terre changera. Les résultats d'études financées par l'USC Sea Grant indiquent que des températures plus chaudes, des eaux océaniques plus acides (en raison des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone) peuvent augmenter à la fois la fréquence et la toxicité de ces événements.

Les résultats inclus dans le rapport USC Sea Grant indiquent que la toxicité peut également être augmentée lorsque plusieurs conditions environnementales interagissent de manière spécifique. Des températures plus chaudes, CO plus élevé 2 niveaux, exposition à la lumière ultraviolette, et la modification de la disponibilité des nutriments peut interagir pour augmenter à la fois la toxicité et l'abondance des espèces productrices d'acide domoïque dans le genre Pseudo-nitzschia. L'acide domoïque est la toxine responsable de l'intoxication par les coquillages chez l'homme.

Hutchins a travaillé avec des étudiants diplômés de l'USC Dornsife pour étudier l'impact du changement climatique sur Pseudo-nitzschia.

"Malheureusement, il semble que ce groupe d'algues toxiques va vraiment être l'un des plus grands bénéficiaires d'un océan en mutation. Ils aiment vraiment l'eau plus chaude, ils s'y développent plus rapidement et produisent également plus de toxines par cellule. Ils produisent également plus de toxines et se développent plus rapidement lorsque vous mettez beaucoup de dioxyde de carbone dans l'eau, qui est l'acidification des océans."

De la terre à la mer

Les données du rapport indiquent également que le réchauffement atmosphérique augmente les proliférations d'algues nocives productrices de toxines dans les environnements d'eau douce, qui peuvent ensuite être transportés dans les eaux côtières.

Des toxines algales produites par les algues bleu-vert ont été détectées dans des lacs, lagunes, criques et estuaires en liaison directe avec l'océan Pacifique, et ont également été trouvés dans les tissus des coquillages côtiers.

Surveillance des efflorescences algales en mer et en eau douce, et à l'interface terre-eau, est crucial pour la qualité de l'eau, santé publique, et loisirs, selon le rapport.

Contrôler la floraison

Hutchins nous rappelle que la grande taille de ces proliférations d'algues les rend difficiles à combattre une fois qu'elles apparaissent. "Il existe des moyens de traiter l'eau et de tuer les algues, comme dans un réservoir, mais ces fleurs couvrent des centaines de kilomètres carrés d'océan ouvert. Qui sait quel genre de conséquences imprévues pourraient survenir, " explique-t-il. " La meilleure chose à faire est d'arrêter de les aggraver en réchauffant l'eau et en l'acidifiant. "

Son laboratoire continue d'expérimenter avec Pseudo-nitzschia, pour voir comment ils réagissent au réchauffement de l'eau et à l'augmentation du CO 2 . Cela fournit des données plus solides pour modéliser à quoi s'attendre des proliférations d'algues à mesure que nos océans changent.

Les projets en cours financés par l'Ocean Protection Council et l'USC Sea Grant visent à faire progresser les technologies de détection rapide des efflorescences marines à l'aide d'outils génétiques. Des méthodes de détection améliorées et de meilleures données contribueront à rendre la modélisation prédictive plus fiable, et améliorer la gestion et la réponse à ces événements, protéger les humains et la vie marine diversifiée de la Californie.