Άνθιση φυτοπλαγκτού

Η άνθιση φυτοπλαγκτού (algal bloom) αποτελεί την ραγδαία αύξηση ή συσσώρευση πληθυσμού φυκών σε υδάτινα οικοσυστήματα. Απαντάται στη φύση με δύο μορφές: τον φυτοπλαγκτονικό ανθό και τη φυτοπλαγκτονική κρούστα (scum). Η άνθιση των κυανοβακτηριδίων αποκαλείται συχνά άνθιση γαλαζοπράσινων φυκών (blue-green algae).

 Τα κυανοβακτήρια ή κυανόφυτα είναι μια πολυάριθμη ομάδα μονοκύτταρων φωτοσυνθετικών, προκαρυωτικών οργανισμών, με ευρεία εξάπλωση. Αποτελούν την μεγαλύτερη και πιο διαδεδομένη ομάδα φωτοσυνθετικών οργανισμών, η οποία περιλαμβάνει περισσότερα από 150 γένη και 2000 είδη. Τα περισσότερα κυανοβακτήρια είναι αερόβια και φωτοαυτότροφα. Υπάρχουν ορισμένα είδη που μπορούν να επιζήσουν σε απόλυτο σκοτάδι αλλά και κάποια που δείχνουν ικανότητα ετεροτροφισμού. Εμφανίζονται είτε ως μεμονωμένα κύτταρα, είτε ως αποικίες. Τα κυρίαρχα περιβάλλοντα που απαντούν τα κυανοβακτήρια είναι τα λιμναία και θαλάσσια οικοσυστήματα. Ακμάζουν σε νερά αλμυρά, υφάλμυρα ή γλυκά, ψυχρές και θερμές πηγές, και σε περιβάλλοντα όπου κανένα άλλο μικροφύκος δεν μπορεί να επιζήσει. Άλλο αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό τους είναι ότι επιβιώνουν σε εξαιρετικά υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες. Είναι άποικοι θερμών πηγών, αρτικών και ανταρκτικών λιμνών, χιονιού και πάγου. Ο κυανοβακτηριακός ανθός ή η άνθιση του νερού χαρακτηρίζεται ως μαζική συσσώρευση πλαγκτονικών κυανοβακτηρίων στο επιφανειακό στρώμα του νερού κατά την διάρκεια της περιόδου που σχηματίζουν σημαντικούς πληθυσμούς. Είναι εμφανή από τον χρωματισμό της επιφάνειας του νερού συνήθως πράσινου, σπανιότερα καφέ-κίτρινου ή και κόκκινου χρώματος ανάλογα με το είδος του κυανοβακτηρίου και αποτελούν το φαινόμενο της ερυθράς παλίρροιας. Κατά τη διάρκεια του κυανοβακτηριακού ανθού είναι δυνατόν εξαιτίας του κυματισμού του νερού να γίνει μια συσσώρευση στην ακτή σχηματίζοντας μια επιφανειακή κυανοβακτηριακή κρούστα. Ο σχηματισμός ενός κυανοβακτηριακού ανθού οφείλεται σε έναν συνδυασμό αβιοτικών και βιοτικών παραγόντων. Στους αβιοτικούς παράγοντες ανήκουν η υψηλή θερμοκρασία του νερού, τα αυξημένα επίπεδα θρεπτικών ουσιών, η στρωμάτωση της στήλης του νερού, ο χαμηλός λόγος Ν:P (αζώτου-φωσφόρου) καθώς και το υψηλό pH. Όσον αφορά τους βιοτικούς παράγοντες αναφερόμαστε σε ιδιότητες των ίδιων των κυανοβακτηρίων όπως υψηλή προσαρμοστικότητα τους σε διαφορετικά περιβάλλοντα, η δυνατότητα ρύθμισης της πλευστότητάς τους προς εξερεύνηση περιοχών πλούσιων σε θρεπτικά συστατικά, η ικανότητα πρόσληψης φωτός σε συνθήκες σκίασης, η επιλεκτική θήρευση που ασκεί το ζωοπλαγκτόν, η παραγωγή τοξινών, η δυνατότητα να δημιουργούν συνθήκες που να ευνοούν την ανάπτυξη τους σε βάρος άλλων θαλασσίων οργανισμών (όπως το να αυξάνουν το pH του νερού μειώνοντας τα επίπεδα του CO2 ) κ.ά. Άμεσο επακόλουθο είναι η περίοδος καλοκαίρι-φθινόπωρο να χαρακτηρίζεται από την επικράτηση των κυανοβακτηρίων στο λιμναίο ή θαλάσσιο φυτοπλαγκτό. Μπορεί να διαρκέσει από 2-3 εβδομάδες, έως και μερικούς μήνες χωρίς όμως να είναι δυνατή η πρόβλεψη της εμφάνισης του φαινομένου σε μια περιοχή ούτε να παρατηρείται κάθε χρόνο σταθερή διάρκεια. Είδη που σχηματίζουν επιπολασμό ανήκουν κυρίως στα γένη Microcystis, Anabaena και Aphanizomenon. Οι κυανοβακτηριακές ανθίσεις του νερού μειώνουν την αξία του οικοσυστήματος στο οποίο εμφανίζονται και δημιουργούν οικολογικά προβλήματα, προβλήματα δημόσιας υγείας και οικονομικά προβλήματα. Ένας μεγάλος αριθμός κυανοβακτηρίων που συμμετέχουν στην άνθιση του νερού έχει την ικανότητα να παράγει τοξίνες ως προϊόντα του μεταβολισμού του. Στον άνθρωπο συγκεκριμένα, προβλήματα μπορεί να δημιουργηθούν από κατάποση , δερματική επαφή ή και εισπνοή νερών στο οποία έχει αναπτυχθεί κυανοβακτηριακός ανθός. Στον ελλαδικό χώρο το φαινόμενο του επιπολασμού των κυανοβακτηρίων έχει παρατηρηθεί και μελετηθεί σε διάφορες λίμνες, όπως Βεγορίτιδας, Βόλβης, Μικρής Πρέσπας, Δοϊράνης αλλά και Καστοριάς, με διάρκειας έως και οκτώ μήνες, καθώς και στο Αιγαίο Πέλαγος σε παράκτιες ζώνες του Θερμαϊκού Κόλπου, της Καβάλας και νησιών-όπως των Ψαρών. Πλαγκτόν Φυτοπλαγκτόν Βιολογική Ωκεανογραφία ΓΚΕΛΗΣ Σ. Α. 2006. Πλαγκτικά κυανοβακτήρια: Χαρακτηρισμός και παραγόμενα βιοδραστικά πεπτίδια. Επιστημονική Επετηρίδα του Τμήματος Βιολογίας της Σχολής Θετικών Επιστημών. Παράρτημα. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Reynolds C.S., Walsby A.E.,1997. Water-blooms. Biol. Rev. 50, 437-481 Paerl H.W., 1996. A comparison of cyanobacterial bloom dynamics in freshwater, estuarine and marine environments. Phycologia 35, 25-35. Mur L.R., Skulberg O.M., Utkilen H., 1999. Cyanobacteria in the environment . Charles L. Stoltenow 1997. Cyanobacteria (Blue-Green Algae) Poisoning. North Dakota State University, Agriculture. Cook C.M., Moustaka-Gouni M., Gkelis S., Lanaras T., 2005. Cyanotoxin risk assessment, risk management and regulation. Umwelt bundes Amt. Algal bloom affects seabirds in the Northern Aegean Sea http://www.ornithologiki.gr/page_cn.php?aID=1290 Savvidis Υ.G., Patoucheas D.P., Nikolaidis G., Koutitas C.G. 2011. Modelling the dispersionof Harmful Algal Bloom(HAB) in the Thermaikos Gulf (NW Aegean Sea). Global NEST Journal; 13 (2) :119-129. Blue-Green Algae (Cyanobacteria) Blooms https://web.archive.org/web/20121115131056/http://www.cdph.ca.gov/healthinfo/environhealth/water/Pages/bluegreenalgae.aspx Cyanobacterial Blooms in surface waters https://web.archive.org/web/20120409201538/http://environment.gov.ab.ca/info/library/7673.pdf Quin, B., Liu Z., Havens K.E. 2007. Eutrophication of Shallow Lakes with Special Reference to Lake Taihu, China and Springer, The Netherlands. Havens, K.E. 2001. Complex analyses of plankton structure and function. TheScientificWorld Journal; 1: 119-132.