Se desencadenan las floraciones anuales de algas de verano en el lago Erie occidental, al menos en parte, por células de cianobacterias que sobreviven al invierno en los sedimentos del fondo del lago, luego emergen en la primavera para "sembrar" la floración del año siguiente, según un equipo de investigación dirigido por científicos de la Universidad de Michigan.

Los hallazgos mejoran la comprensión de los científicos de la biología básica que impulsa las floraciones anuales de verano, que son una molestia desagradable y un peligro potencial para la salud pública. Además, el trabajo identifica un mecanismo para explicar el rápido aumento del tamaño de la floración y la extensión espacial del lago Erie a principios del verano.

"El estudio sugiere que la acumulación inicial de floraciones puede ocurrir a un ritmo mucho más alto y en una extensión espacial mayor de lo que sería posible de otra manera". debido a la amplia presencia de células viables en sedimentos en todo el lago, "dijo la autora principal del estudio, Christine Kitchens, un técnico de investigación en el Instituto Cooperativo para la Investigación de los Grandes Lagos (CIGLR) en la U-M.

"Estas células que hibernan pueden ser arrastradas rápidamente dentro de la columna de agua, particularmente después de una tormenta, y comenzar a crecer activamente".

El estudio está programado para su publicación el 21 de noviembre en la revista MÁS UNO . Cocinas realizó el trabajo de su tesis de maestría en la Escuela de Medio Ambiente y Sostenibilidad. Los otros autores son Thomas Johengen, director asociado de CIGLR, y Timothy Davis, profesor asociado en Bowling Green State University.

El lago Erie occidental ha estado plagado durante mucho tiempo por floraciones de algas nocivas, o FAN, alimentado en gran parte por los nutrientes de la escorrentía agrícola. Las flores se componen en gran parte de Microcystis, un género de cianobacterias formadoras de colonias que a veces producen toxinas hepáticas llamadas microcistinas.

El lago Erie es una fuente de agua potable para 11 millones de personas. En 2014, una floración de cianobacterias se infiltró en la toma de agua de Toledo, resultando en un aviso de "no beber" de dos días por más de 400, 000 personas.

La floración de este año fue relativamente pequeña y no cumplió con las predicciones de los científicos. Johengen dijo que los científicos deberían considerar incorporar la nueva información sobre las células de Microcystis que hibernan en los modelos de computadora utilizados para hacer los pronósticos de floración anual.

Estudios previos de otros lagos templados alrededor del mundo indican que las poblaciones de células de Microcystis que pasan el invierno poseen una alta capacidad de supervivencia y pueden sembrar floraciones estacionales. Sin embargo, la contribución exacta de las células en los sedimentos ha sido menos clara.

Para el lago Erie, un estudio de 2009 concluyó que los ríos Maumee y Sandusky eran una fuente potencial de células de Microcystis, conocidas por los científicos como "inóculos" porque inoculan el lago, que inician las floraciones de cianobacterias de verano. Pero otro trabajo sugiere que las poblaciones de los ríos no siembran las floraciones de Erie.

Se cree que el nuevo estudio dirigido por U-M es el primero en evaluar tanto la abundancia como la viabilidad de las células de Microcystis que hibernan en los sedimentos de los Grandes Lagos.

Los investigadores recolectaron muestras de núcleos de sedimentos en 16 sitios que cubren 145 millas cuadradas en la parte del oeste del lago Erie donde las floraciones de cianobacterias dañinas son más frecuentes y persistentes. El muestreo se realizó durante un período de dos años en profundidades de agua que varían de 10 a 30 pies.

De vuelta en el laboratorio Las pruebas genéticas revelaron tanto la abundancia total de células de Microcystis como la fracción de esas células que eran potencialmente tóxicas. Luego, se llevaron a cabo experimentos para evaluar la viabilidad de las células de Microcystis durante el invierno y para hacer crecer algunas de las células en el laboratorio.

Si bien las concentraciones de células de Microcystis disminuyeron significativamente durante el invierno, las células que sobrevivieron permanecieron viables, lo que significa que eran capaces de crecer, la primavera siguiente. Además, los experimentos de crecimiento mostraron que las cepas de Microcystis potencialmente tóxicas se cultivaron con éxito a una tasa ligeramente mayor que las cepas no tóxicas.

Ese resultado podría ayudar a explicar una observación anterior del programa de monitoreo del lago Erie de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica:que el porcentaje de células de Microcystis potencialmente tóxicas es más alto durante las primeras etapas de una floración y disminuye durante el verano.

Johengen dijo que aún no se sabe si las células de Microcystis que pasan el invierno recogen nutrientes vitales de los sedimentos y usan esos nutrientes para impulsar su crecimiento acelerado a principios de la temporada. Si eso esta pasando podría complicar los esfuerzos para frenar las floraciones del lago Erie al reducir la escorrentía de fertilizantes de las tierras de cultivo, él dijo.