Вредоносное цветение цианобактерий: причины, последствия и меры контроля

Цианобактерии — древнейшие на Земле кислородные фотоавтотрофы, оказавшие значительное влияние на формирование биосферы. Их длительная эволюционная история (≈3,5 млрд лет) позволила им адаптироваться к геохимическим и климатическим изменениям, а в более поздний период — к антропогенным преобразованиям водной среды, включая чрезмерное обогащение воды биогенными элементами (эвтрофикацию), перераспределение и забор воды, а также осолонение. Многие роды цианобактерий достигают оптимальной скорости роста и имеют высокий потенциал цветения при относительно высокой температуре воды; поэтому глобальное потепление играет ключевую роль в их распространении и сохранении. Таксоны цианобактерий, образующие цветения, могут представлять опасность для окружающей среды, организмов и здоровья человека, вытесняя полезный фитопланктон, вызывая дефицит кислорода при отмирании цветения и продуцируя разнообразные токсичные вторичные метаболиты, например цианотоксины. Влияние факторов окружающей среды на продукцию цианотоксинов остаётся предметом продолжающихся исследований, однако в этом процессе участвуют скорость поступления биогенных элементов (N, P и микроэлементов), освещённость, температура, факторы окислительного стресса, взаимодействия с другими организмами (бактериями, вирусами и животными-потребителями) и, вероятнее всего, совокупное воздействие всех этих факторов. Поэтому стратегии контроля и сдерживания вредоносных цветений направлены на изменение этих динамичных факторов. Обсуждаются применимость и осуществимость различных методов контроля и управления для природных вод и систем питьевого водоснабжения. Стратегии, основанные на физических, химических и биологических воздействиях на отдельные факторы, представляются перспективными; однако почти во всех случаях необходимо прежде всего рассматривать сокращение поступления биогенных элементов (N и P), поскольку показано, что это эффективно снижает биомассу цианобактерий и тем самым ограничивает риски для здоровья и частоту гипоксических явлений.