Microbiologie in hapklare porties

Slijm na slijm: “Algen” teisteren een meer in Florida

Written by

Katrina Santoro

Wat zit er in een naam? In de biologie is het niet altijd eenvoudig. Elektrische paling: elektrisch, ja; paling, nee. Cavia: noch een Guinees, noch een varken. Koningscobra: geen cobra en zeker geen koning – monarchie is een exclusief menselijke uitvinding. En dan heb je nog blauwalgen, die helemaal geen algen zijn. Dit is de algemene naam voor veel verschillende soorten cyanobacteriën. Ze zijn een soort bacteriën die gebruik maken van fotosynthese, net als planten. Chlorofyl, samen met andere pigmenten, geven ze hun kenmerkende kleur. Het “blauwgroene” gedeelte is tenminste correct.

Blauwalgen leven meestal in kolonies op het wateroppervlak. Als deze kolonies uit de hand groeien, worden ze Harmful algal blooms (HABs) genoemd. Als ze groot genoeg worden, zijn ze zelfs vanuit de ruimte te zien! HAB’s produceren vaak giftige stoffen die niet alleen schadelijk zijn voor het aquatische ecosysteem waarin ze leven, maar ook voor het omringende leven op het land – waaronder wijzelf. Maar hoe gebeurt het?

Te veel van het goede

HAB’s zijn het resultaat van een proces dat eutrofiëring wordt genoemd. Het werkt als volgt: Er komt een overmaat aan voedingsstoffen in het water, meestal nitraten en fosfaten. Dit is het gevolg van menselijke activiteiten, waarbij de afspoeling van meststoffen door commerciële landbouw de grootste boosdoener is. Voor ons is het misschien afval, maar de blauwalgen gedijen erop.

Algen planten zich snel voort en de kolonies vormen lagen die het wateroppervlak bedekken. Dit wordt een algenbloei genoemd. De algen blokkeren het zonlicht voor planten die onder het wateroppervlak groeien, waardoor ze afsterven. Hierdoor verandert het milieu zo erg dat de algen ook afsterven. Bacteriën in het water voeden zich met de dode planten en algen, verbruiken alle resterende zuurstof en geven kooldioxide af. Dit zuurstofarme milieu veroorzaakt de algenbloei. Dit zuurstofarme milieu veroorzaakt de dood van de meeste overgebleven planten en dieren (als ze niet weg kunnen zwemmen).

Een kijkje van dichtbij

In de zomer van 2018 groeide er een grote HAB in Lake Okeechobee in Florida. De HAB werd veroorzaakt door de groei van Microcystis aeruginosa, een soort blauwalg die gifstoffen produceert die microcystines worden genoemd. Onderzoekers waren geïnteresseerd in het bestuderen van mogelijke gezondheidseffecten van blootstelling aan HAB.

Omwonenden werden gerekruteerd om schriftelijke vragenlijsten in te vullen waarin gevraagd werd naar details over hun gezondheidsgeschiedenis, blootstelling aan lokale waterwegen en symptomen van blootstelling aan giftige stoffen die ze tijdens de zomer hadden ervaren, waaronder ademhalingssymptomen, gastro-intestinale symptomen en huiduitslag.

Omdat het moeilijk is om specifieke symptomen toe te schrijven aan blootstelling aan HAB, waren de onderzoekers vooral geïnteresseerd in het aantal algemene symptomen dat elke deelnemer meldde. Blootstelling werd ingedeeld in één van drie categorieën: residentiële blootstelling (wonen aan een waterweg), recreatieve blootstelling (zwemmen, varen, vissen, enz.) en beroepsmatige blootstelling (havenarbeiders, waterkwaliteitstechnici, enz.).

Blauwalg in Lake Okeechobee, Florida. Deze satellietfoto is gemaakt in de zomer van 2016, twee jaar voordat het onderzoek werd uitgevoerd. Het meer staat al tientallen jaren bekend om zijn HABs. Bron afbeelding: *Planet Labs, Inc., via Wikimedia Commons*

Iets in de lucht

Deelnemers die melding maakten van blootstelling in de woonomgeving rapporteerden een significant hoger gemiddeld aantal symptomen, vergeleken met degenen die dat niet deden. Er was geen significant verband tussen beroepsmatige of recreatieve blootstelling en het aantal ervaren symptomen.

Dit suggereert dat mensen die in de nabijheid van een getroffen waterweg wonen het grootste risico lopen op gezondheidsproblemen veroorzaakt door HABs. Recreatieve en beroepsmatige blootstelling lijken te wijzen op een veel nauwer contact met algen, dus hoe kan dit?

Eén verklaring is dat de belangrijkste blootstellingsroute via inademing is. Microcystinedeeltjes zijn erg klein en licht, waardoor ze gemakkelijk aerosoliseren. Mensen die aan waterwegen wonen, ademen de aangetaste lucht vaker in dan de 2 andere groepen.

Een andere mogelijke verklaring is dat deelnemers in de recreatie- en beroepsgroepen zich meer bewust zijn van de gevaren van HABs. Hoewel ze zich dichter bij de HAB bevinden, nemen ze maatregelen om het risico te beperken, zoals het dragen van beschermende kleding.

Wat symptoomtypes betreft, leverde de studie bewijs voor een verband tussen zowel ademhalings- als gastro-intestinale symptomen en blootstelling aan HABs. Interessant genoeg was er weinig bewijs voor een verband met huidklachten.

Deelnemers met een voorgeschiedenis van astma rapporteerden gemiddeld twee keer zoveel symptomen als deelnemers zonder astma. Dit lijkt de theorie te ondersteunen dat inademing de belangrijkste manier van blootstelling aan microcystine is.

De golven van de toekomst

Als je nog niet veel over HAB’s hebt gehoord, zal dat waarschijnlijk veranderen. Dit onderzoek werd uitgevoerd in 2018 en gepubliceerd in 2023, maar de Lake Okeechobee HAB is nu een voorspelbare jaarlijkse gebeurtenis. Het stond afgelopen zomer zelfs in de New York Times.

HABs zijn overal ter wereld een groeiend probleem, niet alleen in Noord-Amerika. In Europa worden de kosten van HABs voor de visserij en het toerisme geschat op meer dan € 918 miljoen. De toename van HAB’s wordt niet alleen veroorzaakt door vervuiling – het opwarmende effect van klimaatverandering draagt hier ook aan bij.

Het is algemeen bekend dat HAB’s een negatief effect hebben op de menselijke gezondheid. En met een enorme ecologische en financiële kost, doet schadelijke algenbloei zijn naam alle eer aan.

Link to the original post: Reif JS, Stockley N, Harvey K, McFarland M, Gordon SC, Schaefer AM. Symptom frequency and exposure to a cyanobacteria bloom in Florida. Harmful Algae. 2023 Nov;129:102526. doi: 10.1016/j.hal.2023.102526. Epub 2023 Oct 17. PMID: 37951612.

Featured image: Microcystis aeruginosa Microscopic View. Image source: U.S. Geological Survey/photo by California Water Science Center, 2015

Vertaald door: Liang Hobma