A detecção de uma proliferação maciça de algas nocivas no Ártico gera alertas em tempo real para as comunidades do oeste do Alasca

No verão de 2022, um cruzeiro de pesquisa detectou uma enorme proliferação de algas nocivas (HAB) na região do Estreito de Bering, no oeste do Alasca. Esta expedição forneceu um exemplo dramático de ciência utilizando nova tecnologia para rastrear uma HAB neurotóxica e comunicar efetivamente informações que protegem comunidades costeiras remotas em tempo real.

A grande escala espacial, a alta densidade celular, a longa duração e a potente toxicidade do evento HAB de 2022 “representaram um risco sem precedentes para a saúde humana e do ecossistema, bem como para as atividades de colheita de subsistência marítima na região do Estreito de Bering e além”, de acordo com o artigo do periódico “Rastreando uma proliferação de algas árticas em grande escala e altamente tóxicas: detecção rápida e comunicação de risco”, publicado em Cartas de Limnologia e Oceanografia.

Pesquisadores do Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) e seus parceiros observaram que, até onde eles sabem, o evento de 2022 foi o maior evento de HAB documentado em águas polares causado pelo organismo unicelular Alexandrium catenella, que produz neurotoxinas chamadas toxinas paralisantes de moluscos (PSTs).

As toxinas produzidas por esse organismo à medida que ele prolifera ou “floresce” podem se acumular em organismos que consomem as algas, e as toxinas podem então ser transferidas através da cadeia alimentar, causando doenças ou mortalidade de animais marinhos e potencialmente fatal Intoxicação Paralítica por Mariscos (PSP) em pessoas que comem frutos do mar contaminados.

A floração de Alexandrium se estendeu por pelo menos 600 quilômetros (~370 milhas) do norte do Mar de Bering até o sul do Mar de Chukchi em seu pico. Embora concentrações de A. catenella acima de 1.000 células por litro sejam consideradas perigosas, as concentrações máximas medidas nesta floração excederam 174.000 células por litro — um recorde para águas do Ártico. Além disso, a alta toxicidade das células de Alexandrium agravou o risco de envenenamento pela floração, de acordo com os pesquisadores.

O evento de 2022 “representou um exemplo impressionante de convecção de floração para o norte” — ou seja, transporte — “de águas subpolares, bem como penetração para o leste nas águas costeiras do Alasca devido à força do vento local. Essa mistura de água rica em nutrientes do Mar de Bering com águas costeiras quentes provavelmente alimentou o crescimento e o acúmulo de A. catenella”, afirma o artigo.

“À medida que o aquecimento contínuo desloca o Ártico Pacífico para condições mais favoráveis ​​à proliferação de A. catenella, recursos abrangentes de monitoramento e resposta serão essenciais para mitigar os impactos de futuros eventos de proliferação.”

“Um objetivo deste estudo é trazer mais atenção para alguns dos problemas sérios que esta região está enfrentando, sabendo que, à medida que o clima muda e o Ártico continua a aquecer, é mais provável que vejamos florações como esta ocorrendo em águas polares. Estamos esperançosos de que esta pesquisa possa motivar testes e monitoramento mais robustos”, disse a autora principal Evie Fachon, bióloga e candidata a Ph.D. no Programa Conjunto do Instituto de Tecnologia de Massachusetts/WHOI.

Fachon, que liderou a equipe do HAB no cruzeiro, lembrou-se de assistir do navio de pesquisa R/V Norseman II os dados chegando de um Imaging FlowCytobot (IFCB), um microscópio robótico que foi configurado para amostrar águas próximas à superfície, coletar imagens da comunidade fitoplanctônica ao longo do percurso do cruzeiro e permitir a detecção em tempo real da proliferação de A. catenella à medida que se espalhava nas águas do Ártico ao longo de duas etapas consecutivas do cruzeiro com duração total de seis semanas.

“À medida que registramos a concentração de células ficando cada vez maior à medida que a embarcação seguia para o norte, sabíamos que precisávamos fornecer essa informação às pessoas na região que poderiam ser afetadas”, disse ela.

Trabalhando em colaboração com governos tribais e estaduais e outros grupos comunitários regionais em Nome, um plano de comunicação foi planejado proativamente, permitindo que a rápida conscientização situacional e as precauções de saúde pública fossem transmitidas às pessoas em áreas remotas.

Com muitas comunidades costeiras do oeste e norte do Alasca dependendo de uma gama diversificada de recursos marinhos para subsistência e atividades de colheita comercial, pesquisadores e colaboradores distribuíram alertas de risco para governos tribais, mídia regional e o público logo após a floração de 2022 ter sido detectada. Os esforços “mobilizaram uma resposta regional rápida e sem precedentes em uma área com pouca experiência com HABs, muito menos uma dessa magnitude”, observaram os pesquisadores.

Gay Sheffield, agente do Programa de Aconselhamento Marinho do Alaska Sea Grant, lembrou que, 24 horas após auxiliar no primeiro aconselhamento regional, a Norton Sound Health Corporation (NSHC), de propriedade tribal, colocou suas clínicas de saúde comunitárias em alerta para sintomas de PSP, um novo risco à saúde humana na região do Estreito de Bering.

Sheffield, coautor do artigo do periódico, conseguiu redirecionar uma pesquisa sobre carcaças de mamíferos marinhos para alertar as pessoas e fornecer informações educacionais e de resposta a emergências na Ilha Little Diomede, que fica no meio do Estreito de Bering, entre o continente do Alasca e Chukotka, na Rússia.

A comunidade na Ilha Diomede estava no epicentro das contagens de células sem precedentes e da alta toxicidade durante o evento. “Eu tinha apenas 15 minutos no heliporto para alertar as pessoas a não coletarem seus principais frutos do mar de subsistência, como morsas, focas barbadas, mariscos e tunicados, e para fornecer às pessoas materiais educacionais e de aconselhamento impressos. Foi uma mensagem difícil de dar — e certamente para a comunidade receber — em relação à saúde humana, segurança alimentar e preocupações com a segurança alimentar”, explicou o pesquisador.

Outro exemplo do alcance dos avisos foi quando uma família local inesperadamente pegou um grande molusco perto da Ilha St. Lawrence, localizada no extremo sul do Estreito, no norte do Mar de Bering, e quis compartilhar esse molusco com seu filho mais novo. No entanto, devido aos avisos regionais, a família enviou o molusco para o NSHC em Nome para testes de toxicidade.

Resultados de testes subsequentes mostraram que este molusco tinha mais de cinco vezes o limite regulatório federal de frutos do mar para o PST chamado saxitoxina. O incidente foi um exemplo preocupante desta nova ameaça à saúde dos povos regionais. Os pesquisadores disseram que não têm conhecimento de ninguém que tenha ficado doente durante o evento de floração.

“Quando planejamos o cruzeiro de pesquisa, queríamos documentar a dinâmica de um processo muito importante e pouco compreendido relacionado ao clima e às mudanças ambientais no Alasca”, disse o coautor do periódico Don Anderson, consultor acadêmico de Fachon e cientista sênior do Departamento de Biologia do WHOI, onde também atua como diretor do Escritório Nacional dos EUA para Florações de Algas Nocivas.

“A ciência avançou para nos permitir obter essas informações de HAB offshore em tempo real e mostrar o quão importante elas são para a sociedade”, disse Anderson. “Demonstramos como esse instrumento sofisticado, o IFCB, fornece informações críticas do navio, pode ser a peça central de um sistema de observação regional, mesmo em áreas muito remotas e mal atendidas — em termos de acessibilidade, energia e internet.”

A colaboração entre os pesquisadores e as comunidades regionais “foi fundamental para uma melhor comunicação e divulgação em tempo real durante esta situação perigosa”, disse Sheffield.

“A floração foi uma ameaça à vida selvagem marinha diversa da qual as pessoas e comunidades regionais dependem para seu bem-estar nutricional, cultural e econômico. Este incidente mostra que pesquisadores e comunidades do oeste do Alasca se beneficiam ao trabalhar juntos, o que é uma estratégia na qual a região do Estreito de Bering se destaca — especialmente em tempos difíceis. Com o clima continuando a esquentar, teremos que nos adaptar a este novo problema, e estamos na fase inicial disso.”