Giftige rode algenplaag verwoest zeeleven in Florida

Een dodelijke ‘rode vloed’ voor de kust van Florida heeft al duizenden zeedieren het leven gekost. Is dit de schuld van de mens?Friday, August 10, 2018

Door Maya Wei-Haas
Foto's Van Ben Depp
De algen kleuren de wateren voor de zuidwestkust van Florida al sinds oktober 2017 rood en hebben zich de laatste maanden steeds verder verdicht.

Het eerste wat je merkt, is de stank. Het is niet echt een geur, maar meer een tinteling in je neus die zich snel verbreidt naar je keel en dan in je longen brandt. Daarna zie je de kadavers.

De gewoonlijk pittoreske stranden van zuidelijk Florida liggen nu bezaaid met duizenden gedode zeedieren. De meeste slachtoffers zijn vissen – harders, katvissen, kogelvissen, binnensnoeken, forellen, grombaarzen en zelfs kolossale reuzenzaagbaarzen – maar ook andere zeedieren zijn aangespoeld: krabben, alen, lamantijnen, dolfijnen, zeeschildpadden en meer. Het is een slachting van enorme omvang. En de oorzaak van zowel de dood als de doordringende giftige dampen is de plotselinge bloei van giftige roodalgen die volgens wetenschappers de grootste in meer dan tien jaar is in dit gebied.

“Het lijkt wel een spookstad,” zegt Heather Barron, hoofddierenarts van de Clinic for the Rehabilitation of Wildlife (CROW) in Florida. “Alles wat kon wegtrekken, is weggetrokken. En alles wat dat niet kon, is dood.”

Na een zware episode van ‘rood tij’ voor de kust bij Sanibel in Florida worden duizenden dode vissen door de wind en door stromingen bijeengedreven.

Deze verwoestende algenbloei kan door veel organismen in de wereld worden veroorzaakt. Vanwege het roestkleurige voorkomen van het aangetaste water wordt deze vorm van algenbloei ook wel ‘rood getij’ (rood tij) genoemd en in Florida is de boosdoener meestal de minuscule, plantvormige alg Karenia brevis, die gifstoffen met de naam brevetoxinen uitscheidt. Dieren die deze stoffen binnenkrijgen, worden getroffen door zware maag-darmstoornissen en neurologische aandoeningen. Deze laatste algenbloei strekt zich uit over een gebied van ongeveer 160 kilometer langs de kusten tot enkele kilometers van de kust van zuidelijk Florida af. Door de wind en stromingen zijn de algen op sommige plekken samengedreven tot een geconcentreerd brouwsel.

Het fenomeen van ‘rode vloed’ is in de Golf van Mexico zeker niets nieuws. Al in de zestiende eeuw berichtten Spaanse ontdekkingsreizigers over massale vissterfte en irriterende stank, die sterk doen denken aan de gevolgen van K. brevis. Maar deze nieuwste episode is ontaard in een ware algenramp, waardoor velen zich afvragen waarom de algenbloei ditmaal zo intens is en of menselijke activiteiten hiervoor verantwoordelijk zijn. Volgens wetenschappers kunnen op deze vragen geen eenvoudige antwoorden worden gegeven, en veel experts verschillen van mening over de oorzaak.

Al negen maanden, en de teller loopt door

De algen kleuren de wateren voor de zuidwestkust van Florida al sinds oktober 2017 rood en hebben zich de laatste maanden steeds verder verdicht. De inwoners van het gebied hebben al ruim negen maanden met de algenbloei te maken, en het einde ervan is nog niet in zicht.

De normale concentratie aan K. brevisligt doorgaans onder de duizend cellen per liter zeewater. Maar bij recente tellingen werden op veel plaatsen ruim tien miljoen cellen per liter gemeten, zegt Richard Bartleson, een bioloog van de Sanibel-Captiva Conservation Foundation (SCCF) die de intensiteit van de algenbloei heeft bijgehouden. Op bepaalde plekken heeft zij zelfs 140 miljoen cellen per liter zeewater gemeten.

Dieren die de algen bij het voeden per ongeluk inslikken, raken “bijna in coma”, aldus Gretchen Lovewell, die het onderzoek naar strandingen (het aanspoelen van dode dieren) van het Mote Marine Laboratory leidt. “Hun flippers hangen er lusteloos bij,” zegt ze over de redding van een handvol zeeschildpadden die levend aanspoelden. Maar de meeste dieren zijn al dood, vertelt ze.

Sinds het begin van dit jaar zijn tachtig lamantijnen dood aangespoeld, waarschijnlijk allemaal slachtoffers van brevetoxinen. Vorige week spoelde tot verrassing van de wetenschappers zelfs een acht meter lange jonge walvishaai aan op de kust van Sanibel Island. De spieren van het dier zaten vol algengif. Ook zeeschildpadden zijn zwaar getroffen; dit jaar zijn er al honderden exemplaren gestorven, waaronder ernstig bedreigde Kemps zeeschildpadden.

Het enige wat hier nog leeft, zijn gieren en kraaien, zegt Barron. De vogels zijn resistent tegen de gifstoffen die door de algen worden uitgescheiden en doen zich tegoed aan de dode vis en andere dood aangespoelde zeedieren.

Tot overmaat van ramp is de kust van Florida niet de enige plek waar de algenbloei toeslaat. Waterwegen in het binnenland worden nu aangetast door een andere algenbloei van felgroene cyanobacteriën (blauwalgen). Met het afvoerwater van rundveehouderijen en nieuwe woonprojecten ten noorden van Lake Okeechobee, het grootste zoetwatermeer in de staat, worden grote hoeveelheden voedingsstoffen het meer in gespoeld, waardoor het water is veranderd in een dikke groene smoothie.

De natuurlijke doorstroom en filtering van overtollig water uit het meer naar en door de Everglades wordt geblokkeerd door projectontwikkelingen en suikerrietplantages ten zuiden van het meer. Om overstromingen van naburige stadjes bij zware regenval te voorkomen, zijn waterbeheerders gedwongen om vervuild water te lozen in estuaria die naar zee voeren. Dit probleem is de afgelopen jaren toegenomen, en de politiek komt nauwelijks in actie om oplossingen te bedenken.

“We zien gewoon overal dode vissen,” zegt Tammy Hodgson, die al 25 jaar in Florida woont. Volgens haar zijn plaatselijke bewoners terughoudend in wat ze aan de pers vertellen, omdat ze bang zijn dat negatieve verhalen de plaatselijke economie nog verder in de problemen zullen brengen, maar zij vindt dat er iets moet gebeuren.

Het mysterie in de diepten

De algensoort K. brevis die het ‘rood tij’ veroorzaakt, is altijd aanwezig in zeewater, maar dan in lage concentraties, aldus Richard Pierce, hoofdwetenschapper van het Mote Marine Laboratory and Aquarium. Maar wat het precies is dat een massale algenbloei in gang zet, blijft een mysterie.

“We hebben naar meerdere mogelijke oorzaken van ‘rood tij’ gekeken,” zegt Pierce. “Het lijkt om omstandigheden te gaan die voor de kust van Florida ideaal zijn.” Ook Mote-wetenschapper Vincent Lovko denkt aan een “‘perfect storm’-achtige samenloop van omstandigheden” waarin het zoutgehalte, de temperatuur, zonlicht, chemische bestanddelen en stromingen allemaal samenvloeien om een algenbloei te produceren die vervolgens door de wind naar de kust wordt gedreven.

Deze onechte karetschildpad is slechts een van het recordaantal zeeschildpadden dat door de aanhoudende bloei van de alg Karenia brevis dood is aangespoeld. Wilde dieren krijgen de gifstoffen van deze algen vaak binnen, waardoor hun zenuwstelsel wordt aangetast – vaak met dodelijke afloop.

Eenmaal voor de kust doen de algen zich naar de mening van veel onderzoekers tegoed aan de voedingsstoffen waarmee afvoerwater afkomstig van de landbouw is verzadigd. De algen blijven daardoor langer voor de kust hangen en breiden zich ook sterker uit. Hoewel sommige wetenschappers vinden dat er meer onderzoek moet worden gedaan om dit scenario te kunnen bevestigen, zeggen andere dat het gewoon een kwestie van oorzaak en gevolg is.

“Alle soorten fytoplankton en elke schadelijke algenbloei hebben voedingsstoffen nodig, dus als je die voedingsstoffen aan het plaatje toevoegt, dan krijg je algenbloei,” zegt Bartleson van de SCCF.

Bovendien lijkt het erop dat recente en uitzonderlijke jaren met ‘rood tij’ vaak volgden op zware stormen, aldus Bartleson. Zowel 2004 als 2005 was voor Florida een zwaar orkaanjaar, met meerdere stormen die de staat doorkruisten. Daarbij zorgden tonnen aan regenval voor de afvoer van grote hoeveelheden voedingsstoffen naar de Golf van Mexico. In 2005 werd Florida getroffen door een 17 maanden durend ‘rood tij’ – het langste in de recente geschiedenis van de staat. In 2017 trok de orkaan Irma een verwoestend spoor door Florida, waardoor opnieuw grote hoeveelheden afvoerwater de zee in werden gespoeld. Deze laatste episode heeft mogelijk geleid tot de jongste algenbloei, aldus Bartleson. Wetenschappers denken dat dit soort stormen als gevolg van de klimaatverandering zwaarder zullen worden en vaker zullen voorkomen, wat weinig goeds voor de toekomst voorspelt.

Slijmerige toekomst

De zware algenbloei-episoden van de afgelopen decennia zijn niet de eerste. Een bijzonder zwaar ‘rood tij’ deed zich in 1947 voor. De concentratie aan brevetoxinen in de lucht was volgens Pierce zó hoog dat inwoners van de stad Naples in Florida dachten dat het leger zenuwgas in de Golf van Mexico had geloosd. Die gelijkenis bracht wetenschappers op het spoor van de oorzaak van de doordringende dampen die de algen uitscheiden.

Hoe het ook zij, zullen deze algenbloei-episoden steeds zwaarder worden?

“Dat is moeilijk te zeggen,” zegt Pierce. Dit soort omstandigheden worden nog maar enkele tientallen jaren goed gemeten, dus krijgen wetenschappers er nu meer inzicht in omdat ze ook meer onderzoek doen.

Maar voor andere wetenschappers is het een uitgemaakte zaak. “We zien méér algenbloei omdat er méér algenbloei voorkomt,” zegt Bartleson. In een controversieel onderzoek uit 2008 analyseerden de wetenschappers Larry Brand en Angela Compton van de University of Miami de laatste vijftig jaar aan gegevens over algenbloei-episoden van K. brevis. Volgens het onderzoek waren de ‘rood tij’-episoden die zich tussen 1994 en 2002 voordeden, 13- tot 18-maal zwaarder dan de episoden tussen 1954 en 1963.

Volgens het onderzoek van Brand en Compton werd deze verbluffende toename mede veroorzaakt door voedingsstoffen die door menselijke activiteiten in het milieu terechtkwamen. Het duo schreef dat toe aan de bevolkingstoename in Florida en aan grotere hoeveelheden afvoerwater van de landbouw die in zee terechtkomen. Elk jaar wordt met voedingsstoffen verzadigd afvoerwater – vaak met slijmerige cyanobacteriën – vanuit Lake Okeechobee via de rivier de Caloosahatchee naar de Golf van Mexico gespoeld. “Die zoetwateralgen sterven daar af, waardoor nóg meer voedingsstoffen vrijkomen, die allemaal aan de K. brevis-algen ten goede komen,” zegt Brand.

‘Rood tij’ is niet het enige probleem waarmee de staat Florida te kampen heeft: zoetwatergebieden in Florida worden getroffen door cyanobacteriën (blauwalgen), waardoor kanalen verstopt raken en er een doordringende stank heerst, aldus Hodgson.

Bartleston vergelijkt de effecten daarvan met een andere bloei in de Golf van Mexico die wordt veroorzaakt door de alg Trichodesmium, die een domino-effect op gang brengt. De bloei van Trichodesmium wordt in de Golf van Mexico aangezwengeld door ijzerhoudend stof dat vanuit Afrika naar Amerika overwaait. Deze cyanobacteriën onttrekken stikstof aan de atmosfeer en vormen voor K. brevis een rijke bron van voedingsstoffen als fosfor, stikstof en ijzer. Volgens Bartleson kan K. brevis zich niet alleen zelf aan deze bacteriën tegoed doen, maar ook de voedingsstoffen opnemen die vrijkomen als de cyanobacteriën afsterven en tot ontbinding overgaan.

Maar Lovko van het Mote-lab waarschuwt voor al te haastige conclusies. “Als deze voedingsstoffen in de kustwateren terechtkomen, net als andere algen, zeegrassen en zeewieren, kan een daar aanwezig rood tij daarvan profiteren,” zegt hij. “Maar of dat ook op die manier gebeurt, weten we niet zeker.”

Oeverloos debat

Het debat over de oorzaken lijkt een gebed zonder einde. Worden de recente rood tij-episoden in Florida nu door de mens veroorzaakt of zijn het geheel natuurlijke fenomenen? “Het antwoord luidt waarschijnlijk: een beetje van beide,” zegt Donald Anderson, directeur van het  National Office for Harmful Algal Blooms (‘Nationale Dienst voor Schadelijke Algenbloei’).

Wereldwijd worden veel algenbloei-episoden mede veroorzaakt door voedingsstoffen als gevolg van menselijke activiteiten, zegt Anderson. Neem China, waar de baai van Qingdao de laatste tijd geregeld wordt bedekt met dikke tapijten van felgroene en sliertige algen. De groene matten vormen zich ten zuiden van een regio met veel zeewierkwekerijen, langs de kust van de provincie Jiangsu. De kwekers halen de matten van hun kweekrekken voor zeewier (nori) en gooien ze in de Gele Zee, waarna ze in wateren vol extra voedingsstoffen goed gedijen en door zeestromingen de baai in worden gedreven.

Maar op andere plekken is de menselijke oorzaak minder duidelijk. Zo lijkt in Maine 95 procent van de voedingsstoffen voor algen afkomstig te zijn van natuurlijke bronnen, legt Anderson uit. De alg die in deze regio bloei-episoden veroorzaakt, is Alexandrium catenella, die doorgaans in twee gebieden voor de kust ronddrijft. Af en toe worden enkele van die algen door de wind en door stromingen dichter naar de kust gestuwd, waar hun gifstoffen schelpdieren aantasten.

Maar er lijkt zich een wereldwijde toename van dit soort schadelijke algenbloei-episoden voor te doen, veroorzaakt door talloze verschillende factoren. Sommige experts menen dat de opwarming van de aarde de oorzaak is, omdat veel schadelijke algen in warmer water goed gedijen. Maar het opstellen van computermodellen en het voorspellen van algenbloei-episoden op basis van klimaatverandering blijft een lastige taak. Ook de toename van met voedingsstoffen verzadigd afvoerwater kan een oorzaak zijn, waarbij onder meer de intensieve aquacultuur waarschijnlijk een rol speelt in de aanvoer van meer mariene voedingsstoffen. Daarnaast wordt de ogenschijnlijke uitbreiding van algenbloei-episoden mogelijk ook veroorzaakt door het feit dat meer wetenschappers zich nu met het bestuderen van schadelijke algen bezighouden en er betere methoden zijn om hun giftigheid te meten.

In Florida hebben wetenschappers van het Mote-lab een gepatenteerde methode ontwikkeld om de verwoestende effecten van ‘rood tij’ te beperken. Daarbij maken ze gebruik van het zeer reactieve molecuul ozon – bestaande uit een trio van zuurstofatomen – om alle organische componenten in het zeewater te vernietigen, waaronder ook de algen en brevetoxinen, terwijl het zeewater tegelijk van nieuwe zuurstof wordt voorzien. Ze hebben het systeem met succes getest in een tank met een inhoud van een kleine honderdduizend liter water en bereiden zich nu voor op een proefproject in een plaatselijk kanaal, waar ze ruim twee miljoen liter water willen opschonen.

Maar voorlopig blijven wetenschappers de algenbloei-episoden in Florida in de gaten houden, in de hoop dat ze deze gebeurtenissen uiteindelijk kunnen voorspellen. Intussen blijft het dodental stijgen. “De wilde natuur is de spreekwoordelijke kanarie in de kolenmijn,” zegt Barron van CROW. “En die kanarie is nu gestorven.”

Lees meer