Мелкие животные в основе пресноводной пищевой цепи могут быстро адаптироваться к солевому загрязнению из таких источников, как обработка зимних дорог, сельское хозяйство и добыча полезных ископаемых, но за это приходится платить. В специальном декабрьском выпуске Philosophical Transactions of the Royal Society B, посвященном загрязнению пресной воды солью, исследования показывают, что адаптированный к соли пресноводный зоопланктон растет на 65 процентов медленнее, чем обычный зоопланктон. Их медленный рост распространяется вниз по пищевой цепочке в среде, загрязненной наиболее часто встречающейся солью, вызывая цветение водорослей.
«В развитии солеустойчивости есть как положительные, так и отрицательные стороны», - сказал Рик Рельеа, главный исследователь, профессор и директор Института пресной воды Даррина и член Центра биотехнологии и междисциплинарных исследований Политехнического института Ренсселера. «Преимущество заключается в том, что животные более защищены в среде с умеренным загрязнением солью. Но за такую устойчивость к соли приходится платить, и, как показывает эта работа, одним из недостатков является то, что животные растут намного медленнее».
Находка является одной из двух статей в специальном выпуске «Соль в пресных водах: причины, экологические последствия и перспективы на будущее», опубликованном сегодня. В выпуске исследуется, как деятельность человека, приводящая к увеличению концентрации солей в реках, водно-болотных угодьях и озерах, «отрицательно влияет на пресноводное биоразнообразие, а также на функции и услуги экосистемы, от которых зависит человеческое общество».
Исследовательская группа Relyea, которая изучает влияние соли на водную среду в рамках проекта Джефферсона на озере Джордж, также внесла свой вклад в авторскую статью, призывающую обратить внимание на неадекватные правила. В статье «Необходимы правила для защиты пресноводных экосистем от засоления» исследовательская группа указала на региональные несоответствия в правилах, регулирующих допустимые уровни засоления, и неспособность провести различие между различными типами солей, несмотря на их сильно различающиеся воздействия на окружающую среду.
«Если мы хотим, чтобы загрязнение солью не наносило вред нашим пресноводным экосистемам, нам нужны последовательные правила, основанные на науке, которые защищают пресные воды в экосистемах, а не в политических юрисдикциях», - сказал Мэтт Шулер, первый автор статьи.
Исследовательская статья «Развитая толерантность к засолению пресной воды у зоопланктона: история жизни, компромиссы, перекрестная толерантность и снижение каскадных эффектов» является одной из 14 статей, опубликованных лабораторией Relyea за последние два года на тему Влияние соли на водные экосистемы. В 2017 году команда опубликовала исследование, показывающее, что распространенный вид зоопланктона, Daphnia pulex, может развить генетическую устойчивость к умеренному уровню дорожной соли всего за два с половиной месяца. Позже в том же году исследование, проведенное в сотрудничестве с исследователем Rensselaer Дженнифер Херли, показало, что адаптированный к соли зоопланктон подавлял циркадные ритмы.
«Мы знали, что могут быть компромиссы, и мы хотели понять, как эти компромиссы проявляются, от отдельного организма до экосистемы», - сказал Билл Хинтц, первый автор исследовательской статьи..
Используя потомков того же солеустойчивого зоопланктона, который команда вырастила в прошлом году, один вывод был быстро очевиден: толерантность сохраняется. Хотя первоначальную популяцию от ее потомков отделяло около 30 поколений, обе группы проявляли одинаковую толерантность к соли.
Обыкновенный зоопланктон, питающийся водорослями, погибает в умеренно соленых условиях. Это вызывает «каскадный эффект» загрязнения солями, в результате чего засоленная пресная вода подвержена цветению водорослей. Хотя солеустойчивый зоопланктон выживает в умеренно соленых условиях, его более медленный рост означал, что толерантные популяции не могли контролировать цветение водорослей в присутствии наиболее распространенной дорожной соли, хлорида натрия. Однако солеустойчивый зоопланктон смог контролировать цветение водорослей при умеренном загрязнении двумя альтернативными дорожными солями: хлоридом магния и хлоридом кальция.
Поскольку солеустойчивые дафнии способны выживать, вы надеетесь, что не увидите сильного цветения водорослей. Мы видим это для некоторых видов соли, но это не то, что мы наблюдаем для всей соли. типов, - сказал Рельеа. «Зоопланктон защищен, но это не всегда останавливает цветение фитопланктона».
Команда также установила, что, хотя зоопланктон развил более высокую солеустойчивость в присутствии хлорида натрия, он также стал более устойчивым к другим загрязнителям обычной соли, таким как хлорид магния и хлорид кальция, черта, известная как «перекрёстная соленость». терпимость."