Algblomning

Algblomningens högsäsong är åter igen över. Den allra första tryckta rapporten kom 1878 i Australien.  I våras rapporterade världsnaturfonden (WWF) om Östersjöns kraftigaste algblomning på 15 år. SMHI kallar sommarens algblomning lindrig och i slutet av augusti var den över. Vad är detta återkommande fenomen som år efter år sätter skräck i småbarnsföräldrar och hundägare.

 Orsaken till den algblomning vi oftast talar om är vanligtvis cyanobakterier (blågröna alger). De är encelliga mikroorganismer som liknar alger i uppbyggnad och sitt sätt att föröka sig, men saknar liksom bakterier cellkärna.

Nästan alla cyanobakterier är blågröna p.g.a. ämnet klorofyll a tillsammans med det blå ämnet fokocyaniner (ett sort fykobilin, fotosyntetiskt pigment). Dock finns det även ett rött fykobilin, fykoerytrin, som istället ger bakterierna en röd eller brun färg

Syrsatte jorden 2miljarder år sen
Man har funnit fossil i 2,5 miljarder år gamla bergarter av mikroorganismer, och 3,5 miljarder år gamla fynd som har likheter med dagens cyanobakterier. Därför tror man dessa varit betydande i jordens livshistoria och haft en stor del i syresättningen av jordens atmosfär som ägde rum ca 2 miljarder år sedan.

Det finns ett flertal sorter av cyanobakterier som har förmåga att bilda olika toxiner (gifter). Det är genom energikrävande processer de bildas och därför anses de vara sekundära metaboliter, något betydande för överlevnaden, dock inte i livsnödvändigt, utan bara förenklar den något.

Inom växtvärldens finns sekundära metaboliter till frysskydd och näringslagring exempelvis. De kan också förenkla anpassningen till dag respektive natt, samt till de olika årstiderna. En del växter har även skydd mot betande djur från sina sekundära metaboliter. Exakt hur toxinerna påverkar cyanobakterierna är ännu oklart, likaså varför vissa blomningar av samma art är toxiska och andra inte. Toxiciteten i en blomning kan växla olika dagar eller t.o.m. timmar.

Gifterna sprids vid nedbrytning Cyanobakteriernas toxiner produceras inne i cellen. Det kan läcka ut av flera anledningar. Antingen när organismerna dör och bryts ner, eller när cellväggens täthet försvagas av exempelvis åldring. Om en annan organism får i sig hela cyanobakterier frigörs det eventuella toxinet vid nedbrytning.

Hur en organism som fått i sig toxiner från cyanobakterier drabbas beror bl.a. på vad för toxin det handlar om. Tre sorter stycken toxiner cyanobakterier bildar är: lipopolysackaridtoxin (LPS), nervtoxiner och levertoxiner.

Lipopolysackarider är molekyler beståendes av lipider (fettsyror) och polysackarider (sammansatta kolhydrater). Hos de bakterier som har LPS återfinns det oftast i cellmembranet, inklusive hos cyanobakterierna, då deras syfte är att bygga upp cellväggen.

När bakterier dör frigörs LPS:et och, beroendes på slags bakterie, kan LPS:et orsaka värre sjukdomssymptom än vad sjukdomen i sig gör. Immunförsvaret, som känner igen LPS, framkallar kraftiga inflammationer av fri LPS. Dock ger LPS från cyanobakterier inte lika kraftiga reaktioner som LPS hos andra arter. LPS från cyanobakterier har angetts som potentiell orsak till utbrott av mag-tarmsjukdom, kontaktallergi etc.

Det finns väldigt lite dokumentation om LPS hos cyanobakterier, och därför det fler studier om kemisk struktur, stabilitet och effekter innan man kan bedöma i vilken omfattning förtäring av LPS påverkar andra levande varelser.

Några typer av nervtoxiner hos cyanobakterier är anatoxin-a, homoanatoxin-a, anatoxin-a(S) och saxitoxiner. Gemensamt för alla tre är att de är alkaloider, ämnen hos växter beståendes av N + O/H/OH, t.ex. nikotin och kokain.

Anatoxin-a och homoanatoxin-a är strukturellt väldigt lika varandra. De påverkar muskelceller så de drar ihop sig, som kroppens egna nervtransmittorn acetylkolin fungerar, men skiljer sig på så sätt att efter muskelsammandragning bryts acetylkolin ned av acetylkolinesteras, så muskeln slappnar av tills nästa impuls kommer. Medan anatoxin-a och homoanatoxin-a istället ligger kvar och överstimulerar muskeln, vilket ger upphov till ryckningar och kramper i muskeln tills denna förlamas av utmattning. Om adningsmuskulatur drabbas kan den förgiftade dö av kvävning.

Anatoxin-a(S) bildas av en av arterna som anatoxin-a och homoanatoxin-a också bildas av. Anatoxin-a(S) ger samma symptom som de två andra, men inte av samma anledning. Substansen förhindrar acetylkolinesteras, så att acetylkolinet inte bryts ner utan överstimulerar muskeln tills förlamning.

Saxitoxin och neosaxitoxin blockerar ledningar i nerverna. Nervimpulserna kan då inte sändas vidare, vilket resulterar i att inget acetylkolin frigörs och muskelcellerna får inga signaler om att kontraheras och individen förlamas.

Microcystiner och nodularin är två levertoxiner, och de främst förekommande toxinerna från cyanobakterier ur globalt perspektiv.

Microcystiner består av 7 st. aminosyror, medan nodularin består av 5. Strukturen varierar och ca 50 microcystiner är kända, medan fåtal 10 nodulariner är upptäckta.

Anledningen till att främst levern påverkas av levertoxinerna är att toxinerna transporteras genom samma system som gallsyror, som produceras i levern. Gifterna samverkar med levercellernas beståndsdelar, vilket gör så att cellerna skrumpnar och blir oanvändbara. Dessutom kan de skrumpna levercellerna innebära att leverns kapillärväggar spricker och blödningarna som uppkommer kan leda till döden.

 Rätt förhållanden för cyanobakterier kan resultera i masstillväxt, d.v.s. algblomning. I slutet av deras blomning kan samlingar av

cyanobakterier synas vid vattenytan som gröna stråk, eller uppflutet på land som ruttnande massa. Dock är det inte säkert att det syns, men gör ofta det p.g.a. cyanobakteriernas behov av solljus, speciellt om vattnet innehåller mycket organiska material då solljuset inte når ner i vattnet lika lätt.

God tillgång på fosfor, kväve, ammoniak och/eller nitrat samt en vattentemperatur på 15-30 °C och svag eller ingen vind är faktorer som gynnar algblomningen.

Efter vintern är kvävehalten i vattnet hög, vilket avgör utbredningen av vårblomningen, eftersom

algerna som blommar på våren är, till skillnad från de kvävefixerande cyanobakterierna, helt...