Du kanske har hört talas om röda tidvatten på nyheterna. Vad är det? Det låter farligt och äckligt. Dessa orsakas av algblomning, som tömmer vattnets syre, missfärgar vågorna och släpper ut gifter i vattnet.
Och dessa röda tidvatten dödar, mer specifikt, fiskar, delfiner, sjökor och många andra djur i havet. Men de kan vara skadliga för människor och husdjur utan att du ens sätter din fot nära vattnet.
Konstgjorda bekämpningsmedel och andra kemikalier som människor använder sköljer in i våra hav och skapar skadliga algblomningar. Vissa av dessa algutbrott är giftiga, dödar marina djur, orsakar andningsproblem hos människor och hundar och gör vissa av våra skaldjur osäkra att äta.
Karenia Brevis: Den giftiga mikroorganismen som påverkar stränderna
Så, vad är egentligen ett rött tidvatten? Den röda tidvattnet orsakas av en mikroorganism som kallas Karenia brevis, också känd som K. brevis. Det livnär sig på olika näringsämnen och ses vanligen spridas i Gulf Coast i USA av strömmar och vindmönster.
Mikroorganismen producerar gifter som dödar marint liv lägre i näringskedjan. Det kan till exempel förgifta skaldjur, havskrabbor och göra marint liv sjukt när du arbetar upp näringskedjan. Gifterna kommer också upp i luften, vilket gör människor sjuka, särskilt de med redan existerande andningsförhållanden.
Röda tidvatten är inte nya och har funnits i hundratals år, långt innan kustlinjerna utvecklades. Men enligt miljövänner matar kommersiell utveckling den och gör den mycket värre än den annars skulle vara.
Anledningen är att denna mikroorganism kan livnära sig på näringsämnena i gödselmedel som sipprar från gårdar eller gräsmattor ut i vattnet. Till exempel har Lake Okeechobee i södra Florida blivit förorenad med denna typ av gödselavrinning, och detta förorenade vatten från sjön har verkligen strömmat ut i viken.
Det verkar finnas en tydlig korrelation mellan det flödet av förorenat vatten från Lake Okeechobee, som kan mata det röda tidvattnet som kan ses i viken. Forskare har inte dragit en direkt koppling - de har inte sagt att föroreningarna direkt har orsakat detta utbrott av rödvatten.
Återigen, red tide kan och förekommer naturligt, och det livnär sig på en mängd olika näringsämnen. Vad kan stater och nationer göra för att förhindra att det dyker upp på stränderna regelbundet? Det första är att vidta åtgärder för att begränsa föroreningar som gödningsmedel från att sippra ut i vattnet.
Röda tidvatten och blågröna alger
Emellertid röda tidvatten och algerna som kan ses på Lake Okeechobee är inte samma sak. Den blågröna blomningen som kan ses på Lake Okeechobee orsakas av cyanobakterier - inte Karenia brevis.
Karenia brevis behöver saltvatten för att trivas. Cyanobakterier i sjön livnär sig också av föroreningar från saker som septiktankläckage och kväve- och fosforbaserad gödsel.
Det orsakar även hälsoproblem hos människor och husdjur. Forskare tror att långvarig exponering kan vara kopplad till mycket allvarliga tillstånd, inklusive Alzheimers och amyotrofisk lateralskleros (ALS).
Men de är två olika typer av mikroorganismer - den ena orsakar problemen i inlandet och den andra orsakar problemen vi ser i saltvatten längs stränderna. Däremot kan de båda livnära sig på samma typ av näringsföroreningar, som har strömmat från gårdar i södra Florida i Lake Okeechobee och som också har strömmat från sjön till viken.
Röd tidvatten kan bli brunröd i saltvatten vilket är så det fick sitt namn. Men vi behöver inte se missfärgade sniglar offshore för att veta att den finns där. När massor av död fisk sköljer upp på våra stränder är det ett säkert tecken på rött tidvatten.
Förutom att döda fisk, avger red tide ett toxin i luften som människor med andningsproblem måste undvika. Det är mest uttalat i Lake Okeechobee men dyker också upp i sjöar, floder, flodmynningar och särskilt retentionsdammar över hela staten.
Det tar många former, vissa mer allvarliga än andra. En av de vanligaste är Lyngbya. Det ser ut som brun gunk, och folk förväxlar det ofta med dött sjögräs - men det är det inte.
Och om man fångar och äter fisk som ätit Lyngbya kan det orsaka vad vi kallar skaldjursförgiftning. Men det finns också svårare former som kan få vattnet att se ut som grön färg eller blålila.
Denna giftiga blomning i sötvatten frisätter ett toxin som kallas mikrocystin som forskare har kopplat till leverskador hos människor och ett hjärntoxin som heter BMAA som de har korrelerat till neurodegenerativ sjukdom, som du, till skillnad från röd tidvatten, inte kan lukta.
Alger: de goda och de dåliga nyheterna för din hälsa
De små organismerna som orsakar röda tidvatten är också en viktig del av vårt ekosystem. Alger är egentligen inte växter utan en ganska mångsidig uppsättning organismer som kan fotosyntetisera, vilket innebär att de använder energi från solljus för att omvandla CO2 till syre och socker.
De kan vara encelliga eller flercelliga, så det kan förvåna dig att lära dig att tång och kelp inte är växter - de är faktiskt alger. Alger kan leva i vattnet, marken eller till och med i snö.
De kan vara elementära celler som bakterier eller mer komplexa som de eukaryota cellerna i våra egna kroppar. Den typ av alger som orsakar röda tidvatten är ofta dinoflagellat K. Brevis.
De är bara mikroskopiskt encelligt plankton; fritt svävande organismer som bärs runt av vågor och strömmar. En röd tidvatten är faktiskt en algblomning där dessa organismer snabbt reproducerar och replikerar, vilket orsakar en uppbyggnad av miljontals organismer i bara en liter vatten.
Dinoflagellater och algblomningar på egen hand är inte nödvändigtvis en dålig sak. Faktum är att forskare inte älskar den allomfattande termen röd tidvatten och föredrar termerna algblomning och skadlig algblomning för att skilja något som bara är en överväxt från en som faktiskt är skadlig.
Och dinoflagellater är en ganska viktig del av ekosystemet. Många är fotosyntetiska, skapar sin egen energi från solljus, och de blir mat för massor av havslevande varelser som skickar energin till det större näringsnätet.
Men blomningar kan bildas när vattnet förändras antingen på grund av lägre salthalt, varmare yttemperaturer eller ett ökat antal näringsämnen i vattnet, som potentiellt kan komma från mänsklig aktivitet.
Ibland kan dessa blomningar vara farliga och de producerar gifter. Dessa är giftiga ämnen som produceras i levande celler eller organismer - saker som orm- och spindelgift.
Många av dessa dinoflagellater producerar exotoxin, det vill säga fiskgift - antingen gift från fisk eller saker som dödar fisk.
Här pratar vi om den dödande fiskarten, och dessa toxiner kan också vara skadliga för människor och husdjur, främst för att de kan samlas i saker som skaldjur, som om du sedan skulle äta kan göra dig sjuk eller till och med potentiellt döda dig.
I Florida orsakas det årliga röda tidvattnet som sköljer upp på dess stränder av en algerart känd som Karenia brevis, som producerar brevet-gifter. Dessa är smaklösa, luktfria molekyler som påverkar det centrala nervsystemet hos både fiskar och människor.
Efter att ha ätit kontaminerade skaldjur kan du börja med vissa magsymtom som kräkningar och diarré och sluta med neurologiska symtom som stickningar, problem med att känna sig varm och kall, yrsel och nedsatt koordination.
Detta händer eftersom brevet-toxinerna är långa cykliska strukturer som kombineras till membrankanaler på våra nervceller, vilket får dem att elda när de inte borde.
Andra alger kan producera föreningar som saxitoxiner som också ackumuleras i skaldjur och orsakar paralytisk skaldjursförgiftning.
Om du äter dessa skaldjur kan dessa toxiner få dig att tappa kontrollen över dina muskler i dagar eller veckor. Det kan leda till förlamning eller död. Och det är inte bara att äta förorenad fisk och skaldjur som kan vara ett problem.
Vågor kan bryta upp algceller och släppa ut toxiner i luften, vilket innebär att du kan andas in dem när du står på stranden. Och att andas in dessa toxiner kan leda till allergiliknande symtom, inklusive hosta, nysningar och rinnande ögon.
Du behöver inte ens vara nära vattnet för att andas in dessa gifter. De kan resa upp till en mil inåt landet om vinden blåser på precis rätt sätt, vilket innebär att du kan uppleva symtom utan att ens gå till stranden.
Dessa toxiner kan till och med påverka dina husdjur också.
En regnbåge av färger, inte bara rött
Trots namnet är inte alla röda tidvatten röda. De finns i en regnbåge av färger, inklusive brunt, orange, gult, vinrött och rött, baserat på den exakta algarten som orsakar blomningen.
Olika arter innehåller olika pigment, av vilka många spelar en roll för att hjälpa dem att fånga ljus för fotosyntes eller agera som solskyddsmedel.
Dinoflagellater som använder ett komplex av både peridinin- och klorofyllmolekyler kan utöka ljusområdet de fångar, vilket ökar deras fotosyntetiska förmåga och mängden energi de kan skapa.
Så det röda pigmentet hjälper till att fånga mer grönt ljus och reflekterar mer rött ljus i våra ögon, vilket ger tidvattnet sin karakteristiska färg. Men ibland avger dessa tidvatten sitt eget ljus - riktigt starkt blå ljusglimtar i vattnet orsakas av algerna.
Några av de dinoflagellater som orsakar röda tidvatten kan också avge en blixt av blått ljus när de störs i vattnet, antingen av en kraschande våg eller en kajakpaddel. Ljuset kommer från en självlysande molekyl som heter luciferin.
Luciferinmolekyler dyker upp i många olika varelser. Det är samma molekyl som ger eldflugorna sin lyster.
Övervakning av röda tidvatten nära dig
Nationer behöver ett integrerat havobservationssystem för att övervaka dessa typer av händelser som kan vara dödliga. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) webbplats berättar var de särskilda blommorna finns, och om du vet var de är kan du undvika dessa områden.
"Den röda flodvågen i Florida är en liten mikroskopisk skadlig algblomning som producerar ett riktigt potent neurotoxin", förklarar Dr. Barbara Kirkpatrick, senior forskare vid Mote Marine-laboratoriet. "Strandbesökare andas in det toxinet som faktiskt är en utlösande faktor för astma."
"Vi hade en massiv delfin som dog-off. Manateen, de andas in den är också, och de försvinner så småningom." "Röda slipsar, när de kommer till vårt samhälle, påverkar oss på så många sätt. Ingen ska bli sjuk av en dag på stranden." Lokala livräddare är på sina torn från 10 på morgonen till 5 på eftermiddagen.
När du ser en blomning av rött tidvatten komma in, har den en mörkare nyans till vattnet och ger det en garvaktig nyans till det. "Livräddarna rapporterar om vindhastighet och riktning, irritation i luftvägarna, mängden döda fiskar på stranden", fortsätter Kirkpatrick.
"Detta är subjektiva rapporter. Skulle jag vilja se kvantitativ data istället för kvalitativ data? Ja, absolut." "Om vi hade observerat system som var i våra vatten 24/7 och tittade på mängden toxin som finns både i luften vi andas och i vattnet - potentiellt glidflygplan och eller andra AUV:er som kartlägger blomningen åt oss, så ger det astmatiker huvudena upp.
Därför är behovet av att låta US Integrated Ocean Observing System (IOOS) utvärdera den skadliga algblomningens status nyckeln till att hålla människor friska. Vi övervakar maten och vi tittar på vattnet vi dricker. Varför kunde det inte gå över till att övervaka vår faktiska luftkvalitet, inklusive rödvatten?
