Forskare har arbetat med att spåra och studera flytande sargassum, ett produktivt tång som svämmar över karibiska och västafrikanska kustlinjer och orsakar miljömässiga och ekonomiska skador. Studien, "Changes in holopelagic Sargassum spp. biomasskomposition under ett ovanligt år", publiceras i PNAS .
Den strandade tången blockerar fiskebåtar; hotar turismen; stör sköldpaddans häckningsplatser, rev och mangroveskog och släpper ut giftig gas, vilket påverkar människors hälsa och skadar elektrisk utrustning.
Först rapporterades av Christopher Columbus på 1400-talet, flytande mattor av sargassum har länge funnits i Nordatlanten. Men sedan 2011 har en flytande befolkning etablerat sig mellan Västafrika och Sydamerika och ökat i storlek för att bilda "det stora atlantiska sargassumbältet" - en 9 000 km lång makroalgblomning, synlig från rymden och beräknad väga 35 miljoner ton.
De massiva blomningarna av sargassum tros bero på näringsföroreningar och uppvärmning av hav, och stora mängder av tången hamnar på deponi varje år.
Forskargruppen, från universiteten i York och Southampton, tillsammans med kollegor från University of the West Indies i Jamaica och Barbados, satte sig för att lära sig mer om sargassums biomassasammansättning för att frigöra dess potential att användas för att producera hållbara produkter.
Även om tången är en riklig biomassa, är dess möjliga användningsområden begränsad på grund av dess höga arsenikhalt.
Första författaren till studien Dr. Carla Machado, en forskarassistent vid Institutionen för biologi, sa:"De små mängder sargassum som brukade skölja iland i Karibien gav en livsmiljö för sköldpaddor, krabbor och fiskar och bidrog till strandbildning som den bröts ner, men det senaste decenniets enorma sargassumblomningar är ett globalt problem som kommer att fortsätta att växa och ha stor inverkan i de drabbade länderna.
"Detta forskningsprojekt har samlat internationella forskare som specialiserat sig på biomassasammansättning och satellitbilder för att spåra, prova och studera sargassum, vilket ger avgörande ny kunskap om denna föga förstådda makroalg."
För att en biomassa ska kunna utnyttjas måste den vara konsekvent i sin sammansättning; detta säkerställer att den kan bearbetas effektivt och bete sig förutsägbart under produktionen.
Resultaten av studien visade att den biokemiska sammansättningen av sargassum totalt sett är konsekvent under hela året. Forskarna testade olika bearbetningsmetoder för tången, inklusive skuggatorkning eller frysning, och fann att proteinhalten i tången förblev detsamma. Men bearbetningsmetoden påverkade nivåerna av andra komponenter som alginat, som kan bearbetas för många applikationer, inklusive biomaterial.
Forskarna samlade in prover av sargassum på Jamaica under hela 2021, vilket sammanföll med La Soufrières utbrott i april 2021 på den karibiska ön Saint Vincent.
Med hjälp av driftmönster beräknade författarna att sargassumproverna som de samlade in i augusti 2021 skulle ha tillbringat cirka 50 dagar utsatta för aska från utbrottet.
De fann att tång som sannolikt hade varit i kontakt med vulkanaska innehöll mindre arsenik, men hade samlat på sig andra grundämnen inklusive nickel och zink.
Huvudförfattaren till studien, Dr. Thierry Tonon från Institutionen för biologi vid University of York sa:"Att förstå sargassums svar på miljöförhållanden är avgörande för att låsa upp dess biologi och potentiella värde.
"Med det stora sargassumbältet som också tar emot ytterligare näringsämnen från Sahara-damm som blåser över Atlanten, ser enorma mängder av tång som sköljer upp på kustlinjerna ut att bli det nya normala."
Det finns mycket mer arbete att göra för att öka förståelsen om sargassum och hur det kommer att bete sig under de kommande åren, säger forskarna. Detta kommer att tillhandahålla en mängd bevis som skulle kunna informera ett internationellt svar på de problem det innebär för människor och miljö och förvandla det till något användbart.
Professor Robert Marsh från University of Southampton sa:"Sargassumen som strandade runt Jamaica på sensommaren 2021 bar tydliga spår av den vulkaniska askan som satte sig på den ungefär fyra månader tidigare, strax öster om St Vincent; denna roman "vulkanisk tag" bekräftade att sargassum anländer varje sommar till Jamaicanska stränder efter en månader lång resa drivande med strömmar från den centrala tropiska Atlanten."
Professor Hazel A. Oxenford från University of the West Indies sa:"Vulkanaska som samlades in i min trädgård från utbrottet i St Vincent användes för att bestämma dess kemiska signatur. Att kunna upptäcka dessa komponenter i sargassum efter att den färdats mer än 1 700 km tvärsöver Karibien till Jamaica var spännande. Det bekräftade vår förutspådda transportväg för sargassum, visade att tången lever i minst fyra månader och visar den marina förbindelsen över hela regionen."
Professor Mona Webber från University of the West Indies tillade, "Det är mycket viktigt för de karibiska öarna som drabbas av sargassum-översvämningen att kunna dra nytta av dess valorisering. Att förstå hur sargassumen vi samlar in på Jamaica har förändrats på vägen till våra kuster. och faktorer som kan påverka särskilt arsenikhalten, kommer att driva oss mot säker användning av algbiomassan."
Studien genomfördes i samarbete mellan universiteten i York, Southampton och Västindien.
Mer information: Thierry Tonon et al, Changes in holopelagic Sargassum spp. biomassans sammansättning under ett ovanligt år, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2312173121. doi.org/10.1073/pnas.2312173121
Journalinformation: Proceedings of the National Academy of Sciences
Tillhandahålls av University of York
