Published September 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Immediate and delayed effects of a heatwave and Prorocentrum lima ((Ehrenberg) Stein 1878) bloom on the toxin accumulation, physiology, and survival of the oyster Magallana gigas (Thunberg, 1793)
Creators
- 1. University of Essex
- 2. University of the Philippines Cebu
- 3. Centre for Environment, Fisheries and Aquaculture Science
Description
Warming could facilitate the intensification of toxic algal blooms, two important stressors for marine organisms that are predicted to co-occur more frequently in the future. We investigated the immediate and delayed effects of a heatwave and a simulated bloom (3 × 106 cells L-1) of the diarrhetic shellfish toxin (DST)-producing benthic dinoflagellate Prorocentrum lima on the survival, physiology (oxygen consumption rate, condition index, immune parameters), and toxin accumulation in the Pacific rock oyster Magallana (Crassostrea) gigas. Oysters exposed to both stressors contained higher mean DST concentrations (mean ± 1 SE: 173.3 ± 19.78 μg kg-1 soft tissue) than those exposed to P. lima bloom alone (120.4 ± 20.90 μg kg-1) and exceeded the maximum permitted levels for human consumption. Exposure to individual stressors and their combination modified the physiology of M. gigas. Oysters exposed to heatwave alone had significantly higher oxygen consumption rates (0.7 ± 0.06 mg O2 h-1 g-1) than the control (0.3 ± 0.06 mg O2 h-1 g-1). However, this was not observed in oysters exposed to both heatwave and P. lima (0.5 ± 0.06 mg O2 h-1 g-1). This alteration of the metabolic response to warming in the presence of P. lima may affect the ability of rock oysters to adapt to environmental stressors (i.e., a heatwave) to ensure survival. Immunomodulation, through changes in total hemocyte count, was observed in oysters exposed to P. lima alone and in combination with warming. Individual stressors and their combination did not influence the condition index, but one mortality was recorded in oysters exposed to both stressors. The findings of this study highlight the vulnerability of rock oysters to the predicted increased frequency of heatwaves and toxic algal blooms, and the increased likelihood of shellfish containing higher than regulatory levels of DST in warming coasts.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن أن يسهل الاحترار تكثيف تكاثر الطحالب السامة، وهما عاملان مهمان من عوامل الإجهاد للكائنات البحرية التي من المتوقع أن تحدث بشكل متكرر في المستقبل. لقد حققنا في الآثار الفورية والمتأخرة لموجة الحر ومحاكاة الإزهار (3 × 106 خلية L -1) لسم المحار الإسهالي (DST) - الذي ينتج السوطيات القاعية Prorocentrum lima على البقاء على قيد الحياة، وعلم وظائف الأعضاء (معدل استهلاك الأكسجين، ومؤشر الحالة، والمعلمات المناعية)، وتراكم السموم في المحار الصخري في المحيط الهادئ Magallana (Crassostrea) gigas. يحتوي المحار المعرض لكل من الضغوطات على تركيزات أعلى لمتوسط التوقيت الصيفي (متوسط ± 1 SE: 173.3 ± 19.78 ميكروغرام كجم -1 من الأنسجة الرخوة) من تلك التي تتعرض لزهرة P. lima وحدها (120.4 ± 20.90 ميكروغرام كجم -1) وتجاوزت المستويات القصوى المسموح بها للاستهلاك البشري. أدى التعرض للضغوطات الفردية ومزيجها إلى تعديل فسيولوجيا M. gigas. كان للمحار المعرض لموجة الحر وحده معدلات استهلاك أكسجين أعلى بكثير (0.7 ± 0.06 مجم من O2 h -1 g -1) من عنصر التحكم (0.3 ± 0.06 مجم من O2 h -1 g -1). ومع ذلك، لم يلاحظ هذا في المحار المعرض لكل من موجة الحر و P. lima (0.5 ± 0.06 mg O2 h -1 g -1). قد يؤثر هذا التغيير في الاستجابة الأيضية للاحترار في وجود P. lima على قدرة المحار الصخري على التكيف مع الضغوطات البيئية (أي موجة الحر) لضمان البقاء على قيد الحياة. لوحظ التعديل المناعي، من خلال التغيرات في إجمالي عدد خلايا الدم، في المحار المعرض لـ P. lima وحده وبالاقتران مع الاحترار. لم تؤثر الضغوطات الفردية ومزيجها على مؤشر الحالة، ولكن تم تسجيل حالة وفاة واحدة في المحار المعرض لكل من الضغوطات. تسلط نتائج هذه الدراسة الضوء على ضعف المحار الصخري أمام التواتر المتزايد المتوقع لموجات الحرارة وتكاثر الطحالب السامة، وزيادة احتمال احتواء المحار على مستويات أعلى من المستويات التنظيمية للتوقيت الصيفي في السواحل الدافئة.Translated Description (French)
Le réchauffement pourrait faciliter l'intensification des proliférations d'algues toxiques, deux facteurs de stress importants pour les organismes marins qui devraient se produire plus fréquemment à l'avenir. Nous avons étudié les effets immédiats et différés d'une vague de chaleur et d'une floraison simulée (3 × 106 cellules L-1) du dinoflagellé benthique Prorocentrum lima produisant la toxine des mollusques diarrhéiques (DST) sur la survie, la physiologie (taux de consommation d'oxygène, indice de condition, paramètres immunitaires) et l'accumulation de toxines dans les gigas de l'huître rocheuse du Pacifique Magallana (Crassostrea). Les huîtres exposées aux deux facteurs de stress contenaient des concentrations moyennes de DST plus élevées (moyenne ± 1 ET : 173,3 ± 19,78 μg kg-1 de tissus mous) que celles exposées à la floraison de P. lima seule (120,4 ± 20,90 μg kg-1) et dépassaient les niveaux maximaux autorisés pour la consommation humaine. L'exposition à des facteurs de stress individuels et leur combinaison ont modifié la physiologie de M. gigas. Les huîtres exposées à la vague de chaleur seule avaient des taux de consommation d'oxygène significativement plus élevés (0,7 ± 0,06 mg O2 h-1 g-1) que le témoin (0,3 ± 0,06 mg O2 h-1 g-1). Cependant, cela n'a pas été observé chez les huîtres exposées à la fois à la vague de chaleur et à P. lima (0,5 ± 0,06 mg O2 h-1 g-1). Cette modification de la réponse métabolique au réchauffement en présence de P. lima peut affecter la capacité des huîtres géantes à s'adapter aux facteurs de stress environnementaux (c.-à-d. une vague de chaleur) pour assurer leur survie. L'immunomodulation, par des changements dans le nombre total d'hémocytes, a été observée chez les huîtres exposées à P. lima seules et en combinaison avec le réchauffement. Les facteurs de stress individuels et leur combinaison n'ont pas influencé l'indice de condition, mais une mortalité a été enregistrée chez les huîtres exposées aux deux facteurs de stress. Les résultats de cette étude mettent en évidence la vulnérabilité des huîtres géantes à la fréquence accrue prévue des vagues de chaleur et des proliférations d'algues toxiques, et la probabilité accrue que les mollusques et crustacés contiennent des niveaux plus élevés que les niveaux réglementaires de DST dans les côtes en réchauffement.Translated Description (Spanish)
El calentamiento podría facilitar la intensificación de las floraciones de algas tóxicas, dos factores estresantes importantes para los organismos marinos que se prevé que ocurran con mayor frecuencia en el futuro. Investigamos los efectos inmediatos y retardados de una ola de calor y una floración simulada (3 × 106 células L-1) de la toxina diarreica de mariscos (DST) que produce el dinoflagelado bentónico Prorocentrum lima sobre la supervivencia, la fisiología (tasa de consumo de oxígeno, índice de condición, parámetros inmunológicos) y la acumulación de toxinas en la ostra de roca del Pacífico Magallana (Crassostrea) gigas. Las ostras expuestas a ambos factores de estrés contenían concentraciones medias de DST más altas (media ± 1 SE: 173,3 ± 19,78 μg kg-1 de tejido blando) que las expuestas a la floración de P. lima sola (120,4 ± 20,90 μg kg-1) y superaron los niveles máximos permitidos para el consumo humano. La exposición a factores estresantes individuales y su combinación modificaron la fisiología de M. gigas. Las ostras expuestas a la ola de calor sola tuvieron tasas de consumo de oxígeno significativamente más altas (0.7 ± 0.06 mg O2 h-1 g-1) que el control (0.3 ± 0.06 mg O2 h-1 g-1). Sin embargo, esto no se observó en ostras expuestas tanto a la ola de calor como a P. lima (0,5 ± 0,06 mg O2 h-1 g-1). Esta alteración de la respuesta metabólica al calentamiento en presencia de P. lima puede afectar la capacidad de las ostras de roca para adaptarse a los factores estresantes ambientales (es decir, una ola de calor) para garantizar la supervivencia. Se observó inmunomodulación, a través de cambios en el recuento total de hemocitos, en ostras expuestas a P. lima solas y en combinación con calentamiento. Los factores estresantes individuales y su combinación no influyeron en el índice de condición, pero se registró una mortalidad en las ostras expuestas a ambos factores estresantes. Los hallazgos de este estudio destacan la vulnerabilidad de las ostras de roca a la mayor frecuencia prevista de olas de calor y floraciones de algas tóxicas, y la mayor probabilidad de que los mariscos contengan niveles más altos que los regulatorios de DST en las costas cálidas.Files
1-s2.0-S0048969723031066-main.pdf.pdf
Files
(1.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a645b89c28f4ff0f891fc9699508c3aa
|
1.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التأثيرات الفورية والمتأخرة لموجة الحر وProrocentrum lima ((Ehrenberg) Stein 1878) على تراكم السموم، وعلم وظائف الأعضاء، وبقاء المحار Magallana gigas (Thunberg، 1793)
- Translated title (French)
- Effets immédiats et différés d'une vague de chaleur et de la floraison de Prorocentrum lima ((Ehrenberg) Stein 1878) sur l'accumulation de toxines, la physiologie et la survie de l'huître Magallana gigas (Thunberg, 1793)
- Translated title (Spanish)
- Efectos inmediatos y retardados de una ola de calor y la floración de Prorocentrum lima ((Ehrenberg) Stein 1878) sobre la acumulación de toxinas, la fisiología y la supervivencia de la ostra Magallana gigas (Thunberg, 1793)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4378697826
- DOI
- 10.1016/j.scitotenv.2023.164485
References
- https://openalex.org/W1612106002
- https://openalex.org/W170475839
- https://openalex.org/W1834502138
- https://openalex.org/W1951724000
- https://openalex.org/W1980583674
- https://openalex.org/W1984606318
- https://openalex.org/W1987070132
- https://openalex.org/W1988345880
- https://openalex.org/W2002249720
- https://openalex.org/W2024773807
- https://openalex.org/W2031845599
- https://openalex.org/W2035303226
- https://openalex.org/W2037439251
- https://openalex.org/W2037837164
- https://openalex.org/W2049377387
- https://openalex.org/W2053884081
- https://openalex.org/W2083267376
- https://openalex.org/W2104032890
- https://openalex.org/W2107461371
- https://openalex.org/W2113658032
- https://openalex.org/W2133524964
- https://openalex.org/W2136923714
- https://openalex.org/W2154237171
- https://openalex.org/W2166273517
- https://openalex.org/W2195352021
- https://openalex.org/W2215056949
- https://openalex.org/W2330554187
- https://openalex.org/W2512831141
- https://openalex.org/W2574674478
- https://openalex.org/W2582743722
- https://openalex.org/W2607720425
- https://openalex.org/W2750779226
- https://openalex.org/W2762580935
- https://openalex.org/W2791300691
- https://openalex.org/W2794624577
- https://openalex.org/W2809475026
- https://openalex.org/W2883500278
- https://openalex.org/W2897119528
- https://openalex.org/W2916672887
- https://openalex.org/W2934598752
- https://openalex.org/W2943541409
- https://openalex.org/W2943916680
- https://openalex.org/W2944557022
- https://openalex.org/W2955957818
- https://openalex.org/W2955995981
- https://openalex.org/W2990304738
- https://openalex.org/W3097499115
- https://openalex.org/W3108853099
- https://openalex.org/W3130480732
- https://openalex.org/W3166886531
- https://openalex.org/W3167674439
- https://openalex.org/W3197550080
- https://openalex.org/W3206101920
- https://openalex.org/W4214765913
- https://openalex.org/W4319778417
- https://openalex.org/W4320033513