जेव्हा समुद्री बुडबुडे विषारी शैवाल हवेत उडवतात

काही किनाऱ्यांवर हानिकारक शैवाल बहरांसोबत (harmful algal blooms) सार्वजनिक आरोग्याची एक समस्या येते: समुद्राजवळ राहणाऱ्या किंवा काम करणाऱ्या लोकांमध्ये श्वसनमार्गाच्या जळजळीच्या तक्रारी वाढत आहेत. यामागचा एक दोषी म्हणजे Ostreopsis cf. ovata हे सूक्ष्म शैवाल. भूमध्य समुद्राच्या किनाऱ्यांवर त्याचे बहर 20 वर्षांहून अधिक काळ येत आहेत आणि अलीकडे ते अटलांटिक किनाऱ्यावरही स्थिरावले आहे; बिस्केच्या उपसागरात 2021 मध्ये त्याचा पहिला नोंदवलेला उद्रेक झाला. त्याच्या पेशी प्रभावी विषे तयार करतात; ही विषे समुद्राच्या पाण्यात विरघळतात, पण सूर्यप्रकाश आणि जिवाणू त्यांचे लवकरच विघटन करतात.

विरघळलेली विषे हवेत पोहोचतात हे माहीत आहे. पण कण, म्हणजे संपूर्ण पेशी किंवा त्यांचे तुकडे, हेही विषे वाहून नेतात का, हे माहीत नव्हते.

पुळणीवरील हवेत पेशी

जुलै 2025 मधील Ostreopsis बहराच्या काळात, फ्रेंच बास्क किनाऱ्यावरील सेंट-जाँ-द-लूझ येथील एरोमार्डी आणि मायार्को पुळणींवर, पथकाने भरतीच्या वेळी किनाऱ्याच्या रेषेपासून 20 मीटरवर हवेचे नमुना-यंत्र बसवले. नमुने घेण्याच्या तीन दिवसांत त्याने अखंड आणि तुटलेल्या Ostreopsis पेशी सातत्याने पकडल्या. एखादी व्यक्ती तासाला एक घनमीटर हवा श्वासात घेते असे मानले, तर पुळणीवर येणारे लोक, किनारी कामगार आणि रहिवासी तासाला सुमारे वीस पेशींपर्यंत श्वासात घेतात.

फुटणाऱ्या बुडबुड्याचा झोत

समुद्री तुषार (sea spray) हा महासागर आणि वातावरण यांच्यातील मुख्य दुवा आहे. वारा लाटांच्या शिखरांवरून थेंब ओढून नेतो, आणि पृष्ठभागावर फुटणारे बुडबुडे दोन प्रकारचे थेंब बाहेर फेकतात. आधी बुडबुड्यावरचे पातळ आवरण फुटून त्याचे सूक्ष्म थेंब होतात. मग उघडी पोकळी काही मिलिसेकंदांत कोसळते आणि तिच्या तळातून एक वेगवान, पातळ झोत वर उसळतो, ज्याचे मोठे झोत-थेंब (jet drops) होतात.

जिवाणू आणि मायक्रोप्लास्टिक्सवरील प्रयोगांनी दाखवले होते की पहिला झोत-थेंब बऱ्याचदा पाण्यापेक्षा कणांनी समृद्ध असतो — कित्येक शेपट पर्यंत. नेहमीचे स्पष्टीकरण हा पृष्ठभागाचा परिणाम आहे: वर येणारा बुडबुडा आपल्या पृष्ठभागावर कण गोळा करतो. पण सुमारे 35 मायक्रोमीटर व्यासाच्या Ostreopsis इतक्या मोठ्या पेशी 100 ते 800 मायक्रोमीटरच्या थेंबांत कशा पोहोचतात, याचा उलगडा हे स्पष्टीकरण करत नाही.

A: पुळणीवरील हवेचे नमुना-यंत्र. B: समुद्र तुषार निर्माण करतो त्या तीन पद्धती. C: कोसळणारी बुडबुड्याची पोकळी. D: Ostreopsis संवर्धनात तुटणारा झोत (काळे ठिपके म्हणजे पेशी). E: सूक्ष्मदर्शकाखाली पहिला थेंब, ज्यात पोहणाऱ्या अनेक पेशी आहेत. — आकृती 1, Figà Talamanca et al. (2026), arXiv:2610.29719, CC BY 4.0.

एका वेळी एक बुडबुडा

पॅरिसमधील जाँ ल राँ दालांबेर संस्थेतील (सॉर्बोन विद्यापीठ आणि CNRS) एलेत्रा फिगा तालामांका (Elettra Figà Talamanca), ज्युलिएत पिएर (Juliette Pierre) आणि एलेन द मालप्राद (Hélène de Maleprade) यांनी, व्हिलफ्रांश-सूर-मेर आणि फ्लँडर्स सागरी संस्थेतील समुद्रशास्त्रज्ञांसह, शैवाल संवर्धनांमध्ये एकेक बुडबुडा सोडला, लाल प्रकाशात सेकंदाला 40,000 फ्रेमपर्यंत वेगाने झोतांचे चित्रीकरण केले, आणि पहिला थेंब काचेच्या पट्टीवर झेलून सूक्ष्मदर्शकाखाली पेशी मोजल्या.

त्यांचा मुख्य प्रयोगविषय होता एक निरुपद्रवी, चांगला अभ्यासलेला गोड्या पाण्यातील शैवाल, Chlamydomonas reinhardtii, सुमारे 8 मायक्रोमीटर व्यासाचा. त्यांनी बुडबुड्याचा आकार, बुडबुडा ज्या खोलीतून वर येतो ती खोली, आणि शैवालाची संहती चार परिमाण-क्रमांपर्यंत (orders of magnitude) बदलली, आणि मग वेगवेगळ्या आकारांच्या व आकृतिबंधांच्या तीन सागरी प्रजाती जोडल्या.

दोन अवस्था

• पहिला थेंब नेहमी शैवाल पकडतो, शून्यापासून हजार पेशींपर्यंत.
• विरल पाण्यात तो संवर्धनापेक्षा सुमारे दहापट समृद्ध असतो, जे मायक्रोप्लास्टिक्ससाठी मोजलेल्या मूल्याच्या जवळ आहे — हा आकडा नमुना म्हणून वापरलेल्या गोड्या पाण्यातील लहान शैवालावर मिळाला. मोठ्या सागरी प्रजाती, त्यांत Ostreopsis सुद्धा, आधीच गर्दीच्या पाण्यात मोजल्या गेल्या आणि त्यांची समृद्धी सुमारे दहापट कमी आली — सुमारे एक किंवा त्याहून कमी.
• गर्दीच्या पाण्यात, सुमारे प्रति मिलिलिटर 1,00,000 पेशींपासून, समृद्धी — थेंबात पाण्यापेक्षा किती पट जास्त शैवाल आहे ते — झपाट्याने कमी होते — लेखकांच्या मते असे वर्तन यापूर्वी कधीच नोंदवले गेले नव्हते. पेशी जितक्या मोठ्या, तितक्या लवकर हे घडते.
• पोहण्याची काहीच भूमिका नाही: रासायनिकरीत्या स्थिर केलेल्या, निश्चल पेशींनीही तसेच वर्तन केले, आणि त्यांच्या कशाभिकांची (flagella) — पोहण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या चाबकासारख्या दोन शेपट्यांची — लांबी बदलूनही काही बदलले नाही. बुडबुड्याच्या पृष्ठभागाजवळ असणे ही गुरुकिल्ली दिसत नाही.

झोताला मागे टाकणाऱ्या पेशी

झोतातील Ostreopsis च्या अतिवेगवान चित्रफितींनी उत्तर दिले. काही पेशी झोताच्या त्या भागाबाहेरून सुरुवात करतात जो पुढे पहिला थेंब बनणार असतो — आणि तो वेगळा होण्याआधीच त्याला गाठतात. झोताचा गाभा त्याच्या टोकापेक्षा वेगाने वर जातो, कारण गुरुत्व टोकाचा वेग कमी करते; त्यामुळे पेशी वरच्या टोकाला साचतात.

A–B: झोतात मागोवा घेतलेल्या पेशी; लाल मार्ग पहिला थेंब (राखाडी पट्टा) तुटण्यापूर्वी त्यात शिरतात. C: समान परिस्थितीत, मायक्रोप्लास्टिक्स (डावीकडे) शैवालापेक्षा (उजवीकडे) थेंबात कितीतरी अधिक संहत असतात. — आकृती 3, Figà Talamanca et al. (2026), arXiv:2610.29719, CC BY 4.0.

झोताच्या टोकाला या प्रवाहाने भरणारा एक जलाशय मानले तर एक साधा नियम मिळतो. तो कोणताही समायोज्य घटक न वापरता सुमारे 5 पट समृद्धीचे भाकीत करतो — काहीही जुळवून न घेतलेल्या प्रतिकृतीसाठी हा योग्य परिमाण-क्रम आहे, मोजमापांच्या दुप्पटीच्या आत — आणि अतिशय लहान थेंब अत्यंत समृद्ध का असू शकतात, हेही स्पष्ट करतो.

गर्दीच्या पाण्यात थेंब फक्त भरून जातो. पण शैवाल आपल्या शरीरापेक्षा सुमारे दहापट मोठे असल्यासारखे वागते, आणि त्याचे भौतिक कारण अजून अज्ञात आहे. त्याच आकाराचे मायक्रोप्लास्टिक्स असे संपृक्त होत नाहीत: समान परिस्थितीत, मायक्रोप्लास्टिक्ससाठी थेंब पाण्यापेक्षा 3.4 पट समृद्ध होता, पण शैवालासाठी 25 पट विरळ (समृद्धी 0.04).

विषांसाठी कणांचा मार्ग

हा अभ्यास दाखवतो की समुद्री तुषार विषारी Ostreopsis च्या संपूर्ण पेशी हवेत उचलू शकतात — बहराच्या काळात हवेतून पसरणाऱ्या विषारीपणाचा एक संभाव्य कण-मार्ग. विरघळलेल्या विषांमध्ये तो किती भर घालतो, आणि तुषारांच्या इतर प्रकारच्या थेंबांचे काय, हे पुढचे प्रश्न आहेत.