Marine harmful algal blooms and phycotoxins of concern to Canada

• Main Authors: Bates, Stephen S., Beach, Daniel G., Comeau, Luc. A., Haigh, Nicola, Lewis, Nancy I., Locke, Andrea, Martin, Jennifer L., McCarron, Pearse, McKenzie, Cynthia H., Michel, Christine, Miles, Christopher O., Poulin, Michel, Quilliam, Michael A., Rourke, Wade A., Scarratt, Michael G., Starr, Michel, Wells, Terri, Fisheries and Oceans Canada
• Format: Report
• Language: English
• Published: Fisheries and Oceans Canada 2020
• Subjects: algal blooms; Arctic; Canada; Découverte; Climate change; Human health; Phytoplankton
• Online Access: https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/ft/?id=2f4fb0c7-53a3-41f3-a5d0-857a08a43b6d; https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/object/?id=2f4fb0c7-53a3-41f3-a5d0-857a08a43b6d; https://nrc-publications.canada.ca/fra/voir/objet/?id=2f4fb0c7-53a3-41f3-a5d0-857a08a43b6d

In Canada, reports of marine harmful algal blooms (HABs) have increased over the past few decades. HABs are caused by the growth of certain phytoplankton that produce phycotoxins or otherwise cause harm. Phycotoxins are problematic to human health, and their cumulative effects are stressors to marine ecosystems by causing the mortality of marine fish, birds and mammals, including species designated at risk. Paralytic Shellfish Poisoning (caused by saxitoxin group toxins produced by Alexandrium spp.) has been problematic for years on both the east and west Canadian coasts. Amnesic Shellfish Poisoning (caused by domoic acid produced by Pseudo-nitzschia spp.) was identified for the first time worldwide following consumption of blue mussels from eastern Canada in 1987. Domoic acid has since also been found on the west coast. Diarrhetic Shellfish Poisoning (caused by okadaic acid group toxins produced by Dinophysis spp. and Prorocentrum spp.) was first recognized as a hazard in eastern Canadian waters in 1990, and these phycotoxins have since been found on both the east and west Canadian coasts. Other phycotoxins that may cause harm to human health in Canada include pectenotoxins, yessotoxins, azaspiracids, and cyclic imine group toxins (spirolide toxins, pinnatoxins, and gymnodimines). Multiple harmful algal species have been associated with fish-killing blooms on both east and west Canadian coasts. The range of exotic toxic/harmful algae is expanding in Canadian waters due in part to introductions from ships’ ballast water and climate change. The detection of domoic acid and the discovery of several toxigenic diatoms and dinoflagellates in the Canadian Arctic is of increasing concern because of the limited knowledge of HABs in this region. Canada’s experience in dealing with toxic events resulted in research and monitoring programs designed to understand HABs and to assist the fishing and aquaculture industries. In spite of decreases in research and phytoplankton monitoring efforts, consumers of molluscan shellfish are still protected by phycotoxin monitoring, which is conducted by the Canadian Food Inspection Agency. Novel phycotoxins and toxic algae will continue to be discovered. Continued vigilance and the maintenance of an effective capacity to manage developing problems via strategic research programs is essential. This document reviews Canadian marine HABs and phycotoxins up to late 2018, and provides a foundation for any future research in this area. Au Canada, les observations d’efflorescences algales nuisibles marines (dorénavant identifiées par l’acronyme anglophone HABs) ont augmenté au cours des dernières décennies. Les HABs sont causées par la croissance de certaines espèces de phytoplancton producteur de phycotoxines ou deviennent simplement une nuisance. Les phycotoxines représentent un enjeu pour la santé humaine et leurs effets cumulatifs agissent comme agents stressants pour les écosystèmes marins en provoquant la mortalité de poissons, oiseaux et mammifères marins, incluant les espèces désignées en péril. L’intoxication paralysante par les mollusques (IPM), causée par les toxines du groupe des saxitoxines produites par Alexandrium spp., est depuis longtemps un problème le long des côtes est et ouest canadiennes. L’intoxication amnésique par les mollusques (AIM), causée par l’acide domoïque produit par Pseudo-nitzschia spp., a été rapportée pour la première fois dans le monde suite à la consommation de moules bleues provenant de l’est du Canada en 1987. Depuis, l’acide domoïque fut aussi détecté sur la côte ouest. L’intoxication diarrhéique par les mollusques (IDM), causée par les toxines du groupe de l’acide okadaïque produites par Dinophysis spp. et Prorocentrum spp., a été reconnue pour la première fois comme étant un problème dans les eaux de l’est du Canada en 1990, et ces toxines ont depuis été trouvées le long des côtes est et ouest canadiennes. D’autres phycotoxines pouvant être nuisibles à la santé humaine au Canada incluent les pecténotoxines, yessotoxines, azaspiracides, ainsi que les toxines du groupe des imines cycliques (toxines spirolides, pinnatoxines et gymnodimines). Plusieurs espèces d’algues nuisibles ont été associées à des mortalités massives de poissons le long des côtes est et ouest canadiennes. L’étendue d’algues exotiques toxiques/nuisibles augmente dans les eaux canadiennes en raison des introductions par les eaux de ballast des navires ainsi qu’aux changements climatiques. La détection d’acide domoïque et la découverte de plusieurs diatomées et dinoflagellés toxinogènes dans l’Arctique canadien sont d’intérêt croissant en raison d’une connaissance limitée sur les HABs de cette région. L’expérience du Canada à faire face aux événements d’algues toxiques a résulté à l’établissement de programmes de monitorage et de recherches destinés à comprendre les HABs ainsi que porter assistance aux industries des pêches et de l’aquaculture. Malgré une diminution des efforts de recherche et de surveillance du phytoplancton, les consommateurs de mollusques sont toujours protégés par un monitorage des phycotoxines, qui est mené par l’Agence canadienne d’inspection des aliments. Cependant, de nouvelles algues toxiques et leurs phycotoxines continueront d’être découvertes. Une vigilance soutenue et le maintien d’une capacité efficace de gestion rapide des problèmes futurs via l’utilisation de programmes de recherche stratégiques sont essentiels. Ce document se veut une revue des événements canadiens d’algues marines nuisibles et des phycotoxines jusqu’à la fin 2018 et fournit une base pour toute recherche future dans ce domaine. Peer reviewed: Yes NRC publication: Yes