Meeresschwämme können Umweltgift in Fischen verringern
- Bild-Infos
- Download
Natürliche Schutzschilde gegen Quecksilber
Meeresschwämme könnten eine wichtige, bislang unterschätzte Rolle im Kampf gegen die Belastung mariner Nahrungsketten mit Methylquecksilber spielen. Forschende des Helmholtz-Zentrums Hereon haben in einer neuen Modellstudie gezeigt, dass Schwämme die Ausbreitung des Umweltgiftes in Ökosystemen erheblich beeinflussen können. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die besondere Ernährungsweise der Tiere Methylquecksilber reduziert und die Belastung in Fischen senken kann. Die Studie erschien jüngst im Journal Biogeosciences.
Methylquecksilber zählt zu den gefährlichsten Umweltgiften. Als starkes Nervengift reichert es sich entlang der Nahrungskette an und erreicht besonders in Fischen hohe Konzentrationen. Der Schadstoff stellt nicht nur ein Umweltproblem dar, sondern bringt auch Risiken für die menschliche Gesundheit mit sich.
Rätselhaftes Muster bei Schwämmen
Seit Jahren beobachten Forschende ein ungewöhnliches Phänomen: Im Vergleich zu vielen anderen Meerestieren enthalten Schwämme nur geringe Mengen an Methylquecksilber, gleichzeitig aber erhöhte Konzentrationen an anorganischem Quecksilber. Bislang wurde vermutet, dass Mikroorganismen, die in enger Symbiose mit den Schwämmen leben, für diesen Effekt verantwortlich sind. Demnach könnten bestimmte Bakterien das Methylquecksilber aktiv abbauen und damit dessen Anreicherung verhindern. Mithilfe eines neu entwickelten Ökosystem- und Bioakkumulationsmodells konnten die Forschenden nachweisen, dass die Nahrungsaufnahme der Schwämme allein ausreichen könnte, um die beobachteten Muster zu erzeugen.
„Unsere Modellierung zeigt, dass die Ernährungsweise der Schwämme selbst eine plausible Erklärung liefern kann“, sagt David Amptmeijer, Wissenschaftler am Hereon-Institut für Küstensysteme – Analyse und Modellierung und Erstautor der Studie. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir die Funktion von Schwämmen im Schadstoffkreislauf möglicherweise neu bewerten müssen.“
Einfluss auf den Schadstoffkreislauf
Für ihre Untersuchungen nutzte das Forschungsteam das Modell mit Namen GOTM-ECOSMO E2E-MERCY, das unterschiedliche Quecksilberformen sowie ihren Transport durch Nahrungsnetze simuliert. Es geht davon aus, dass Schwämme große Mengen an gelöster organischer Substanz aus dem Wasser aufnehmen. Dieser Prozess führt dazu, dass sie verhältnismäßig mehr anorganisches Quecksilber aufnehmen, während sie gleichzeitig ihre Aufnahme von Methylquecksilber verringern, besonders bei Schwämmen mit einer hohen Häufigkeit mikrobieller Symbionten, also Lebewesen, die mit ihnen in einer engen Gemeinschaft zusammenleben. Allein dieser Mechanismus konnte die in der Natur beobachteten Konzentrationsmuster reproduzieren – auch ohne die Annahme eines aktiven biologischen Abbaus von Methylquecksilber.
Die Erkenntnisse reichen weit über die Schwämme hinaus. Da Schwämme in vielen Ökosystemen am Meeresboden eine Schlüsselrolle spielen und am Beginn wichtiger Nahrungsketten stehen, beeinflussen sie auch die Belastung anderer Organismen. Nach den Forschenden könnte die Ernährungsweise von Schwämmen die Methylquecksilberkonzentrationen in bodennah lebenden Fischarten um über 50 Prozent reduzieren. Schätzungen zufolge verursacht die Belastung mit Methylquecksilber in Europa jährlich volkswirtschaftliche Kosten in Milliardenhöhe. Die Forschenden sehen ihre Ergebnisse als Argument für den Schutz mariner Lebensräume.
Modell für weitere Forschung
Für die Zukunft plant das Team, den bisherigen eindimensionalen Modellansatz zu einem dreidimensionalen Modell weiterzuentwickeln. Dadurch könnten die Auswirkungen von Schwammgemeinschaften unter realistischeren Umweltbedingungen und für größere Meeresgebiete untersucht werden. Gleichzeitig hoffen die Forschenden, dass ihre Ergebnisse neue empirische Studien anregen. Da die Ergebnisse auf einem Modell basieren und eine empirische Bestätigung erfordern, hoffen sie, dass ihre Resultate weitere empirische Untersuchungen zur Rolle von Schwämmen im Kreislauf von Schadstoffen anregen.
Spitzenforschung für eine Welt im Wandel
Das Ziel der Wissenschaft am Helmholtz-Zentrum Hereon ist der Erhalt einer lebenswerten Welt. Dafür erzeugen rund 1000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Wissen und erforschen neue Technologien für mehr Resilienz und Nachhaltigkeit – zum Wohle von Klima, Küste und Mensch. Der Weg von der Idee zur Innovation führt über ein kontinuierliches Wechselspiel zwischen Experimentalstudien, Modellierungen und künstlicher Intelligenz bis hin zu Digitalen Zwillingen, die die vielfältigen Parameter von Klima und Küste oder der Biologie des Menschen im Rechner abbilden. Damit wird interdisziplinär der Bogen vom grundlegenden wissenschaftlichen Verständnis komplexer Systeme hin zu Szenarien und praxisnahen Anwendungen geschlagen. Als aktives Mitglied in nationalen und internationalen Forschungsnetzwerken und im Verbund der Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt das Hereon mit dem Transfer der gewonnenen Expertise Politik, Wirtschaft und Gesellschaft bei der Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft.
Christoph Wöhrle Wissenschaftsredakteur Kommunikation und Medien Tel.: +49 (0)4152 87 – 1648 Mail: presse@hereon.de