Klimaatverandering kan de verspreiding van neurotoxines in de oceanen vergroten

Klimaatgedreven zuurstofverlies in de Zwarte Zee duizenden jaren geleden heeft de uitbreiding van micro-organismen veroorzaakt die in staat zijn om de krachtige neurotoxine methylkwik te produceren. Dit blijkt uit een nieuwe studie, geleid door Eric Capo van de Umeå Universiteit, die suggereert dat soortgelijke processen ook vandaag de dag in de opwarmende oceanen kunnen optreden.

Methylkwik is een uiterst giftige stof die zich ophoopt in vis en zeevruchten, wat ernstige gezondheidsrisico’s voor mensen met zich meebrengt. Het wordt gevormd wanneer bepaalde microben anorganisch kwik omzetten onder omstandigheden met een laag zuurstofgehalte. Tegenwoordig veroorzaakt klimaatverandering een uitbreiding van dergelijke zuurstofarme gebieden in kustmariene omgevingen, waaronder delen van de Oostzee. Warmer en stagnanter water mengt minder efficiënt, en toegenomen algenbloei draagt bij aan het zuurstofverlies in diepere lagen, waardoor ideale omstandigheden voor deze microben ontstaan.

Sporen van oude microben

Door DNA uit sedimenten van de Zwarte Zee te analyseren die zich over de afgelopen 13.500 jaar uitstrekken, hebben onderzoekers genen (hgcA) ontdekt die geassocieerd zijn met micro-organismen die methylkwik produceren. De hoogste abundantie vond plaats tijdens de warme en vochtige periode van ongeveer 9.000 tot 5.500 jaar geleden, toen de zuurstofniveaus in het water aanzienlijk daalden—een situatie die lijkt op de huidige trends die in moderne zeeën en kustgebieden worden waargenomen.

“Onze bevindingen tonen aan dat klimaatopwarming en zuurstofverlies op zichzelf—zonder industriële kwikvervuiling—hotspots voor methylkwikproductie kunnen creëren,” zegt Capo, assistent-professor aan de afdeling Ecologie en Milieuwetenschappen aan de Umeå Universiteit en hoofdauteur van de studie. “Dit roept ernstige zorgen op voor de toekomst, aangezien de uitbreiding van zuurstoftekorten de menselijke blootstelling aan deze neurotoxine via de consumptie van zeevruchten kan verhogen,” voegt Meifang Zhong, eerste auteur van de studie en doctoraatsstudent in Capo’s onderzoeksgroep, eraan toe.

Zuurstofverlies en kwikvervuiling

In de studie vergeleken de onderzoekers het microbiele signaal uit oude sedimenten met dat van de huidige waterkolom en vonden zowel overeenkomsten als opvallende verschillen. Terwijl moderne kwik-methylating microben in de Zwarte Zee beïnvloed worden door industriële kwikvervuiling en eutrofiëring, werden die duizenden jaren geleden voornamelijk aangedreven door klimaatgedreven zuurstofverlies en de accumulatie van organisch materiaal.

De resultaten benadrukken het belang van het beschouwen van zowel historische als hedendaagse microbiele reacties op milieuveranderingen. Door de studie van oude microbiale DNA tonen de onderzoekers aan hoe klimaatgedreven deoxygenatie de risico’s van methylkwikverontreiniging in mariene ecosystemen heeft gevormd—en zal blijven vormen.