Wie sich der Klimawandel auf Quecksilberbelastung und essenzielle Nährstoffsynthese in Algen auswirkt, untersuchte eine Studie am WasserCluster Lunz. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift „Nature – Scientific Reports“, zeigen, dass es bei steigender Temperatur und zunehmendem Eintrag von Bodenmaterial zu einer Erhöhung des neurotoxischen Methylquecksilbers im Plankton (Nahrung für Fische) kommt. Gleichzeitig führt dies aber zu einer Verringerung von wichtigen Nährstoffen in den Algen, wie Omega-3 Fettsäuren.
Szenarien für den Klimawandel sagen einen Anstieg der Wassertemperatur und eine zunehmende Einschwemmung von Bodenmaterial in das Wasser durch vermehrten Starkregen voraus. Zurzeit ist bereits ein signifikanter Anstieg der Menge an terrestrisch gewonnenen gelösten organischen Stoffen (tDOM) eingetreten – welche eine Bräunung der Gewässer zur Folge hat. Die Erwärmung und Bräunung aquatischer Ökosysteme hat erhebliche Auswirkungen sowohl auf die Funktion des Ökosystems, als auch auf die Nahrungsqualität der aquatischen Ressourcen.
Welche Auswirkungen der Klimawandel auf Umweltschadstoffe und Nahrungsbestandteile hat, wurde am WasserCluster Lunz unter der Leitung von Priv.-Doz. Dr. Mag. Martin Kainz, untersucht. Wissenschafter_innen analysierten, wie sich essenzielle Nährstoffe, beispielsweise mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFA), und potenziell toxische Schadstoffe, wie Methylquecksilber (MeHg) bei steigenden Temperaturen und Bräunung verändern.
Insgesamt stieg das Angebot an toxischem Methylquecksilber im Plankton. Der Zugang zu essenziellen Nährstoffen, wie Omega-3 Fettsäuren, die zur Bildung von neuronalem Gewebe wie Gehirn und Augen wesentlich sind, wurde verringert. Das gebräunte sowie erhöhter Temperatur ausgesetzte Wasser wies die höchsten MeHg sowie gelösten organischen Kohlenstoff (DOC) Werte auf. Während die Werte des MeHg im Vergleich zur Kontrollgruppe um 65-70 Prozent höher waren, verringerte sich die Omega-3 und Omega-6 Fettsäuren um fast 50 Prozent. Die Ergebnisse wurden in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift „Nature – Scientific Reports“ veröffentlicht.
Klimawandel beeinflusst Fischwachstum
„Das Überleben von Fischen ist ebenfalls von den essenziellen Nährstoffen sowie der Konzentration von Schadstoffen an der Basis des Nahrungsnetzes abhängig. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die allgemeine Nahrungsqualität an der Basis aquatischer Nahrungsnetze bei fortschreitendem Klimawandel verschlechtert“, erklärt Frau Dr. Pianpian Wu, Post-Doc Studentin am WasserCluster Lunz. Die Arbeit wird durch die Schwedische Universität für Agrarwissenschaften in Uppsala finanziert und im Zuge eines Mesokosmenexperiments in der Arbeitsgruppe LIPTOX am WasserCluster Lunz durchgeführt.
„Besonders besorgniserregend sind die erhöhten Werte des Methylquecksilbers. Das Methylquecksilber ist für Menschen und Tiere giftig. Da es vom Organismus schlecht ausgeschieden werden kann, reichert sich der Stoff im Körper an. Zu hohe Konzentrationen können das zentrale Nervensystem schädigen“, führte der Leiter des Experiments, Martin Kainz, aus.
Versuchsanordnung
Insgesamt wurden 24 Polyethylenbehälter (je 400 Liter) als Versuchsräume (Mesokosmen) für das Experiment verwendet. In sechs Behältern wurden die Temperatur- und Lichtbedingungen der Umgebung nachgeahmt (Kontrollen; C-Behandlung). Bei der zweiten Versuchsreihe wurde die Temperatur um 3 °C über die Umgebungstemperatur erhöht.
Bei der dritten Versuchsreihe wurde eine wöchentliche Bräunungsbehandlung mit einer extrahierten tDOM-Lösung durchgeführt, um die DOC-Konzentration um das Zweifache zu erhöhen. Dies entspricht einem möglichen zukünftigen Szenario von episodischen/saisonalen Nahrungsmitteln mit erhöhtem Eintrag von organischen Verbindungen in Seen.
Die letzte Versuchsreihe kombinierte die Behandlungen. Denn die Auswirkungen der Bräunung und des gleichzeitigen Einflusses steigender Temperaturen auf MeHg und PUFA an der Basis des Nahrungsnetzes sind noch nicht untersucht worden.
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