science >> Wetenschap >  >> Natuur

Waarom de productie van giftige methylkwik toenam in een estuarium van de Grote Meren

In zoetwatermoerassen van het gebied van de Grote Meren, accumulatie van kwik in planten vormt een groot probleem voor de menselijke gezondheid. In een onderzoek uit 2018 onderzoekers toonden de invloed aan van moerasvegetatie bij het reguleren van kwiktoxiciteit in een estuarium van de Grote Meren. Krediet:US Department of Energy

Bosbranden, kolen gebruik, en andere activiteiten stoten kwik uit. Wetland-microben veranderen het in een neurotoxine. In zoetwatermoerassen van het gebied van de Grote Meren, een team toonde de invloed van wetlandvegetatie bij het reguleren van kwiktoxiciteit. Ze toonden ook aan dat een verhoogde productie van giftig kwik in bepaalde begroeide gebieden wordt geassocieerd met drie factoren:(1) afbraak van opgeloste organische stof, die afkomstig is van ontbindende planten en andere bronnen, (2) een verschuiving in de microbiële gemeenschap naar fermentatieve microben (zoals die worden gebruikt bij het maken van brood), en (3) veranderingen in de microbioomstructuur in de richting van Clostridia-soorten.

Kwik in wetlands wordt giftig methylkwik vanwege een voornamelijk microbieel proces dat bekend staat als kwikmethylering. historisch, Van fermenterende microben werd niet gedacht dat ze dit proces zouden beïnvloeden. Deze studie toont aan dat ze samen met andere factoren doen. De bevindingen bieden inzicht in omstandigheden die leiden tot toxische methylkwikproductie. Dergelijke inzichten kunnen helpen bij het verbeteren van de monitoring op kwikverontreiniging in estuaria (waar het getij de stroom ontmoet) in de Grote Meren.

In dit onderzoek, het team gebruikte anoxische microkosmos met sedimenten uit nearshore-gebieden van de St. Louis River Estuary van Lake Superior. De sedimenten bevatten een erfenis van kwikverontreiniging door scheepvaart en industrie. Het onderzoek van het team onthulde een grotere relatieve capaciteit voor kwikmethylering in begroeide sedimenten in vergelijking met niet-begroeide sedimenten. Echter, ze toonden ook aan dat kwikcycli in voedselarme niet-begroeide sedimenten gevoelig zijn voor input van opgelost organisch materiaal in de vorm van plantenpercolaat. Opgelost organisch materiaal reguleert de productie van methylkwik omdat de chemische interacties de biologische beschikbaarheid van kwik veranderen en de groei van specifieke soorten microbiële gemeenschappen ondersteunen. Met percolaat toegevoegd, deze niet-begroeide microkosmos produceerden aanzienlijk meer methylkwik dan niet-gewijzigde microkosmos. Ook, deze microkosmos vertoonden een duidelijke toename van bacteriële Clostridia-soorten.

Clostridia heeft het genetische potentieel om kwik te methyleren, maar wordt niet beschouwd als een van de primaire microben die verantwoordelijk zijn voor kwiktoxiciteit. Deze microben fermenteren weerbarstige organische stof. Naast hun toegenomen overvloed, een analyse van hun metabolisme suggereerde een toename in fermentatie gerelateerd aan de productie van methylkwik. Metagenomische analyse ondersteunde zowel een toename van Clostridia als fermentatie.