Der Klimawandel wahrscheinlich zur Erhöhung der menschlichen Exposition gegenüber toxischen methylquecksilber: Umwelt-Faktoren, wie steigende Wassertemperaturen und der überfischung, Ebenen der Auswirkungen von Quecksilber in Fisch

Fügen Sie ein weiteres Element, um die ständig wachsende Liste der gefährlichen Auswirkungen des globalen Klimawandels: Erwärmung der Ozeane führt zu einer Erhöhung der schädlichen neurotoxicant methylquecksilber in beliebter Fisch, darunter Kabeljau, den Atlantischen blauflossen-Thunfisch und Schwertfisch, entsprechend der Forschung, geführt von der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) und der Harvard T. H. Chan School of Public Health (HSPH).

Forscher entwickelten ein first-of-its-Kind, umfassendes Modell, das simuliert, wie die ökologischen Faktoren, einschließlich steigende Meerestemperaturen und die überfischung, Ebenen der Auswirkungen von methylquecksilber in Fischen. Die Forscher fanden, dass, während die Verordnung von Quecksilber-Emissionen erfolgreich reduziert methylquecksilber Ebenen in Fisch, zunehmende Temperaturen fahren die Ebenen zurück und spielen eine wichtige Rolle in der methylquecksilber Ebenen des marinen Lebens in der Zukunft.

Die Forschung wird veröffentlicht in der Natur.

„Diese Forschung stellt einen wichtigen Fortschritt im Verständnis, wie und warum ocean Raubfische, wie Thunfisch und Schwertfisch, häufen Quecksilber,“ sagte Elsie Sunderland, das Gordon-McKay-Professor für Umwelt-Chemie an der SEE und HSPH, und senior-Autor des Papiers.

„In der Lage, vorherzusagen, die Zukunft der Quecksilberbelastung in Fisch ist der Heilige Gral der Quecksilber-Forschung,“ sagte Amina Schartup, ehemaliger wissenschaftlicher Mitarbeiter an der SEE und HSPH und ersten Autor des Papiers. „Diese Frage ist so schwierig zu beantworten, denn bisher haben wir uns nicht gut verstehen, warum methylquecksilber Ebenen waren so hoch in der großen Fische.“

Es ist schon lange verstanden, dass methylquecksilber, eine Art von organischem Quecksilber, bioaccumulates in nahrungsnetze, Bedeutung von Organismen an der Spitze der Nahrungskette sind, haben höhere Ebenen von methylquecksilber als die an der Unterseite. Um aber zu verstehen, alle Faktoren, die Einfluss auf den Prozess, müssen Sie verstehen, wie Fische Leben.

Wenn Sie ‚ ve jemals besaß einen Goldfisch, wissen Sie, dass Fisch so ziemlich zwei Dinge: Essen und schwimmen. Was Sie Essen, wie viel Sie Essen und wie viel Sie schwimmen alle beeinflussen, wie viel methylquecksilber Fische sammeln sich in der wildnis.

Beginnen wir mit dem, was Fische Essen.

Die Forscher sammelten und analysierten 30 Jahren von ökologischen Daten aus dem Golf von Maine, einschließlich einer umfangreichen Analyse des Mageninhalts von zwei marinen Raubtiere, Atlantik Kabeljau und stacheligen Dornhai aus den 1970er bis 2000er Jahren.

Die Forscher fanden heraus, dass methylquecksilber Ebenen in cod 6 zu 20 Prozent weniger im Jahr 1970, als Sie waren im Jahr 2000. Stachelig Dornhai, jedoch hatten Stufen 33 bis 61 Prozent im Jahr 1970 im Vergleich zu 2000 trotz Leben in der gleichen ökosystem und besetzen eine ähnliche Stelle in der Nahrungskette. Was ist der Grund für diese Unterschiede?

In den 1970er Jahren, der Golf von Maine erlebte einen dramatischen Verlust in Hering Bevölkerung aufgrund der überfischung. Sowohl cod und stacheligen Dornhai, Hering Essen. Ohne Sie, jeder wandte sich an einen anderen ersetzen. Kabeljau aß andere kleine Fische wie shads und Sardinen, die sind niedrig in methylquecksilber. Stachelig Dornhai, jedoch ersetzt Hering mit höheren methylquecksilber Lebensmittel wie Kalmare und andere Kopffüßer.

Wenn der Hering, der Bevölkerung prallte zurück im Jahr 2000, cod rückgängig gemacht auf eine Ernährung, die höher in methylquecksilber, während die stacheligen Dornhai wieder eine Diät niedriger in methylquecksilber.

Es ist ein weiterer Faktor, der Auswirkungen, welche Fische Essen: Mund auf Größe.

Im Gegensatz zum Menschen, der Fisch kann nicht kauen-so die meisten Fische können nur Essen, was passt in Ihren Mund ganze. Es gibt jedoch ein paar Ausnahmen. Schwertfisch, zum Beispiel, nutzen Sie deren ordentliche Rechnungen zu klopfen, große Beute, so dass Sie Essen können, ohne Widerstand. Kopffüßer fangen die Beute mit Ihren Tentakeln und verwenden Sie Ihren scharfen Schnäbeln zu zerreißen Bissen.

„Es war schon immer ein problem der Modellierung von methylquecksilber Ebenen in Organismen wie Tintenfisch und Schwertfisch, weil Sie nicht Folgen typische Bioakkumulation Muster, basierend auf Ihre Größe“, sagte Sunderland. „Ihre einzigartige Fütterung Muster bedeutet, Sie können Essen, größere Beute, was bedeutet, dass Sie Essen die Dinge, die bioaccumulated mehr methylquecksilber. Wir konnten darstellen, dass in unserem Modell.“

Was aber Fisch Essen ist nicht die einzige Sache, die Auswirkungen Ihrer methylquecksilber Ebenen.

Wenn Schartup war die Entwicklung des Modells, Sie hatte Schwierigkeiten Buchhaltung für das methylquecksilber Ebenen in Thun, die zu den höchsten aller marine Fische. Seinen Platz an der Spitze der Nahrungskette-Konten für einen Teil, aber nicht vollständig erklären, wie hoch Ihre Ebenen sind. Schartup gelöst, dass mystery mit inspiration aus einer unwahrscheinlichen Quelle: Schwimmer Michael Phelps.

„Ich war gerade die Olympischen Spiele und die TV-Kommentatoren Sprachen darüber, wie Michael Phelps 12.000 Kalorien verbraucht pro Tag, während die Konkurrenz,“ Schartup erinnerte. „Ich dachte, das ist sechs mal mehr Kalorien als ich verbrauchen. Wenn wir Fische waren, er würde ausgesetzt werden sechs mal mehr methylquecksilber als ich.“

Wie es sich herausstellt, high-speed-Jäger und wanderfische verwenden viel mehr Energie als Aasfresser und andere Fische, die erfordert, Sie mehr Kalorien verbrauchen.

„Diese Michael Phelps-Stil Fisch Essen viel mehr für Ihre Größe aber, weil Sie schwimmen so viel, Sie haben keine kompensatorische Wachstum, das schwächt Ihren Körper belasten. So können Sie Modell, das als eine Funktion,“ sagte Schartup.

Ein weiterer Faktor, der ins Spiel kommt, ist Wasser-Temperatur; als Wasser wärmer, die Fische verbrauchen mehr Energie, um zu schwimmen, erfordert mehr Kalorien.

Der Golf von Maine ist einer der schnellsten Erwärmung der Gewässer in der Welt. Die Forscher fanden heraus, dass zwischen 2012 und 2017, methylquecksilber Ebenen in der Atlantischen blauflossen-Thunfisch erhöhte sich um 3,5 Prozent pro Jahr-und das trotz Verringerung der Emissionen von Quecksilber.

Basierend auf Ihrem Modell, die Forscher prognostizieren, dass ein Anstieg von 1 Grad Celsius in der Wassertemperatur relativ zum Jahr 2000 führen würde, zu einer 32-Prozent-Zunahme in methylquecksilber Ebenen in cod und ein 70-Prozent-Zunahme der stacheligen Dornhai.

Das Modell erlaubt es den Forschern die Simulation unterschiedlicher Szenarien auf einmal. Zum Beispiel:

Eine 1-Grad-Erhöhung in Meerwasser-Temperatur und eine 20-prozentige Rückgang der Quecksilber-Emissionen entstehen, erhöht sich in methylquecksilber Ebenen von 10 Prozent bei Kabeljau und 20 Prozent Niveaus in stacheligen Dornhai.

Eine 1-Grad-Anstieg der Wassertemperatur und zu einem Zusammenbruch in der Hering, der Bevölkerung führen eine 10-Prozent-Abnahme in methylquecksilber Ebenen in cod und ein 70-Prozent-Zunahme der stacheligen Dornhai.

Eine 20-prozentige Rückgang der Emissionen, keine änderung im Meerwasser temps, sinkt methylquecksilber Ebenen sowohl cod und stacheligen Dornhai von 20 Prozent.

„Dieses Modell ermöglicht es uns, zu betrachten, alle diese unterschiedlichen Parameter zur gleichen Zeit, gerade wie es in der realen Welt geschieht“, sagte Schartup.

„Wir haben gezeigt, dass die Vorteile der Reduzierung von Quecksilber-Emissionen hält, unabhängig davon, was sonst geschieht im ökosystem. Aber wenn wir wollen, dass weiterhin der trend der Verringerung der methylquecksilber-Exposition in die Zukunft, brauchen wir eine zwei-Säulen-Ansatz“, sagte Sunderland. „Klimawandels verschärfen die Exposition des Menschen gegenüber methylquecksilber durch Meeresfrüchte, so zum Schutz der ökosysteme und der menschlichen Gesundheit, müssen wir die Regeln beide Quecksilber-Emissionen und Treibhausgasen.“