Kviksølvforurening og dens indvirkning på Amazonas' fugleliv
Kviksølv, det tredjemest giftige metal efter arsenik og bly, fortsætter med at stige i koncentration på grund af menneskerelaterede aktiviteter, hvilket udgør en betydelig trussel mod økosystemer verden over. Tungmetaller har en tendens til at forblive i miljøet, ophobes i dyrevæv, forstærkes gennem fødekæden og forårsage adskillige negative virkninger på menneskers og dyrs sundhed. Småskala-guldminedrift (ASGM) anses for at være en af de største kilder til kviksølvudledning i det vestlige Amazonas, hvor deponering i vandområder er steget betydeligt som følge af ASGM. En forståelse af de genomiske ændringer, som kviksølveksponering medfører, og de evolutionære effekter på populationer og arter over tid, vil hjælpe med at vurdere omkostningerne for dyrelivet og økosystemerne. Det vil også kaste lys over, hvor udsatte menneskelige samfund er for lignende risici. "Ved at identificere de mekanismer, hvormed fugle tilpasser sig langvarig kviksølvforurening, kan vi udvikle strategier til at afbøde virkningerne på fugle, mennesker og andre arter", siger Tali Magory Cohen, der er hovedforsker på projektet AMAZON_MERCURY(opens in new window), som støttes af programmet Marie Skłodowska-Curie-aktiviteterne(opens in new window).
Genomisk sekventering viser en evolutionær reaktion på kviksølv i miljøet
Projektet fokuserede på: fiskeædere, primært isfugle, insektædere, primært den hvidvingede svale, og kornædere, primært den brunstrubede kardinal. Disse arter repræsenterer bedst denne region ved at være relativt talrige og ved deres størrelsesvariation (14-304 g). Magory Cohen, som udførte sin forskning på Center for Evolutionary Hologenomics(opens in new window) på Københavns Universitet med vejledning fra Tom Gilbert(opens in new window), forklarer, at holdet indfangede nogle ekstra arter, hvor det var muligt og i overensstemmelse med tilladelserne. Ved at sekventere fuglenes genom (DNA) og transkriptom (RNA) undersøgte AMAZON_MERCURY forskellige perspektiver af den evolutionære forandring, der finder sted. Som hun påpeger: "Mens genomiske ændringer generelt repræsenterer ændringer, der sker over flere generationer, kan ændringer i transkriptomet måles i det enkelte individ og betragtes som mere umiddelbare." I samarbejde med University of California, Davis(opens in new window), hvor hun blev vejledt af Rachael Bay(opens in new window), målte Magory Cohen kviksølv i både miljømæssige og biologiske prøver. Hun ville undersøge sammenhængen mellem tilgængeligt kviksølv i miljøet og koncentrationer i fuglevæv som blod og fjer. "Vi sammenlignede kviksølvniveauer mellem historiske prøver og nutidige prøver fra fugle fanget i samme region for at forstå den rolle, som nyere ASGM-processer spiller som kilde til kviksølvforurening."
Indvirkning af kviksølv i de ubeskyttede områder i det vestlige Amazonas
Projektet viste, at kviksølvniveauet i søsedimenter var højere i ubeskyttede områder, hvor der blev drevet småskala-guldminedrift. Dette svarede til kendte biokemiske processer for ionisk kviksølvmethylering af sedimentbakterier. Kviksølvniveauet i fugle var betydeligt højere hos fugle fanget i ubeskyttede områder, mens niveauet af stresshormonet kortikosteron var betydeligt lavere hos fugle med højere kviksølvbelastning, hvilket tyder på, at deres helbred er forringet. Magory Cohen identificerede også gener, som aktiveres anderledes hos fugle med høje kviksølvniveauer. Mange af disse gener var forbundet med enzymatisk aktivitet og cellulære funktioner, og nogle var tidligere blevet identificeret i forbindelse med reaktioner på toksicitet. Hun bemærker: "Det tyder på, at en af de mekanismer, der er involveret i at reagere på langvarig kviksølveksponering, er regulering af specifikke genudtryk, hvilket fører til en direkte effekt på individet og muligvis indirekte effekter på fuglebestanden og den samlede biodiversitet." I betragtning af, hvad man ved om kviksølvforstørrelsens karakteristika i fødekæden, var det forudsigeligt, at fiskeædere var mest påvirket af kviksølvforurening i miljøet. De udviste de højeste kviksølvbelastninger i deres væv, de mest markante ændringer i stresshormonniveauer og de mest bemærkelsesværdige forskelle i genekspressionsmønstre sammenlignet med insektædere og kornædere. "Det er vigtigt at erkende, at selv om vi kiggede på fugle, kan indvirkningen på helbredet og de evolutionære konsekvenser også være relevante for mennesker. Vores beviser tyder på, at kviksølvforurening i miljøet er en trussel mod biodiversiteten," forklarer Magory Cohen.
