Bakterien produzieren giftige Quecksilberverbindung

Mikroorganismen im antarktischen Eis tragen zur Anreicherung des Schadstoffs in der Umwelt bei

Schadstoff-Reaktor im Eis: Im antarktischen Eis lebende Bakterien können Quecksilber in eine besonders giftige Form umwandeln. Eine Studie zeigt: Die winzigen Organismen sind dazu in der Lage, Methylquecksilber zu produzieren. Damit tragen sie zur Anreicherung des Neurotoxins in der Umwelt bei, wie Forscher im Fachmagazin "Nature Microbiology" berichten. Die Verbindung kann über die marine Nahrungskette auch auf unseren Tellern landen.

Im Inneren antarktischer Eisberge wandeln Bakterien Quecksilber in das bioaktive Methylquecksilber um.

Quecksilberverbindungen sind für Tiere und Menschen hochtoxisch. Reichert sich das Schwermetall in unserem Körper an, kann es die Arbeit der Enzyme blockieren und langfristig zu schweren Vergiftungserscheinungen führen. Umso erschreckender ist, dass Quecksilber immer häufiger in der Umwelt vorkommt. Es wird zwar auch auf natürlichem Weg frei, zum Beispiel bei Vulkanausbrüchen, die Hauptquelle der Kontamination sind aber industrielle Prozesse: Kohleverbrennung, Zementherstellung oder Müllfeuer sind nur einige Beispiele.

Quecksilbersuche im Eis

Das Quecksilber wird in der oberen Atmosphäre in Methylquecksilber umgewandelt, das absinkt und sich in der Nahrungskette anreichern kann. Zum Beispiel versteckt in Speisefischen kann das Neurotoxin auch in bedenklichen Mengen auf unserem Teller landen und ist deshalb für uns besonders gefährlich.

Wissenschaftler um Caitlin Gionfriddo von der University of Melbourne haben nun versucht, besser zu verstehen, wie die giftige Verbindung in marine Ökosysteme und in unser Essen gerät. Die Forscher verbrachten zwei Monate auf dem Eisbrecher "Aurora Australis", um Wasser- und Eisproben in der Antarktis zu sammeln. Diese analysierten sie auf verschiedene Quecksilberverbindungen.

Unerklärliche hohe Konzentration im Eis

Dabei stellten sie fest, dass ein Großteil des Quecksilbers im oberen Ozeanwasser in Form von Methylquecksilber vorliegt. Schnee und Eis enthielten sogar noch mehr dieser Verbindung. Das Erstaunliche dabei: Durch die bereits bekannten Prozesse konnten sich Gionfriddo und ihre Kollegen die vergleichsweise sehr hohen Konzentrationen im Eis nicht vollständig erklären. Das Methylquecksilber konnte nicht ausschließlich aus der Atmosphäre oder dem Ozeanwasser in das Eis gelangt sein.

Wäre es möglich, dass die Verbindung erst im Inneren der gefrorenen Masse selbst entstanden war – und wenn ja, wer war für diese Umwandlung verantwortlich? Auf der Suche nach einer Lösung des Rätsels widmeten sich die Wissenschaftler potenziellen Beteiligten an dieser chemischen Reaktion: kleinen Mikroorganismen, die im antarktischen Eis leben.

Bakterien produzieren giftige Verbindung

DNA-Analysen der winzigen Lebewesen ergaben tatsächlich: Eine bestimmte Gruppe dieser Eisbewohner ist genetisch dazu in der Lage, Quecksilber in das bioaktive Methylquecksilber umzuwandeln. "Unsere Forschung zeigt erstmals, dass Bakterien aus der Gattung Nitrospina im antarktischen Eis Methylquecksilber produzieren können", schreibt das Team zu seinen Ergebnissen.

Demnach gelangt die giftige Verbindung nicht nur aus der oberen Atmosphäre in die Umwelt. Zumindest in der Antarktis tragen auch die Bakterien ihren Teil zur Anreicherung von Methylquecksilber in der marinen Nahrungskette bei. "Uns interessiert nun, ob sie auch eine Rolle für die Methylquecksilber-Produktion in anderen Ozeanen der Welt spielen", so die Forscher. (Nature Microbiology, 2016; doi: 10.1038/nmicrobiol.2016.127)

(University of Melbourne, 03.08.2016 - DAL)