Ртуть, вивантажена у шерсті тюленів північних слонів, впливає на прибережну морську воду, що оточує лежбище PNAS
Відредаговано Франсуа М. М. Морелем, Прінстонський університет, Прінстон, Нью-Джерсі, та затверджено 4 серпня 2015 р. (Надійшло на огляд 2 квітня 2015 р.)
Значимість
Ртуть - потужний нейротоксин, який накопичується в харчових мережах, створюючи глобальну загрозу здоров’ю навколишнього середовища. Морські ссавці - поширені сторожові види для вивчення забруднення моря; однак, їх потенційна роль переносників забруднюючих речовин для місцевих екосистем рідко розглядається. Кількісно визначивши концентрацію та хімічну форму ртуті в морській воді, ураженій колонізацією північного слонського тюленя (Mirounga angustirostris), ми показали тут, що поведінкова екологія морських ссавців може суттєво вплинути на кругообіг прибережної ртуті. Підвищений рівень метилртуті (MeHg) у морській воді, що прилягає до лежбища під час сезону линьки, може стати біодоступним до нижчих трофічних рівнів, що вказує на те, що великі скупчення морських ссавців є важливим джерелом MeHg для прибережних харчових ланцюгів та прибережного морського рибальства, тим самим загрожуючи здоров'ю екосистеми.
Анотація
Метилртуть (MeHg) є потужним нейротоксином, який біомагніфікується приблизно у 1–10 мільйонів разів у водних хижих тварин, таких як тюлень північного слона (Mirounga angustirostris), екскременти якого та розплавлений пелаж, у свою чергу, є джерелом забруднення навколишнім середовищем база морських харчових ланцюгів. Потенціал цього забруднення зверху вниз найбільший у прибережних районах з продуктивними морськими екосистемами, які забезпечують ідеальне середовище існування для великих колоній морських ссавців, які можуть нараховувати тисячі. Про таку переробку MeHg було засвідчено порівнянням концентрацій загальної ртуті (HgT) та MeHg у морській воді та HgT у виплавленому пелазі M. angustirostris, у ландшафті державного заповідника Аньо Нуево із концентраціями на сусідніх прибережних ділянках у Центральній Каліфорнії. Концентрації MeHg у морській воді навколо лежбища (в середньому = 2,5 пМ) були помітно вищими, ніж у прибережних місцях порівняння (в середньому = 0,30 пМ), і досягали 9,5 пМ під час сезону линьки M. angustirostris. Як наслідок, екскременти та линьки з цієї колонії морських ссавців та, мабуть, інших популяцій морських хижаків, є основним джерелом MeHg в основі місцевого морського харчового ланцюга.
Антропогенні викиди збільшили відкладення глобальної атмосферної ртуті (Hg) в океанах у три-п’ять разів з доіндустріальних часів (1, 2). Хоча понад 95% промислових та природних ресурсів є неорганічними формами Hg [наприклад, Hg (0) та Hg (II)], невелика частка неорганічного Hg перетворюється за допомогою мікробної активності в метилртуть (MeHg), органічний нейротоксин, який легко накопичується в морських організмах і біоумножується в харчових ланцюгах (3 ⇓ –5). Як результат, концентрація MeHg у високотрофічних хижаків (тобто рибоїдних риб, птахів та морських ссавців) може досягати рівнів, які є для них фізіологічно шкідливими та становлять загрозу здоров'ю людини (6, 7).
Приморські місця відбору проб морської води. (A) Місце розташування Аньо Нуево та місця порівняння вздовж узбережжя Центральної Каліфорнії. (B) Детальна карта, що відображає станції відбору проб на південному кінці материкової плотви Ано Нуево під час сезону линьки тюленів північних слонів (M1 – M6) та сезону розмноження 2013 (B1 – B6), а також пляж Коув-Біч Аньо Місце відбору проб у Державному заповіднику Нуево.
Метою цього дослідження було перевірити фундаментальну гіпотезу забруднення Hg зверху вниз, порівнюючи загальні концентрації Hg (HgT) і MeHg у прибережній морській воді на материковій північній ландшафті тюленів слонів на пляжі Año Nuevo South та морській воді з місць порівняння, які не уражені великими популяціями морських ссавців (рис. 1). Окрім цього, линяний пелаж північного слона аналізували на вміст HgT, щоб визначити, чи представляє відшарований шкірний покрив потенційне джерело Hg для місцевої екосистеми.
Результати
Ми не виявили помітно підвищених концентрацій морської води HgT в Аньо Нуево (проби у травні 2012 р. Та лютому 2013 р.) Порівняно з прилеглими прибережними ділянками, в яких не було великих популяцій морських ссавців (вибірки зроблені у квітні 2012 р .; Таблиця 1 та Рис. 2B). Загальна концентрація ртуті у поверхневій морській воді, зібраній із звукового кінця материкової гніздової плоти Аньо Нуево, куди вивозили більшість тюленів північних слонів, становила від 3,1 до 34,0 мкм і була порівнянна в сезони розмноження та линьки (рис. 2Б). . Цей діапазон був подібний до концентрацій, що спостерігались у місцях порівняння (9,2–41,7 мкм), де найвище значення HgT було у річки Сан-Лоренцо, яка проходить через місто Санта-Крус.
Концентрація HgT та MeHg у нефільтрованій прибережній морській воді та в литому пелажі північного слона