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In einer kürzlich im Magazin Environmental International veröffentlichten Studie haben Eawag-Forscher einen neuen Ansatz verfolgt, um Vorhersagen darüber zu verbessern, wie sich die Verschmutzung durch chemische Substanzen langfristig auf Tier- und Pflanzenarten auswirkt. Sie haben untersucht, wie verschiedene Fischarten Chemikalien auf natürliche Weise abbauen und ausscheiden – eine Fähigkeit, die darauf hinweisen könnte, welche Arten in verschmutzten Umgebungen am ehesten überleben können.
«Wir haben die Biotransformation untersucht – einen Prozess, den Organismen nutzen, um Chemikalien in Produkte umzuwandeln, die sie ausscheiden können», erklärt Marco Franco, Umwelttoxikologe und Erstautor der Studie. In Zusammenarbeit mit Kolleginnen aus den Bereichen Fischökologie und Umweltchemie der Eawag hat er sich auf Wasser-Ökosysteme konzentriert, die häufig zu Reservoirs für Umweltgifte werden. Das Team untersuchte fünf Fischarten aus verschiedenen Regionen im Verlauf der Aare. «Anstatt herkömmliche Naturschutz-Forschungsmethoden zu verwenden, haben wir untersucht, ob zelluläre Mechanismen, die diese Arten gemeinsam haben, Aufschluss geben, welche empfindlicher gegenüber Verschmutzung sind», so Marco Franco.
Alle fünf Fischarten, die als typische Vertreter der regionalen Wasser-Lebensgemeinschaften ausgewählt wurden, besitzen dieselbe molekulare Ausrüstung zum Chemikalienabbau. Doch die Forschenden entdeckten Unterschiede darin, wie effizient die Arten diese nutzen. Sie fanden die höchste Aktivität beim Sonnenbarsch, ein invasiver Fisch in Schweizer Flüssen. Dies zeichnet ihn, so die Wissenschaftler, als widerstandsfähigsten der analysierten Fische aus.
Das Forschungsteam entdeckte noch auffälligere Unterschiede, je nachdem, aus welchen Regionen die Fische stammten. Exemplare aus landwirtschaftlich strak genutzten Zonen oder solchen mit Industrien, die generell mehr verschmutzt sind, zeigten zwei bis elf Mal mehr chemische Abbauaktivität als solche aus weniger belasteten Gebieten. «Das deutet darauf hin, dass Schadstoffbelastung die Biotransformationsaktivität der Tiere erhöhen kann», so Franco. In Ökosystemen, die aus vielen verschiedenen Arten bestehen, sind solche sensiblen Populationen einem höheren Risiko des Bestandsrückgangs ausgesetzt. Sie frühzeitig zu erkennen kann helfen massgeschneiderte Schutzstrategien zu entwickeln.
Über den Naturschutz hinaus könnten die Studienergebnisse auch Möglichkeiten eröffnen, um die Risikobewertung neuer Chemikalien im Zulassungsprozess zu verbessern. Aktuell stützen sich Sicherheitsüberlegungen stark auf Daten von Labortieren, den «Modelltierarten». Doch diese widerspiegeln nicht unbedingt die Sensitivität von Wildtieren. «Unsere Vorgehensweise verknüpft biochemische Daten mit ökosystemweiten Vorhersagen. Das bedeutet, dass wir durch die Messung der Biotransformationsaktivität einer Wildart und den Vergleich mit den Modelldaten bestimmen können, ob eine Chemikalie für Tiere in ihrer natürlichen Umgebung tatsächlich mehr oder weniger schädlich ist», ist Franco überzeugt. Dies könnte es ermöglichen, reale ökologische Informationen in regulatorische Entscheidungen einzubeziehen.
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