Isbjørnene befinner seg på toppen av næringskjeden. Derfor akkumulerer de store mengder kvikksølv. Nå viser ny forskning at bakterier nøytraliserer en del av dette kvikksølvet.  (Foto: Microstock)
Isbjørnene befinner seg på toppen av næringskjeden. Derfor akkumulerer de store mengder kvikksølv. Nå viser ny forskning at bakterier nøytraliserer en del av dette kvikksølvet. (Foto: Microstock)

Bakterier beskytter isbjørnen mot kvikksølv

Bakterier kan gjøre kvikksølv mindre skadelig. Dermed beskytter de blant annet isbjørn og sel. 

Publisert

Arktis er endestasjonen for mange giftige kjemikalier. Det gjelder en betydelig del av de 7500 tonnene kvikksølv vi mennesker slipper ut hvert år.

Når kvikksølv blir tatt opp i kroppen, kan det blant annet trenge inn i fosteret og gi hjerneskader. Det reduserer også fruktbarheten, og er dermed en stor trussel mot en sårbar dyreart som isbjørn. Som det øverste dyret i næringskjeden i Arktis samler bjørnene store mengder kvikksølv i kroppen.

Bakterier i snøen

Det kunne imidlertid vært enda verre. Det viser ny dansk forskning.

I en studie i tidsskriftet FEMS, Microbiology Ecology, viser forskere fra Aarhus Universitet at bakterier i den arktiske snøen konverterer opptil ti prosent av det skadelige kvikksølvet i Arktis til en ufarlig form.

Dermed beskytter bakteriene de 25 000 isbjørnene som er igjen i verden. Det forteller en av forskerne bak den nye studien:

– Dyrene i Arktis er svært utsatt for kvikksølv. Det er enormt høye konsentrasjoner som akkumuleres øverst i næringskjeden. Derfor er dette interessant, forteller Niels Kroer, som er instituttleder for Institut for Miljøvidenskab ved Aarhus Universitet.

Nøytraliserer kvikksølv

Kvikksølv slippes blant annet ut fra kullkraftverk, og det blir fraktet til de arktiske områdene med vinden.

Kjemiske reaksjoner i lufta gjør at kvikksølvet samler seg på snøen og havisen. Deretter konverteres en del av det til giftig organisk metylkvikksølv.

Når mindre dyr blir spist av større dyr, blir konsentrasjonen høyere. Siste dyr i kjeden er isbjørnene.

Noen bakterier kan imidlertid konvertere kvikksølvet tilbake til en luftbåren variant.

– Kvikksølv er også giftig for bakteriene. Derfor har de utviklet en form for resistens, slik at de fjerner det nærmiljøet sitt. Det kommer også isbjørnene til gode, sier Niels Kroer.

Narhvaler har det verst

Rune Dietz, som er professor ved Aarhus Universitet, forsker på både isbjørner og store havpattedyr.

Han forteller at isbjørner kan kvitte seg med en del av kvikksølvet gjennom pelsen. Det finnes dyr som ikke kan det.

– De mest utsatte er tannhvalene som hvithvaler, narhvaler og grindhvaler, sier Dietz, som er usikker på hvor mye bakteriene betyr.

– Menden kvikksølv i isbjørner har blitt 20-doblet over de siste 150 årene. Så om ti prosent har noe så si, er jeg ikke sikker på. Det kan imidlertid blir mer interessant å snakke om i fremtiden, for bakteriene kan kanskje bli mer aktive når temperaturen stiger, sier Dietz.

En tredjedel av bakteriene

Forskerne samlet inn snø fra Arktis og undersøkte bakterieinnholdet. De undersøkt de forskjellige artenes evne til å konvertere kvikksølv til den mindre skadelige formen.

Samtidig har de undersøkt bakteriene for variasjoner over et bestemt gen, merA, som styrer denne evnen.

Forskerne fant at opptil 30 prosent av bakteriene kunne konvertere kvikksølv.

Bakteriene står derfor trolig for mellom 2 og 10 prosent av den samlede mengden skadelig kvikksølv som fjernes.

– Flere forskjellige prosesser er med på å fjerne kvikksølv fra miljøet, og sollys er fortsatt den største bidragsyteren. Men resultatene våre viser for første gang at bakteriene spiller en stor rolle, sier Niels Kroer.

Bakterier blir viktige i fremtiden

Marek Stibal forsker på arktiske bakterier ved De Nationale Geologiske Undersøgelse for Danmark og Grønland.

Han har ikke deltatt i den nye studien, men synes den er veldig interessant.

– Dette viser potensialet i arktiske bakterier. Det er spesielt interessant å se hvordan de overfører genene for disse enzymene mellom seg. Det innebærer at bakterier kan lære nye «metabolske triks» av hverandre. Det kan bli veldig viktig i fremtiden, når menneskets nærvær i Arktis blir viktigere, sier Stibal.

Lever i snø

Forskningen på bakteriene er en del av et større prosjekt om det mikrobielle livet i Arktis.

Disse bakteriene har valgt å slå ned seg på et av de mest nådeløse stedene på jorden. I tillegg til de store mengdene kvikksølv, må livet her kunne motstå 50 graders frost og total mørke halvparten av året.

– Bakteriene lever under ekstreme vilkår, hvor det heller ikke er særlig mye mat. Vi vil forstå hvordan det i det hele tatt er mulig å overleve her, forklarer Kroer.

Enzymer til vaskepulver

Det er to forskjellige årsaker til at forskerne vil undersøke hva det kreves å leve innkapslet i snø.

For det første kan organismer i snøen inneholde kommersielt interessante proteiner og enzymer. Det kan for eksempel brukes til å lage midler for avising av flyvinger. Det kan også dreie seg om enzymer til for eksempel vaskepulver som kan være effektive ved lavere temperaturer.

For det andre er det interessant å finne grensene for liv, siden det kan fortelle oss noe om mulighetene for å finne liv på andre planeter.

– Det lærer oss noe om hvor ekstreme betingelser livet kan eksistere under. Det gjelder både kvikksølvforurensningen, kulden og lyset, sier Kroer.

Må sulte om vinteren

Det neste leddet i Niels Kroers forskning blir å studere hva bakteriene i Arktis lever av.

Ingen organismer kan leve av bare is og luft. Det må altså være en eller annen form for næringskilde i snøen som vi ikke kjenner til ennå.

Niels Kroer har en idé:

– Man kan forestille seg at alger og bakterier kan drive fotosyntese når solen er fremme. Den maten må bakteriene leve av gjennom den lange arktiske vinteren, sier Kroer. 

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.