Метилртуть — крайне опасный нейротоксин. Она накапливается в пищевых цепях, и ее концентрация растет с каждым трофическим уровнем. Именно поэтому в крупной хищной рыбе (тунце, акуле, рыбе-меч) метилртути особенно много.
Попадая в организм человека, вещество поражает нервную систему, и ежегодный экономический ущерб от этого загрязнения только в Европе оценивается в миллиарды евро. Но в океане, как оказалось, существует естественный механизм, который может существенно снизить эту угрозу — морские губки.
Исследователи из Института прибрежных систем Центра Гельмгольца Hereon в Германии заметили любопытную закономерность. В морских губках, несмотря на их фильтрующий образ жизни, концентрация метилртути всегда оказывалась низкой, а вот неорганической ртути — наоборот, высокой. Это наблюдалось на протяжении многих лет, и стандартное объяснение заключалось в том, что бактерии-симбионты, живущие внутри губок, активно разрушают метилртуть, превращая ее в менее токсичные формы.
Новая работа, опубликованная в научном журнале Biogeosciences, предлагает совершенно иной механизм, не требующий никакой биохимической активности микробов. Все дело в том, как именно губки питаются. Они отфильтровывают из воды огромные объемы растворенного органического вещества (это их основной источник питания). Вместе с органикой они захватывают и растворенные формы ртути. Но, как показало моделирование, их фильтрационный аппарат работает так, что губки поглощают пропорционально больше неорганической ртути и при этом снижают захват метилртути. Особенно это выражено у видов губок с большим количеством микробных симбионтов, которые сами конкурируют за органику и влияют на потоки веществ.
Ученые использовали комплексную модель GOTM-ECOSMO E2E-MERCY, которая симулирует различные формы ртути и их транспорт по пищевым сетям. Когда они «включили» в модель губок с их уникальным фильтрационным поведением, концентрации метилртути в модельной экосистеме упали. И что самое важное — этот эффект был достигнут без каких-либо предположений о биологической деградации метилртути бактериями. Одного только фильтрационного поведения губок оказалось достаточно, чтобы воспроизвести реальные, наблюдаемые в природе паттерны.
А вот цифры, которые заставляют задуматься: моделирование показало, что губки могут снизить концентрацию метилртути в придонных видах рыб более чем на 50%. Это колоссальный вклад в очищение экосистемы. Губки служат ключевыми организмами во многих придонных экосистемах и важным компонентом основания морских пищевых цепей. Влияя на потоки ртути на самом нижнем уровне, они защищают всю пищевую пирамиду, включая человека.
Наше моделирование показывает, что сама по себе стратегия питания губок может дать правдоподобное объяснение наблюдениям. Наши результаты позволяют предположить, что нам, возможно, придется пересмотреть роль губок в круговороте загрязнителей
Исследователи планируют развить свою одномерную модель в трехмерную, чтобы оценить влияние целых сообществ губок в более реалистичных условиях на больших морских пространствах. Кроме того, они надеются, что их работа стимулирует новые эмпирические исследования и поможет обосновать необходимость защиты морских местообитаний — не только ради биоразнообразия, но и для естественного очищения вод от токсичных загрязнителей.
Ранее Наука Mail рассказывала о секретах выживания морских губок в океанических глубинах.
