Bisphenolverbindungen (BPs), wichtige Bestandteile bei der Herstellung verschiedener Polymere, sind in unserem täglichen Leben und in industriellen Prozessen allgegenwärtig. Bisphenol A (BPA), ein in der Umwelt weit verbreitetes BP, wurde umfassend auf seine Auswirkungen auf verschiedene Arten untersucht, doch seine spezifischen Wirkungsmechanismen bei marinen Blinddarmlebewesen sind weitgehend unbekannt.
Kürzlich untersuchte das Forschungsteam um Prof. Zhang Guangtao von der Jiaozhou Bay Station am Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) die umfassenden Auswirkungen von BPA auf die Überlebensraten, Wachstumsmuster und Fortpflanzungsfähigkeit der weltweit verbreiteten marinen Blinddarmkrebsart Oikopleura dioica bei umweltrelevanten Konzentrationen.
Die Studie erschien im Zeitschrift für Gefahrstoffe am 16. August.
Bei Tests auf akute Toxizität zeigte sich bei Oikopleura dioica eine bemerkenswerte Empfindlichkeit gegenüber BPA-Exposition. Die mittlere letale Konzentration (LC50) betrug lediglich 0,14 mg/l und war damit um 1–2 Größenordnungen niedriger als bei gängigen Wassermodellen wie Daphnia magna und Zebrafisch.
Appendicularia gelten als das zweithäufigste marine Mesozooplankton und dienen als wichtige Abkürzung, die einen schnellen Energietransfer vom Produzenten zum Konsumenten im marinen mikrobiellen Nahrungsnetz ermöglicht.
„Unsere Arbeit unterstreicht das Potenzial des Appendicularis-Mäuses Oikopleura dioica als wertvoller Wächter für die Überwachung von Bisphenol-Stress in Meeresumgebungen“, sagte Li Shuai, Erstautor der Studie vom IOCAS.
Weitere morphologische und transkriptomische Analysen beleuchteten die spezifischen toxischen Auswirkungen von BPA auf Oikopleura dioica. Bei umweltrelevanten Konzentrationen von 125 μg/L störte BPA die Wachstums- und Reproduktionsprozesse der Appendicularia erheblich, beeinträchtigte die normale Sekretion von Verdauungsenzymen und Phospholipase A2 und beeinträchtigte dadurch die Funktion des Verdauungssystems und den Arachidonsäurestoffwechsel.
Darüber hinaus regulierte es die mRNA-Expressionswerte von Enzymen, die mit dem Kohlenhydrat- und Energiestoffwechsel in Zusammenhang stehen. Bemerkenswerterweise beeinträchtigte BPA sogar bei Konzentrationen, die allgemein als umweltsicher gelten (2,5 μg/L), die weibliche Fruchtbarkeit und veränderte die Genexpressionsmuster der Männchen.
„Unsere Erkenntnisse vertiefen nicht nur das Verständnis für die schädlichen Auswirkungen von Bisphenol-Schadstoffen auf wirbellose Wassertiere mit bestimmten Fortpflanzungsstrategien, sondern zeigen auch die Notwendigkeit auf, die Grenzwerte für die Umweltsicherheit von Bisphenolen neu zu bewerten“, sagte Prof. Zhang, der korrespondierende Autor des Artikels.
Weitere Informationen:
Shuai Li et al, Wachstums- und Reproduktionstoxizität von Bisphenol A in Oikopleura dioica bei umweltrelevanten Konzentrationen, Zeitschrift für Gefahrstoffe (2024). DOI: 10.1016/j.jhazmat.2024.135552