Forscher untersuchen Eisbärenkot, um herauszufinden, wie Chemikalien im Körper eingeschlossen werden

Eine neue Studie der University of Toronto verwendet Kot von Eisbären, um aufzudecken, wie bestimmte chemische Verunreinigungen im Körper eingeschlossen und angereichert werden können.

Eisbären neigen dazu, bestimmte Schadstoffe in ihrem Körper zu speichern, weil sie an der Spitze der Nahrungskette stehen, eine sehr fetthaltige Ernährung haben und sich so entwickelt haben, dass sie große Mengen an Fett aufnehmen.

„Sie sind wie eine Falle für diese Chemikalien“, sagt Frank Wania, Professor in der Abteilung für Physik- und Umweltwissenschaften an der U of T Scarborough, der einer der Autoren der Studie war.

„Ihre Schadstoffaufnahme ist sehr hoch, aber ihre Fähigkeit, sie auszustoßen, ist sehr gering.“

Für die in der Zeitschrift veröffentlichte Studie Umweltwissenschaft und -technologie, Wania und Ph.D. Der Student Yuhao Chen entwickelte eine neue Methode, um zu untersuchen, wie sich bestimmte Chemikalien, sogenannte polychlorierte Biphenyle (PCBs), aus kontaminierter Nahrung in Eisbären anreichern. Sie analysierten die Nahrungs- und Kotproben von Eisbären aus dem Zoo von Toronto, um zu sehen, welche Menge an PCB im Vergleich zu der Menge, die ausgeschieden wird, eingeschlossen wird.

Eisbären erleben eine sogenannte Biomagnifikation, bei der sich größere Mengen an Toxinen weiter oben in der Nahrungskette ansammeln. Da Eisbären an der Spitze stehen, haben sie die höchste Menge an Schadstoffen in ihrer Ernährung aufgenommen. (Ein Eisbär hat mehr Schadstoffe als die Robbe, die er frisst, die Robbe hat mehr als einen Kabeljau, der Kabeljau mehr als einen kleinen Fisch usw.)

Die Forscher fanden auch heraus, dass PCBs bei Eisbären aufgrund ihrer fettreichen Ernährung und der Fähigkeit ihres Verdauungssystems, diese Lipide zu absorbieren, dazu neigen, sich mit einer höheren Rate zu vermehren.

Während Tiere und Menschen die meisten Chemikalien, die nicht im Körper sein sollten, im Allgemeinen gut ausscheiden können, sind einige Verunreinigungen aufgrund ihrer Eigenschaften schwerer loszuwerden. Fettlösliche und persistente Stoffe, darunter das Pestizid DDT und bestimmte Arten von PCB, können sich im Körpergewebe anreichern, da sie im Verdauungssystem nicht leicht abgebaut oder ausgeschieden werden können.

Sarra Gourlie, Supervisorin für Ernährungswissenschaften am Toronto Zoo, die die Nahrungs- und Kotproben für die Studie zur Verfügung stellte, sagt, dass Eisbären sich so entwickelt haben, dass sie fast das gesamte Fett, das sie essen, aufnehmen – hauptsächlich aus Robbenspeck.

„Sie sind in der Lage, etwa 97 % des Fetts aus ihrer Nahrung zu extrahieren, sodass nur sehr wenig davon tatsächlich ausgeschieden wird“, sagt sie.

Die Eisbären im Zoo von Toronto werden nicht mit wildem Robbenspeck gefüttert, der einen hohen Gehalt an PCB enthalten kann. Chen sagt, dass Eisbären, die in freier Wildbahn leben, viel mehr Schadstoffe aufweisen als Bären im Zoo, die eine sauberere Ernährung haben.

Er sagt, es sei wichtig, diese Schadstoffwerte zu überwachen, da sie Schäden verursachen können. Studien haben hohe PCB-Spiegel bei wilden Eisbären mit niedrigeren Testosteronspiegeln in Verbindung gebracht, die die Fortpflanzung beeinträchtigen können. Es wurde auch mit Störungen des Immunsystems und des endokrinen Systems in Verbindung gebracht, was die Überlebensraten senken kann.

„Es wurde festgestellt, dass die PCB-Werte die besorgniserregenden Werte bis zu dem Punkt überschreiten, an dem erwartet wird, dass sie negative Auswirkungen auf in freier Wildbahn lebende Eisbären haben“, sagt Wania.

PCBs sind eine Gruppe hochgiftiger Chemikalien, die weltweit verboten sind, aber lange in der Umwelt verbleiben können. Während die Forscher in dieser Studie nur PCBs untersuchten, sagen sie, dass der Ansatz auch bei der Überwachung anderer Chemikalien helfen könnte, die durch Biomagnifikation eingeschlossen werden.

Nichtinvasive Methode für Top-Raubtiere und Menschen

Die traditionelle Methode zur Untersuchung der Biovergrößerung beruht auf der Analyse von Gewebe, was nur an toten Tieren oder Menschen durchgeführt werden kann. Infolgedessen gibt es praktisch keine Forschung zur Biomagnifikation beim Menschen oder bei gefährdeten Apex-Raubtieren. Die Forscher hoffen, dass die von ihnen entwickelte Methode auch bei anderen Spitzenprädatoren in freier Wildbahn wie Löwen oder Tigern angewendet werden kann.

Es könnte auch auf Menschen angewendet werden. Chen sagt, er untersuche derzeit die Analyse von Lebensmittel- und Kotproben von verschiedenen Menschen, um zu sehen, wie sich Schadstoffe im Körper biovergrößern können und ob es Unterschiede zwischen Individuen gibt.

„Wir wissen, dass diese Schadstoffe im Menschen sind, und wir wissen, wie der Körper diese Schadstoffe aufnimmt“, sagt er.

„Was wir nicht wissen, ist, wie viel dieser Schadstoffe von unserem Körper gespeichert oder ausgeschieden werden, wenn wir eine bestimmte Menge kontaminierter Lebensmittel zu uns nehmen.“