Erst Anfang September wurden Dutzende tote Schweinswale auf niederländischen Inseln angespült. Kein Einzelfall, sagt der Uni-Graz-Umweltchemiker Jörg Feldmann. Die Ursache für das Massensterben dieser Säugetiere sei nach wie vor nicht eindeutig. Feldmann und sein Team vermuten aber, dass das Nervengift Quecksilber dahintersteckt. Sie konnten nun gemeinsam mit Kollegen aus Schottland und Frankreich erste Indizien für diesen Verdacht sammeln. Dazu haben sie gestrandete und verendete Pilot und Pottwale näher untersucht, indem sie erstmals mittels der NanoSIMS-Methode die Leberzellen der mächtigen Säugetiere im 50 Nanometer-Bereich genauer unter die Lupe genommen und Quecksilberpartikel in den Zellen nachgewiesen haben. Diese Spur könnte helfen, mysteriöse Walstrandungen in Zukunft zu verhindern. Erste Ergebnisse dieser neuen Analysenmethode für Quecksilber wurden nun im renommierten Fachjournal Analytical Chemistry veröffentlicht.
„Die Vermutung liegt nahe, dass Quecksilber eine zentrale Rolle in diesem Vorgang spielt“, führt Feldmann aus. Die Konzentration des Nervengifts im Meer, verursacht durch das Verbrennen von Kohle und anderem industriellen Abfall, hat sich in den letzten Jahrhunderten verdreifacht. „Je höher ein Lebewesen in der Nahrungskette steht, desto größer ist die Konzentration von Quecksilber in den Zellen der Leber und des Gehirns. Und Wale stehen ganz oben“, betont er. „Die gigantischen Meeressäuger haben eine bis zu 1000 Mal höhere Konzentrationen als ihre Artgenossen, was aber als unbedenklich eingestuft wird.“ Entscheidend dabei ist Selen: Dieser Stoff ist für Säugetiere ein essenzielles Spurenelement, schützt die Zellen vor oxidativem Stress und ist auch für den Hirnstoffwechsel wichtig. Es bindet sich leicht mit Quecksilber und schaltet zugleich die toxische Wirkung des chemischen Elements aus, indem eine Verbindung mit ihm eingeht und unlöslich wird. „Wir haben festgestellt, dass sich die beiden Stoffe zu neugebildeten Micro- und Nanopartikeln verbinden und zu einem Quecksilberselenid werden“, sagt Feldmann. Der Nachteil: „Selen wird für das Binden von Quecksilber gebraucht und fehlt daher als Schutz fürs Gehirn. So könnte der Mangel bei Walen zu Krankheiten wie zum Beispiel Epilepsie führen, die eine Orientierungslosigkeit auslösen und sie deshalb stranden lassen könnte“, vermutet der Umweltchemiker. Und weil Wale sehr soziale Herdentiere sind, wirkt sich das auch auf das Verhalten der ganzen Gruppe aus. So stranden sie meist gemeinsam. Mit weiteren Analysen möchte Feldmann in Zukunft das Verhalten von Walen entschlüsseln: „Vielleicht können wir irgendwann in der Zukunft mit überlegten Maßnahmen Strandungen ganzer Walgruppen gezielt entgegenwirken und sie auch verhindern. Dazu müssen wir nur wissen, was die Gründe für die Strandungen sind“.
Publikation
Development of Mercury Analysis by NanoSIMS for the Localization of Mercury–Selenium Particles in Whale Liver. Maria Angels Subirana, Lhiam Paton, James Hall, Andrew Brownlow, Eva M. Krupp, Jörg Feldmann, and Dirk Schaumlöffel. Analytical Chemistry Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.analchem.1c02769