Arktis er endestationen for mange giftige kemikalier. Det gælder blandt andet mange af de 7.500 ton kviksølv, som vi mennesker udleder om året.
Når kviksølv bliver optaget i kroppen, kan det blandt andet trænge ind i fostret og give hjerneskader. Kviksølv reducerer også fertiliteten kraftigt og er som sådan en stor trussel mod en i forvejen sårbar dyreart som eksempelvis isbjørnen, der som det øverste dyr i fødekæden i Arktis akkumulerer store mængder kviksølv i kroppen.
Selvom isbjørnene bliver forgiftet af vores kviksølvudledning, kunne det dog være meget være. Det viser ny dansk forskning.
I et studie, offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift FEMS, Microbiology Ecology, viser forskere fra Aarhus Universitet, at bakterier i den arktiske sne omdanner op til 10 procent af det skadelige kviksølv i Arktis til uskadeligt kviksølv.
På den måde er bakterierne med til at tage brodden af kviksølvforgiftningen for de 25.000 isbjørne, der er tilbage i verden. Det fortæller en af forskerne bag det nye studie:
»Den arktiske fødekæde er meget udsat for kviksølv, for det er nogle enormt høje koncentrationer, som akkumuleres i dyrene øverst i fødekæden. Derfor er det interessant, at bakterier kan være med til at regulere, hvor meget kviksølv der kommer ind i den arktiske fødekæde. Her viser vores forskning, at det er en anseelig del, som bakterierne tager ud af regnestykket,« fortæller institutleder for Institut for Miljøvidenskab på Aarhus Universitet Niels Kroer.
Bakterier gør kviksølv uskadeligt
Når kviksølv udledes fra blandt andet kulkraftværker på vores breddegrader, finder det med vinden vej til de arktiske områder.
Her kan der ske nogle kemiske reaktioner i atmosfæren, som får kviksølvet i luften til at dumpe ned på sneen og havisen som salte indeholdende kviksølv.
Noget af det afsatte kviksølv bliver frigivet igen til atmosfæren, mens noget omdannes til det meget giftige organiske methyl-kviksølv, der kan blive koncentreret i fødekæderne for i sidste ende at havne i sæler og isbjørne.
Det sker, når de nederste led i fødekæden optager kviksølvet. I takt med at de mindre dyr bliver spist af større dyr, bliver koncentrationen af kviksølv højere. Sidste dyr i fødekæden er isbjørnene.
Kviksølvresistente bakterier kan dog ved hjælp af kemiske reaktioner omdanne kviksølvsaltet tilbage til luftbåret kviksølv, som kan forsvinde væk fra Arktis med den næste stærke vind og på den måde holde det ude af den arktiske fødekæde.
Bakterierne fjerner dog ikke alene kviksølvet fra miljøet for isbjørnenes skyld.
»Kviksølv er også giftigt for bakterierne. Derfor har de udviklet en form for resistens, som fungerer ved, at de fjerner alt kviksølv i deres nærmiljø. Det kommer også isbjørnene til gavn,« siger Niels Kroer.
Narhvaler har det værre end isbjørne
Professor Rune Dietz fra Bioscience på Aarhus Universitet forsker i store havpattedyr og har også forsket i, hvad menneskeskabt forurening gør ved blandt andet isbjørnene.
Rune Dietz fortæller, at vi måske ikke skal være mest bekymret for at forgifte isbjørnene med kviksølv, for de er gode til at komme af med kviksølv igennem deres pelsdannelse.
Der er andre dyr øverst i fødekæden, som har det meget værre.
»De mest udsatte er tandhvalerne som hvidhvaler, narhvaler og grindehvaler. Dem er jeg mest bekymret for, når det gælder kviksølvforurening,« siger Rune Dietz, der dog er i tvivl om, hvorvidt bakteriernes bidrag til at fjerne kviksølv er stort nok på nuværende tidspunkt til at gøre en reel forskel.
»Når vi snakker om kviksølvakkumulering i dyrene, er den steget til at være 20 gange så høj i isbjørne over de seneste 150 år. Så hvorvidt 10 procent rykker ved noget, er jeg ikke sikker på. Det kan dog være, at det bliver mere interessant at snakke om i fremtiden, for bakterierne kan måske blive mere aktive, når Jordens temperaturer stiger,« siger Rune Dietz.
Tredjedel af bakterier i sne kan omdanne kviksølv
I deres undersøgelser har forskerne indsamlet sne fra Arktis, som de har undersøgt bakterieindholdet i. De har herefter undersøgt de forskellige arters evne til at omdanne kviksølv fra den skadelige til den mindre skadelige form.
Samtidig har forskerne undersøgt bakterierne for variationer af et bestemt gen, kaldet merA, der er ansvarlig for evnen til at omdanne kviksølv.
Flere forskellige processer er med til at fjerne kviksølv fra miljøet, og her er sollys stadig den største bidragyder. Men vores resultater viser for første gang, at bakterierne spiller en stor rolle.
Niels Kroer, Aarhus Universitet
Forskerne fandt i deres undersøgelser ud af, at op til 30 procent af bakterierne i Arktis var i stand til at omdanne kviksølv.
Ved at udregne mængden af bakterier i isen kunne forskerne estimere, at bakterierne står for mellem 2 og 10 procent af den samlede mængde fjernet, skadeligt kviksølv.
»Flere forskellige processer er med til at fjerne kviksølv fra miljøet, og her er sollys stadig den største bidragyder. Men vores resultater viser for første gang, at bakterierne spiller en stor rolle,« siger Niels Kroer.
Bakterier bliver vigtige i fremtiden
Marek Stibal forsker i arktiske bakterier ved De Nationale Geologiske Undersøgelse for Danmark og Grønland.
Han har ikke deltaget i det nye studie, men han har læst det og synes, at det er meget interessant.
»Det er et godt stykke forskningsarbejde, der viser potentialet i arktiske bakterier i at fjerne forskellige forurenende stoffer fra det arktiske miljø. Det er specielt interessant at se, hvordan bakterierne overfører generne for de forureningsnedbrydende enzymer mellem hinanden. Det betyder, at bakterier kan lære nye metaboliske trick af hinanden. Det kan blive meget vigtigt i fremtiden for forståelsen af de arktiske økosystemer, når menneskers tilstedeværelse i Arktis forventes at stige, hvilket også vil give mere forurening i alle arktiske miljøer,« siger Marek Stibal.
Bakterier lever indefrosset i sne
Forskningsprojektet omkring de kviksølvresistente bakterier er en del af en større projekt, der skal give forskere et bedre indblik i det mikrobielle liv i Arktis.
Organismer i Arktis har valgt at slå sig ned på et af de mest nådesløse steder på Jorden.
Foruden de store mængder kviksølv skal livet også kunne modstå ned til minus 50 graders frost og enten total mørke eller et konstant bombardement af stråler fra Solens lys.
»Bakterierne lever under meget eksterme vilkår, hvor der heller ikke er særligt meget mad. Vi vil meget gerne forstå, hvordan det overhovedet er muligt at overleve i et så ekstremt miljø, som det vil kræve, når man lever i is,« forklarer Niels Kroer.
Bakterier kan lave enzymer til vaskepulver
Der er to forskellige årsager til, at det er interessant for forskere at finde ud af, hvad det kræver at leve indkapslet i sne.
For det første kan organismer i sneen besidde kommercielt interessante proteiner og enzymer, som vi mennesker kan få gavn af.
Det kan blandt andet dreje sig om antifryseproteiner, der for eksempel kan sprøjtes på fly-vinger, så de ikke fryser til.
Det kan også dreje sig om enzymer til for eksempel vaskepulver, så tøjvask bliver mere effektiv ved laverede temperaturer.
For det andet er det interessant for forskere at finde grænserne for liv, da det kan fortælle os noget om mulighederne for at finde liv på andre planeter.
»Det lærer os noget om, hvor ekstreme betingelser liv kan eksistere under på vores planet, og derfor også hvor det er muligt at finde det på andre planeter. Det gælder både kviksølvforureningen, kulden og det ekstremt stærke lys, som de lever under på Arktis,« siger Niels Kroer.
Bakterier må sulte om vinteren
Det næste led i Niels Kroers forskning bliver at studere, hvad bakterierne på Arktis lever af.
Ingen organismer kan leve udelukkende af is og luft, og det kan bakterier heller ikke. Der må altså være en eller anden form for fødekilde i sneen, som vi ikke kender til endnu.
Niels Kroer har en idé:
»Man kan forestille sig, at nogle fotosyntetiske alger og bakterier producerer en masse føde for resten af bakteriesamfundet i den periode, hvor Solen er fremme. Den mængde mad skal bakterierne leve af gennem den lange arktiske vinter, og det vil være interessant at se, hvordan hele det kredsløb hænger sammen,« siger Niels Kroer.
