Toxine sind in unserer modernen Industriewelt immer häufiger anzutreffen. Leider finden sie ihren Weg in Lebewesen. In jedem Ökosystem sind Organismen durch Nahrungsketten und Nahrungsnetze eng miteinander verbunden. Wenn Giftstoffe in einen Organismus gelangen, können sie sich ansammeln und verweilen, ein Phänomen, das als Bioakkumulation bezeichnet wird. Aufgrund von Verbindungen innerhalb eines Nahrungsnetzes können sich bioakkumulierte Toxine auf ganze Ökosysteme ausbreiten.
Wie Bioakkumulation stattfindet
Giftstoffe gelangen auf verschiedene Weise in die Nahrungskette: Sie können aufgenommen, über die Haut aufgenommen oder eingeatmet werden, und Pflanzen nehmen Giftstoffe direkt aus dem Boden auf. Um bioakkumulieren zu können, muss ein Stoff fettlöslich, langlebig, biologisch aktiv und mobil sein – und von Organismen aufgenommen werden können. Wenn Pflanzenfresser kontaminierte Pflanzen fressen, reichern sich die Giftstoffe in ihrem Fettgewebe an. Wenn ein Fleischfresser mehrere mit Giften beladene Pflanzenfresser frisst, konzentrieren sich die Giftstoffe in seinem Körper noch mehr. Dieser Prozess der Biomagnifikation setzt sich in der Nahrungskette fort.
Wie Bioakkumulatoren Ökosysteme beeinflussen
Pro 10 Pfund Nahrung, die ein Tier verzehrt, kann etwa ein Pfund Körpermasse werden, wodurch die Toxinkonzentration auf jeder Ebene der Nahrungskette fast um das Zehnfache ansteigt. Somit wird ein biomagnifiziertes Toxin potenziell am schädlichsten für Spitzenprädatoren, einschließlich Menschen, die Fleisch oder Fisch essen. Während Bioakkumulatoren in Fett gespeichert werden, werden sie in den Blutkreislauf freigesetzt, wenn ein Tier Körperfett zur Energiegewinnung verwendet, wodurch lebenswichtige Organe und Systeme geschädigt werden. Sie werden auch bei der Milchproduktion aus dem Brustgewebe freigesetzt und vom gestillten Nachwuchs aufgenommen. Wenn Bioakkumulatoren Schlüsselarten in einem Ökosystem zerstören, wie zum Beispiel Raubtiere, die Beutepopulationen kontrollieren, kann dies zum Verlust oder zum Aussterben vieler Arten führen. PCB, PAK, Schwermetalle, einige Pestizide und Zyanid sind allesamt Bioakkumulatoren.
Auswirkungen der Kohlenwasserstoff- und DDT-Bioakkumulation
Bei einer Ölkatastrophe können sich Kohlenwasserstoffe, sogenannte polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs), in Meerestieren anreichern. PAK wurden bei Menschen, die Fisch und Schalentiere essen, mit Krebs in Verbindung gebracht und beeinträchtigen das Überleben, das Wachstum und die Fähigkeit, Krankheiten anderer Organismen zu bekämpfen. Der Verzehr von kontaminierten Weichtieren birgt besondere Risiken, da sie eher mit verschüttetem Öl in Kontakt kommen und eine hohe Neigung zu bioakkumulierende PAK. Darüber hinaus entdeckten Wissenschaftler in den 1960er Jahren, dass sich ein überbeanspruchtes Chlorkohlenwasserstoff-Pestizid DDT im Boden und im Wasser anreicherte und Organismen. Es betraf Raubvögel, einschließlich fischfressender Weißkopfseeadler, indem es ihre Eierschalen ausdünnte, was zu einem Rückgang ihrer Populationen führte.
Auswirkungen der Schwermetall-Bioakkumulation
Zu den Schwermetallen zählen Cadmium, Chrom, Kobalt, Blei, Quecksilber, Nickel und Zinn sowie einige essentielle Nährstoffe, die in hohen Dosen giftig sind: Eisen, Zink und Kupfer. Metallbergbau, Goldbergbau (wobei Quecksilber verwendet wird), Elektroschrott und Industrieabfälle können alle Schwermetalle in die Umwelt bringen und Tiere und Menschen gleichermaßen gefährden. Cadmium, Kobalt, Blei, Quecksilber und Nickel stören die Bildung von Blutkörperchen. Einige Schwermetalle wirken sich negativ auf das Nervensystem, die Leber, die Nieren und das Kreislaufsystem aus. Einige können Fortpflanzungsprobleme oder Krebs verursachen. Wissenschaftler verwenden einige Pflanzenarten, um Schwermetalle und andere Giftstoffe aus kontaminiertem Boden zu ziehen, aber die Dieser Prozess ist riskant, da andere Organismen die Pflanzen verzehren und die Giftstoffe in die Nahrung bringen könnten Kette.
