Биологическое образование нейротоксичной метилртути представляет собой загадочный процесс, лежащий в основе связанной с ртутью опасности для здоровья и окружающей среды. Тем не менее, точные механизмы и факторы, контролирующие процесс, до сих пор недостаточно изучены. Совместными усилиями исследователи из Уппсалы и Университета Умео теперь показывают, что образование метилртути в отложениях контролируется молекулярным составом органического вещества. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Широкое распространение ртути (Hg) в окружающей среде и, особенно, в рыбе было подчеркнуто из-за вредного воздействия ртутных соединений на здоровье людей и других животных. Это в основном метилированная форма ртути (метилртуть), которая накапливается в водных пищевых цепях. Воздействие метилртути, происходящее в основном при употреблении в пищу рыбы, может повлиять на нервную, репродуктивную и иммунную системы позвоночных, включая рыб, птиц и людей.
Хорошо известно, что некоторые бактерии и археи способны преобразовывать неорганическую ртуть в метилртуть. Трансформация происходит в условиях ограниченного содержания кислорода, обычно встречающихся в заболоченных местах и отложениях, но мы до сих пор не знаем, как метилирование ртути контролируется и как на него влияют преобладающие условия окружающей среды. Теперь новое исследование, проведенное в Уппсале и Университете Умео, показывает, что молекулярный состав органического вещества отложений играет центральную роль в метилировании ртути.
Исследование представляет собой важный шаг на пути к лучшему пониманию процессов на молекулярном уровне, контролирующих уровни метилртути в бореальных озерах в глобальном масштабе. Новая информация может также позволить более четкое и надежное картографирование и моделирование связанных с ртутью опасностей для здоровья, связанных с аквакультурой и рыболовством», - говорит Андреа Гарсия Браво, научный сотрудник программы Limnology в Университете Упсалы и ведущий научный сотрудник исследования.
Исследование является результатом сотрудничества между исследовательскими группами Стефана Бертилссона из Упсальского университета и Эрика Бьёрна из университета Умео. Отслеживая трансформацию соединений ртути, меченных изотопами, исследователи смогли измерить скорость метилирования ртути в отложениях различных шведских озер. Впоследствии молекулярный состав органического вещества осадка был определен с помощью нового метода пиролиза-масс-спектрометрии, разработанного соавтором Жюли Толу.
«Хорошо известно, что органическое вещество является основным источником энергии для организмов, осуществляющих метилирование ртути, но сильная связь между конкретными органическими соединениями и скоростью метилирования ртути нас удивила», - говорит Эрик Бьорн, доцент Химический факультет Университета Умео.
Результаты показывают, что органические соединения, происходящие из фитопланктона (например, из цветения цианобактерий), связаны с высоким уровнем метилирования ртути. Напротив, соединения углерода из водораздела не обладают таким стимулирующим эффектом.
«Вместо этого наличие таких органических соединений в отложениях связано с импортом больших количеств метилртути, образующихся в окружающих почвах и водно-болотных угодьях», - объясняет Стефан Бертилссон, профессор Упсальского университета.