Cercetătorii investighează modul în care schimbările climatice și toxinele de mediu au impact asupra celui mai mare și mai vechi lac de apă dulce din lume

Lacul Baikal s-a format acum 25 și 30 de milioane de ani și conține aproximativ 20% din toată apa dulce neînghetată de pe Pământ. La aproximativ 23.000 de kilometri cubi, volumul său de apă este chiar mai mare decât cel al Mării Baltice. Lacul Baikal nu este doar cel mai vechi și mai mare lac de pe Pământ, dar cu o adâncime de peste 1.500 de metri, de asemenea, cel mai adânc. Poate fi, de asemenea, una dintre cele mai reci: temperatura medie a apei în apropierea țărmului este de numai aproximativ 6 ° C. „Apa este cristalină, conținutul de sare și nutrienți este scăzut și este extrem de bogat în oxigen - chiar și în partea de jos a lacului”, spune dr. Till Luckenbach, ecotoxicolog la Centrul Helmholtz pentru Cercetarea Mediului (UFZ).

baikal

De-a lungul istoriei evoluției, aceste condiții particulare din Lacul Baikal au dus la o faună unică. Aproximativ 80% din cele aproximativ 2.600 de specii care trăiesc în Lacul Baikal sunt endemice - cu alte cuvinte nu se găsesc nicăieri altundeva pe Pământ, indicând faptul că s-au adaptat foarte bine la condițiile extreme.

Studiile privind sensibilitatea la temperatură a amfipodelor Baikal efectuate la Universitatea din Irkutsk arată că o specie (E. cyaneus) poate tolera temperaturi ale apei de până la aproximativ 20 ° C, care pot apărea vara aproape de țărmurile lacului. Echipa de cercetare a descoperit că E. cyaneus produce un nivel constant al așa-numitelor proteine ​​de șoc termic, care protejează molecule proteice importante din organism care altfel ar fi deteriorate la temperaturi ridicate. Celelalte specii, E. verrucosus, produc mult mai puține proteine ​​de șoc termic și, în schimb, migrează către regiuni mai adânci și mai reci ale lacului pentru a scăpa de temperaturile ridicate ale apei. „Dacă temperatura apei crește ca urmare a schimbărilor climatice, aceasta ar putea avea consecințe de anvergură nu numai pentru speciile individuale, ci și pentru echilibrul ecosistemului, care s-a dezvoltat pe o perioadă lungă de timp”, spune Luckenbach. "În cazul E. cyaneus, temperatura maximă pe care specia o poate tolera perioade lungi poate fi uneori atinsă deja vara - o creștere suplimentară a temperaturii ar fi extrem de critică. Și dacă E. verrucosus trebuie să migreze către ape mai adânci mai mult de este cazul în prezent, specia va trebui să concureze mai mult cu amfipodele care trăiesc acolo pentru surse de hrană. "

În studiul lor, publicat recent în Environmental Science and Technology, o echipă de cercetători de la UFZ, AWI și Universitatea din Irkutsk au investigat modul în care aceste două specii de amfipode reacționează la poluarea chimică din apă. Animalele au fost expuse la cadmiu metal greu, care a servit ca model de toxină. Deși apa din Lacul Baikal este încă în mare parte nepoluată, cadmiul este un poluant relativ frecvent al mediului, a cărui toxicitate îl face extrem de problematic pentru ecosisteme. Se pare că Lacul Baikal ar putea vedea poluarea cu metale grele în creștere. Cel mai mare afluent al lacului, râul Selenga, este din ce în ce mai poluat cu mineritul apelor uzate din Mongolia, iar prin aer, poluanții ajung la lac din regiunea industrială din jurul Irkutsk.

Reacțiile amfipodelor au fost observate în laborator. „Speciile mai mici de E. cyaneus au absorbit poluantul mai repede și astfel au murit la concentrații mai mici de poluanți în apă”, explică dr. Lena Jakob, ecofiziolog la AWI, care a efectuat experimentele la lacul Baikal. „Am observat, de asemenea, că E. verrucosus și-a încetinit metabolismul chiar și la concentrații scăzute de cadmiu. Acesta este un semn de avertizare, deoarece animalele ar putea evita hrănirea atunci când se întâmplă acest lucru, nu se reproduc și sunt mai predispuse să cadă pradă prădătorilor din cauza reducerii Chiar și un nivel scăzut, dar constant, de poluare chimică în Lacul Baikal ar putea avea un impact masiv asupra speciilor individuale și asupra ecosistemului în ansamblu. "

Într-un alt studiu, cercetătorii UFZ împreună cu experți în bioinformatică de la Universitatea din Leipzig au obținut primele informații despre genomul E. verrucosus. Este surprinzător de mare - de aproximativ trei ori mai mare decât genomul uman. Datele genomului vor fi folosite ca bază pentru investigarea ulterioară a strategiilor de adaptare fiziologică în diferite condiții de mediu. Potrivit lui Luckenbach: „Vrem să aruncăm ceva mai multă lumină asupra acestei zone, să înțelegem și mai bine nivelul fiziologic și să aflăm dacă există alte mecanisme care permit organismelor să reziste la efectele schimbărilor climatice și la expunerea la poluanți, pentru că în cele din urmă doresc să putem prevedea cum se poate schimba ecosistemul.