Hvorfor toksisk methylkviksølvproduktion steg i en flodmunding ved Great Lakes

Skovbrand, brug af kul, og andre aktiviteter udsender kviksølv. Vådområder -mikrober gør det til et neurotoksin. I ferskvandsvådområder i regionen Great Lakes, et team viste påvirkning af vådområdevegetation i regulering af kviksølv toksicitet. De viste også, at øget produktion af giftigt kviksølv i visse bevoksede områder er forbundet med tre faktorer:(1) nedbrydning af opløst organisk stof, som kommer fra nedbrydende planter og andre kilder, (2) et skift i det mikrobielle samfund mod fermentative mikrober (som dem, der bruges til brødfremstilling), og (3) ændringer i mikrobiomstrukturen mod Clostridia -arter.

Kviksølv i vådområder bliver giftigt methylkviksølv på grund af en primært mikrobiel proces kendt som kviksølvmetylering. Historisk set fermenterende mikrober blev ikke antaget at påvirke denne proces. Denne undersøgelse viser, at de gør det sammen med andre faktorer. Resultaterne giver indsigt i forhold, der fører til giftig methylkviksølvproduktion. Sådanne indsigter kan hjælpe med at forbedre overvågningen af ​​kviksølvforurening i flodmundinger (hvor tidevandet møder strøm) i de store søer.

I dette studie, holdet brugte anoksiske mikrokosmos med sedimenter fra nærkystområder ved Lake Superior's St. Louis River Estuary. Sedimenterne indeholder en arv af kviksølvforurening fra skibsfart og industri. Teamets forskning afslørede en større relativ kapacitet for kviksølvmetylering i vegeterede sedimenter sammenlignet med ikke-vegeterede. Imidlertid, de viste også, at kviksølvcykling i næringsfattige, ikke-vegeterede sedimenter er modtagelig for opløste organiske stofindgange i form af plantepigment. Opløst organisk stof regulerer methylkviksølvproduktion, fordi dets kemiske interaktioner ændrer biotilgængeligheden af ​​kviksølv og understøtter væksten af ​​bestemte typer mikrobielle samfund. Med tilsat perkolat, disse ikke-vegeterede mikrokosmos producerede væsentligt mere methylkviksølv end uændrede mikrokosmos. Også, disse mikrokosmos viste en markant stigning i arter af bakterier Clostridia.

Clostridia har det genetiske potentiale til at methylere kviksølv, men er ikke blevet overvejet blandt de primære mikrober, der er ansvarlige for kviksølvtoksicitet. Disse mikrober gærer genstridige organiske stoffer. Ud over deres øgede overflod, en analyse af deres stofskifte foreslog en stigning i gæring relateret til methylkviksølvproduktion. Metagenomisk analyse understøttede både en stigning i Clostridia og fermentering.