Tussen klimaatverandering, menselijk conflict en habitatverlies hebben ijsberen meer dan genoeg om zich zorgen over te maken. Maar het blijkt dat deze kwetsbare pictogrammen voor instandhouding ook een meer onwaarschijnlijke bedreiging vormen: industriële chemicaliën die bijna 40 jaar geleden werden verboden. Een nieuw artikel in het tijdschrift Proceedings van de Royal Society B vindt dat deze en andere verontreinigende stoffen nog steeds hun weg vinden naar de lichamen van ijsberen, waar ze vandaag hun reproductieve systemen en vruchtbaarheid kunnen verwoesten.
gerelateerde inhoud
- Verontreinigende stoffen zorgen ervoor dat de penisbeenderen van ijsberen sneller breken
- Het is niet te laat om de ijsbeer te redden
- IJsberen vermeld als bedreigd
De belangrijkste chemische boosdoeners in kwestie zijn PCB's, of polychloorbifenylen, door de mens gemaakte chemicaliën die in de jaren 1920 in een chemische fabriek in Alabama zijn ontstaan en later over de hele wereld zijn vervaardigd. In 1979 werden PCB's verbannen vanwege de angst dat ze een bedreiging vormden voor de gezondheid van mens en milieu. Uit onderzoek van de afgelopen jaren is echter gebleken hoe deze verontreinigingen tientallen jaren in het milieu aanwezig zijn en mogelijk helemaal naar de testikels en zaadcellen van ijsberen zijn gereisd.
Het spreekt voor zich dat vruchtbaarheid cruciaal is voor het overleven van elke soort. Maar het is vooral cruciaal voor ijsberen, omdat ze een van de langzaamste voortplantingssnelheden van elk zoogdier hebben. Als een vrouw één jaar onbewust samengaat met een onvruchtbare man, zal ze pech hebben voor dat broedseizoen - een van de slechts ongeveer vijf die ze in haar leven heeft. Met andere woorden, elke bedreiging voor de vruchtbaarheid van ijsberen houdt het potentieel in om de bevolkingsgroei op een grote manier te dwarsbomen.
"Het grootste gevaar van zo'n geheime onvruchtbaarheid is dat de mannen de kans grijpen dat een vrouw zwanger wordt, " zegt Viola Pavlova, een ecoloog bij de Academie van Wetenschappen in Tsjechië en hoofdauteur op het papier. "Het is dus erg belangrijk voor de vrouwtjes om voldoende mannetjes beschikbaar te hebben om mee te fokken."
PCB's kunnen op verschillende manieren invloed hebben op de vruchtbaarheid van ijsberen en andere toparctische roofdieren. Als hormoonontregelaars kunnen ze de normale hormoonfunctie in het lichaam bij zowel dieren als mensen verstoren. Bij mensen hebben onderzoekers een verband gevonden tussen hoge PCB-blootstelling en veranderingen in de beweeglijkheid en kwantiteit van sperma bij mensen, onder andere effecten zoals leverschade en huidziekten. Erger nog, ze zijn stabiel, wat betekent dat ze tientallen jaren in het milieu kunnen blijven bestaan.
De verbindingen - waarvan er 209 verschillende soorten zijn - werden voor het eerst commercieel geproduceerd door de Swann Chemical Company in Anniston, Alabama. Chemiereus Monsanto kocht dat bedrijf later en werd de primaire producent van het product in de VS, terwijl andere bedrijven over de hele wereld het ook begonnen te produceren. In 1979 was de productie van PCB's volledig verboden in de VS, maar tegen die tijd waren ongeveer 150 miljoen pond al verspreid in het milieu. Dat is het equivalentgewicht van ongeveer 8.000 schoolbussen.
Veel van die deeltjes reden lucht en oceaanstromingen naar het Noordpoolgebied, hetzij opgelost in water of gehecht aan slib, en reisden naar de kieuwen van vissen of de monden van bodembewonende zeedieren voeden zich in slibgebieden, hebben onderzoekers door de jaren heen gevonden. De verbindingen hopen zich op in de vetcellen van dieren en kunnen daar een leven lang blijven.
Wanneer een toproofdier zoals een ijsbeer een vette zeehond eet die een besmette vis heeft gegeten, neemt de ijsbeer de hoogste dosis PCB's op dan enig ander dier in de voedselketen. Dieren aan de bovenkant van het voedselweb lijden daarom het zwaarst onder de besmetting en Arctische dieren lijden vooral omdat ze afhankelijk zijn van een vetrijk, energierijk dieet om te overleven in hun barre omgeving. (Dit proces, bekend als biomagnificatie, is dezelfde reden waarom grotere, roofvissen zoals tonijn een hoger risico lopen om te worden besmet met kwik.)
Hoewel PCB's in 1979 in de VS waren verboden, blijven ze vandaag de dag in het milieu hangen en kunnen ze de vruchtbaarheid van de ijsbeer beïnvloeden. (Alan D. Wilson / Wikimedia Commons) Pavolva's team richtte zich vanaf het midden van de jaren negentig op populaties ijsberen in Oost-Groenland en Svalbard, die tekenen hadden van een vertraagde bevolkingsgroei en waarvan bekend was dat ze verhoogde niveaus van PCB's hadden. Om de rol van PCB's te beoordelen, analyseerde haar team eerst gegevens over de impact van PCB's op de vruchtbaarheid van knaagdieren. Vervolgens gebruikten ze een computermodel om te extrapoleren hoe een vergelijkbare impact ijsbeerpopulaties zou kunnen dwarsbomen op basis van hun paringspatronen.
(Hoewel het direct bestuderen van de effecten van PCB's op ijsbeer-testes en vruchtbaarheid ideaal zou zijn geweest, was dit geen mogelijkheid voor de studie, zegt Pavlova. "Het is een kwetsbare soort, het is beschermd, " legt ze uit. "Het zou heel moeilijk zijn om doe zoiets in gevangenschap en het is vrij onmogelijk om dat van wilde dieren te krijgen. ”)
Dit is de eerste keer dat iemand heeft onderzocht hoe PCB's de vruchtbaarheid van mannelijke ijsberen kunnen beïnvloeden. Eerder onderzoek heeft zich gericht op de vruchtbaarheid van vrouwen, maar mannen bevatten doorgaans hogere concentraties PCB's dan vrouwen, waarschijnlijk vanwege de consumptie van moedermelk, zegt Pavlova. "De welp raakt besmet, maar aan de andere kant verliest het vrouwtje een deel van zijn last (als ze borstvoeding geeft)", zegt ze. "De mannetjes kunnen niet zo gemakkelijk van de besmetting afkomen."
De onderzoekers ontdekten dat PCB's inderdaad de mannelijke vruchtbaarheid hadden kunnen beïnvloeden door onvruchtbare mannetjes levensvatbare partners te maken. Het mechanisme waardoor de mannetjes onvruchtbaar kunnen worden door besmetting is onduidelijk; het kan een reeks hormoonsysteemeffecten omvatten, of directe effecten op de kwaliteit van het sperma zelf, zegt John Meeker, een onderzoeker aan de Universiteit van Michigan die de impact van milieuverontreinigende stoffen op de menselijke gezondheid bestudeert. Andere onderzoeken naar hormoonverstorende chemicaliën suggereren verzwakking van het penisbeen in ijsberen, samen met andere botten, wat suggereert dat het andere gezondheidsgevolgen heeft die de algehele fitheid bij zowel mannen als vrouwen verminderen.
Meeker, die niet bij dit onderzoek was betrokken, wijst erop dat het vaststellen van de wegen naar gezondheidseffecten wordt bemoeilijkt door het grote aantal verschillende PCB's. "Zelfs binnen een specifieke klasse kunnen ze verschillende mechanismen hebben", zegt Meeker. "Het kan breed zijn."
Concentraties van de verbinding zijn in de loop van de tijd in het milieu afgenomen, maar aanhoudende bronnen kunnen vandaag de dag nog steeds dieren en mensen bereiken, zegt Meeker. Van bijzonder belang voor de mens zijn plaatsen zoals locaties voor giftig afval die verontreinigd materiaal bevatten, maar ook oude gebouwen - inclusief scholen gebouwd in de jaren 1950 tot de jaren 1970 waar PCB-bronnen in verouderde materialen kunnen zitten, zoals breeuwen en ballast van fluorescerend licht.
Maar de meest voorkomende manier van blootstelling van de mens is via voedselconsumptie, met name vette vis, zegt Meeker. Terwijl mensen over het algemeen kunnen kiezen om zeevruchten te eten, kunnen roofdieren zoals zeehonden en dolfijnen dat niet doen. Inuit-gemeenschappen waarvan het traditionele dieet deze toproofdieren omvat, hebben ook bewijs van verhoogde blootstelling aan de chemicaliën aangetoond.
Van alle roofdieren vertonen orka's de hoogste niveaus van PCB's, zelfs hoger dan die van ijsberen, zegt studie-auteur Christian Sonne, een bioloog aan de Universiteit van Aarhus in Denemarken. "Hun lever kan niet op dezelfde manier metaboliseren als ijsberen en ze kunnen niet op dezelfde manier uitscheiden", legt Sonne uit, erop wijzend dat orka's geen bont maken, wat een belangrijke uitscheidingsroute is van de verbindingen voor ijsberen. .
Nu klimaatverandering oceaanstromen en zeeijspatronen omleidt, kunnen Arctische voedselwebben en accumulatiepatronen van PCB's ook verschuiven. Door een verhoogde honger kunnen PCB's zich ook ophopen in het bloed van dieren, met onbekende gevolgen voor de gezondheid, zegt Sonne.
De effecten van PCB's op ijsberen zijn slechts een van de vele manieren waarop zogenaamde hormoonverstorende chemicaliën dieren en dieren kunnen beïnvloeden - en een herinnering dat nieuwe chemicaliën die tegenwoordig worden geproduceerd, op andere onvoorziene manieren hun tol eisen. Hoewel oudere chemicaliën in de loop van de tijd uit producten zijn verwijderd, hebben nieuwe chemicaliën hun plaats ingenomen in een soort transportband van verandering, zegt Robert Letcher, een milieuchemicus aan de Carelton University in Canada.
Letcher voegt eraan toe dat niet al deze chemicaliën bewezen hebben negatieve effecten op dieren te hebben, maar "degenen die in de top roofdieren blijven bestaan, zijn degenen die zorgelijk zijn omdat ze de handschoen van processen hebben overleefd die ze kunnen afbreken." Studies zoals Pavlova's, zegt hij, zijn belangrijk voor een beter begrip van het effect dat dit op de lange termijn kan hebben op ijsberen en andere soorten. "Als de vruchtbaarheid en het vermogen om zich voort te planten op de een of andere manier negatief zijn beïnvloed, stel je het vermogen van deze soort om door te gaan in twijfel", zegt Letcher.
En in de wereld van vandaag, voegt hij eraan toe, is er geen veilige plek voor een soort om naar toe te rennen, zwemmen of vliegen. "Er is geen ongerepte omgeving", zegt Letcher. “Er is geen utopische populatie zeezoogdieren ontsnapt. Het is universeel. '
