Hoppa till huvudinnehåll


Embryoskador hos vitmärla – verktyg för havsmiljödirektivet

Havet 2015/2016. Agnes Karlson, Marie Löf, Brita Sundelin & Elena Gorokhova, Stockholms universitet. Publicerad: 2016-12-07

Vitmärlans embryon är känsliga för föroreningar och skadade embryon tyder på att ett område kan vara påverkat av miljö­gifter. Därför används embryo­utvecklingen hos denna art som indikator inom nationell miljöövervakning. De senaste åren har studier visat att olika slags embryoskador kan kopplas till olika typer av miljögifter. Nya resultat visar även att föroreningsspecifika biomarkörer stöder detta.

Havet 2013/14 beskrevs preliminära resultat från en omfattande fältstudie där vitmärlor från olika platser hade olika typer av embryoskador beroende på vilka organiska föroreningar och metaller de exponerats för. PCB i sediment visade sig ha ett starkare samband med missbildade embryon än med membranskadade embryon. Sedan dess har mer omfattande statistiska analyser gjorts genom att inkludera miljövariabler som bottendjup, salinitet och mängd organiskt kol i sedimentet. Det visade sig att en del av de preliminära slutsatserna behövde revideras.

De nya analyserna bekräftar visserligen att andelen honor som bär på missbildade embryon har ett starkt samband med PCB-halter i sedimentet, men samma skada uppträder även vid höga koncentrationer av kadmium.

Honor med membranskadade embryon påträffas däremot främst i sediment med höga halter av PAH:er. Höga halter av PAH:er i sedimentet kan även kopplas till en ökande andel honor med döda äggsamlingar. Det är en typ av skada som tidigare enbart ansetts bero på syrebrist. Även andelen embryon i kullen med avstannad utveckling, tidigare beskrivet som odifferentierade embryon, ökade vid höga halter av PAH:er och metaller i sedimentet. Därför finns avstannad embryoutveckling med i analysen av miljöövervakningsdata.

FAKTA: Embryoutveckling som indikator för miljögifter

Embryoskador hos kräftdjur används som indikator inom svensk miljöövervakning för att upptäcka effekter av miljögifter. Till skillnad från biomarkörer som oftast mäts som enzymaktivitet har embryoskador som är direkt kopplat till reproduktionsframgång hos en population stor ekologisk betydelse. Metoden har nyligen utvärderats inom Helcoms Coreset II projekt för att ta fram indikatorer som ska användas av alla länder runt Östersjön för att bedöma miljöpåverkan och miljötillståndet i Östersjön. Även embryoutveckling hos tånglake utvecklas för att bli en godkänd biologisk effekt-indikator. Tanken är att embryoutvecklingen hos dessa två arter ska kunna ersätta varandra som indikatorer i områden där den ena arten saknas. Båda metoderna ingår i ICES lista över prioriterade metoder för att upptäcka effekter av miljögifter.

Biomarkörer styrker orsakssamband

Hur uppstår embryoskadorna och hur går det att skilja effekter som orsakas av miljögifter från andra stressfaktorer som syrebrist, temperatur och födobrist? För att ta reda på detta analyserades nyligen enzymaktiviteten i vitmärlor från samma fältstudie. Resultaten stämmer väl överens med embryoskadorna. Honor som hade missbildade och membranskadade embryon hade också förhöjda värden av biomarkören ORAC (kapacitetet att absorbera antiodixanter).

Ju fler missbildade embryon det var i kullen, desto högre ORAC-värden hos honorna. Aktiviteten i den viktiga signalsubstansen i nervsystemet, acetylkolinesteras (AChE), minskar vanligen i organismer som utsätts för vissa miljögifter, till exempel PCB och dioxiner, och enzymet fungerar därigenom som en biomarkör. Det här är något som har framkommit i tidigare studier av vitmärla. I fältstudien minskade AChE-aktiviteten hos honor med många membranskadade embryon i kullen. Variationen i dessa biomarkörer kunde till stor del förklaras av olika kombinationer av tungmetaller, PAH:er och PCB:er.

Miljövariabler spelar roll

Förutom miljögifter bidrar flera andra variabler till att förklara variationen i embryoskador och biomarkörer mellan olika provtagningsområden. Såväl mängden organiskt kol i sedimentet, som vattnets salthalt och djup påverkar förhållandet mellan biomarkörer och föroreningar. När det gäller avstannad embryoutveckling är denna typ av skada vanligare längre norrut i Östersjön, och den korrelerar därför negativt med salthalt och även bottendjup.

Vitmärlor

Sämre tillgång på näring har länge ansetts vara den främsta orsaken till att vitmärlans embryon stannar i utvecklingen, men miljögifter som PAH:er och metaller verkar alltså också kunna ge upphov till denna skada. Däremot påverkade inte mängden organiskt kol i sedimentet förekomsten av embryon med avstannad utveckling. Kopplingen mellan mängden organiskt kol i sedimentet och kullstorleken hos vitmärlan var även den svag, vilket tyder på att mängden organiskt kol är ett för grovt mått på näringsstatus i sedimentet. Framöver kommer data från miljö­övervakningen av växtplanktonblomningar användas i analyserna. Tidigare studier från både Bottenhavet och Vättern har visat att växtplankton kan öka kullstorleken och samtidigt minska vissa embryoskador hos vitmärlan.

FAKTA: Havsmiljödirektivet och effektindikatorer

Havsmiljödirektivet syftar till att alla havsområden inom EU ska ha uppnått så kallad god miljöstatus till år 2020, bland annat ska föroreningar inte förekomma i sådana koncentrationer att de kan ge upphov till skadliga effekter. Biologiska effekt-indikatorer är en förutsättning för att kunna bedöma effekterna av de komplexa blandningar av miljögifter som Östersjöns djur utsätts för och att utvärdera effekten av genomförda åtgärder för att minska miljögiftsbelastningen.

Ekosystembaserad förvaltning

Ett av målen med Havsmiljödirektivet är en ekosystembaserad förvaltning. Det innebär att biologiska effekter på fler olika nivåer analyseras tillsammans med miljödata. Om vitmärla används skulle det se ut så här:

  • subcellulär nivå, till exempel enzymaktivitet och andra biomarkörer,
  • populationsnivå, till exempel embryoskador som påverkar reproduktionsframgången,
  • ekosystemnivå, till exempel födonischens storlek som påverkar omsättning av organiskt material.

Miljödata kan till exempel vara växtplanktonblomningens intensitet och artsammansättning eller syreförhållanden i bottnarna.

Arbetet med att utveckla embryoskador som indikatorer har nu börjat på allvar och det innebär att bedöma den ekologiska statusen i de olika regionerna med hjälp av vitmärlan.