Nelle zone umide d'acqua dolce della regione dei Grandi Laghi, l'accumulo di mercurio nelle piante rappresenta un grave problema per la salute umana. In uno studio del 2018, i ricercatori hanno mostrato l'influenza della vegetazione delle zone umide nella regolazione della tossicità del mercurio in un estuario dei Grandi Laghi. Credito:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti
Incendi boschivi, uso del carbone, e altre attività emettono mercurio. I microbi delle zone umide lo trasformano in una neurotossina. Nelle zone umide d'acqua dolce della regione dei Grandi Laghi, un team ha mostrato l'influenza della vegetazione delle zone umide nella regolazione della tossicità del mercurio. Hanno anche dimostrato che una maggiore produzione di mercurio tossico in alcune aree con vegetazione è associata a tre fattori:(1) degradazione della materia organica disciolta, che proviene da piante in decomposizione e altre fonti, (2) uno spostamento della comunità microbica verso i microbi fermentativi (come quelli usati nella panificazione), e (3) cambiamenti nella struttura del microbioma verso le specie Clostridia.
Il mercurio nelle zone umide diventa tossico metilmercurio a causa di un processo principalmente microbico noto come metilazione del mercurio. Storicamente, non si pensava che i microbi in fermentazione influenzassero questo processo. Questo studio mostra che lo fanno insieme ad altri fattori. I risultati offrono informazioni sulle condizioni che portano alla produzione di metilmercurio tossico. Tali informazioni potrebbero aiutare a migliorare il monitoraggio della contaminazione da mercurio negli estuari (dove la marea incontra il flusso) nei Grandi Laghi.
In questo studio, il team ha utilizzato microcosmi anossici con sedimenti provenienti dalle aree costiere dell'estuario del fiume St. Louis del Lago Superiore. I sedimenti contengono un retaggio di contaminazione da mercurio proveniente dal trasporto marittimo e dall'industria. La ricerca del team ha rivelato una maggiore capacità relativa di metilazione del mercurio nei sedimenti vegetati rispetto a quelli non vegetati. Però, hanno anche dimostrato che il ciclo del mercurio nei sedimenti non vegetali poveri di nutrienti è suscettibile agli input di materia organica disciolta sotto forma di percolato vegetale. La materia organica disciolta regola la produzione di metilmercurio perché le sue interazioni chimiche modificano la biodisponibilità del mercurio e supportano la crescita di tipi specifici di comunità microbiche. Con l'aggiunta di percolato, questi microcosmi non vegetati producevano sostanzialmente più metilmercurio dei microcosmi non modificati. Anche, questi microcosmi hanno mostrato un marcato aumento delle specie di Clostridi batterici.
I clostridi hanno il potenziale genetico per metilare il mercurio, ma non sono stati considerati tra i microbi primari responsabili della tossicità del mercurio. Questi microbi fermentano la materia organica recalcitrante. Oltre alla loro maggiore abbondanza, un'analisi del loro metabolismo ha suggerito un aumento della fermentazione correlata alla produzione di metilmercurio. L'analisi metagenomica ha supportato sia un aumento dei Clostridi che la fermentazione.