הכנסת חומר אורגני יבשתי גורמת להשפעות כפולות על הצטברות מתילמסרטן במערכות מזון פלנקטוניות חופיות

מדוע המחקר הזה חשוב לדגים ולחיי החוף

כספית במזון ימי מהווה דאגה בריאותית עולמית, במיוחד בצורתה הרעילה ביותר, מתילמרקורי, שיכולה לפגוע במערכת העצבים האנושית. המחקר שואל שאלה שמתחילה פשוטה אך בעלת השלכות רחבות: כאשר שינויי אקלים ושימוש בקרקע גורמים ליותר חומר אורגני חום‑עלים מהיבשה לזרום אל הימים החופיים, האם מחר תהיה יותר או פחות מתילמרקורי בשרשרת המזון הימית? באמצעות יצירת מערכות חופיות מוקטנות במיכלים גדולים, הראו החוקרים כי תוספות יבשתי אלה יכולות גם להגביר וגם לדכא את הצטברות המתילמרקורי בפלנקטון, היצורים הזעירים שמהווים את יסוד רשתות המזון הימיות. הבנת המאבק הזה הכרחית לחיזוי הסיכונים העתידיים לדגים, לחיות בר ולאנשים התלויים בים כמקור מזון.

מים חומים הזורמים מהיבשה לים

נהרות ונגרות נושאים כמויות עצומות של חומר אורגני מומס מקרקעות ויערות אל המים החופיים. "מים חומים" אלה צובעים את הים, משנים את אספקת המזון ומטלטלים את כימיית המתכות כמו כספית. במפרץ הבלטי הצפוני, תוספות כאלה כבר גוברות וצפויות לגדול ככל ששינויי האקלים מחזקים את ערכי המשקעים וזרימת הנהרות. הצוות הקים שנים‑עשר מיכלים פנימיים גבוהים מלאים במי שפכי נהר והוסיף כמויות שונות של חומר אורגני יבשתי ליצירת ארבע תנאים — מרמות טיפוסיות של היום ועד לרמות צפויות במים עתידיים כהים יותר. הם גם הוסיפו איזוטופים מדודים של כספית אנאורגנית ומתילמרקורי, מה שאיפשר להם לעקוב כיצד המתכת זזה במים ובתוך הפלנקטון.

ימים זעירים ועולמות חיידקיים הומים

במשך חמש שבועות התפתחו במיכלים רשתות מזון מובחנות אך כולן נשלטו בחוזקה על‑ידי חיידקים. ככל שהתווסף חומר יבשתי יותר, המים הפכו כהים יותר, האור לפוטוסינתזה של האצות ירד והייצור החיידקי עלה ודומיננטי בבסיס רשת המזון. יצורים זעירים הטרוטרופים כגון פלאגלטים וציליאטים מתחת ל‑20 מיקרומטר התרבו והפכו לשכיחים יותר, ויצרו שרשרת רב‑שלבית מחיידקים לפרוטוזואה ולזואופלנקטון. ברשתות כה מורכבות והטרוטרופיות, מתילמרקורי יכול להתמגנט ביו‑למעלה ביעילות כשהוא עובר מרמה תזונתית אחת לשנייה, מה שעלול להעלות את הריכוזים בזואופלנקטון שאותם יאכלו דגים מאוחר יותר.

תרכובות גופרית דביקות שנקשרות לכספית

במקביל, החומר היבשתי הנוסף הביא עמו יותר קבוצות המכילות גופרית מומסות הידועות כניאול‑תיאולים (thiols), היושבות על מולקולות אורגניות במים. תיאולים אלה נקשרים בחוזקה למתילמרקורי ויוצרים קומפלקסים שקשה הרבה יותר לתאי הפלנקטון לספוג. החוקרים העריכו רמות תיאול מתוך מדידות פחמן מומס ונתוני שטח קודמים, והראו כי ריכוזי התיאול עלו באופן לא פרופורציונלי ככל שהתווספו קלטים יבשתייים. כתוצאה מכך, אף על פי שבמים עם קלט יבשתי גבוה היה בפועל יותר מתילמרקורי מומס, החלק "החופשי" והזמין שלו הצטמצם. אפקט כימי זה מנטרל חלקית את ההגברה הביולוגית הנובעת מרשתות מזון הטרוטרופיות ומורכבות יותר.

מעקב אחרי מתילמרקורי בתוך הפלנקטון

כדי לבדוק כיצד כוחות מנוגדים אלה מתאזנים, אסף הצוות פלנקטון בכמה קבוצות גודל בסוף הניסוי וחישב גורמי ביו‑הצטברות, מדד לכמה מתילמרקורי נאגר באורגניזמים ביחס למים שמסביב. בכל הטיפולים היו גורמים אלה גבוהים, מה שהשתקף ביעילות רשתות המזון המתבססות על חיידקים. עם זאת, בתוך הניסוי הזה בלבד ההצטברות הממוצעת ירדה בפועל ככל שרמות החומר האורגני היבשתי והתיאול עלו, למרות עליית הדומיננטיות החיידקית. כאשר המחברים שילבו את נתוניהם עם מחקר מסקוזם קודם שכיסה טווח נמוך יותר של פעילות חיידקית וריכוזי תיאול, התגלה דפוס ברור: הצטברות מתילמרקורי בפלנקטון עולה עם חלק הייצור המונע על‑ידי חיידקים, אך יורדת עם ריכוז התיאולים בחומר האורגני המומס. מודל סטטיסטי פשוט עם שני גורמים הסביר כ‑90 אחוז מהשונות בביו‑הצטברות בין כל הטיפולים.

מה משמעות הדבר לחופים, לאגמים ולצלחות שלנו

עבור הקורא שאינו מומחה, המסר המרכזי הוא כי יותר מים חומים מהיבשה אינם בהכרח משמעותם יותר או פחות כספית במאכלי ים — הם מפעילים שני מנגנונים מתחרים. חומר אורגני יבשתי נוסף דוחף רשתות מזון לנתיבים ארוכים יותר המבוססים על חיידקים שמגבירים את המתילמרקורי בשרשרת, אך הוא גם נושא קבוצות גופרית שנקשרות למתילמרקורי וגורמות לו להיסגר בתוך קומפלקסים מומסים שקשה יותר לפלנקטון לספוג. התוצאה הנקודתית תלויה באיזון בין התהליכים הללו. אזורים חופיים עם רשתות מזון חיידקיות פעילות מאוד אך רק רמות בינוניות של חומר אורגני עשיר בתיאולים — תנאים דומים למיכלי הייחוס במחקר זה — עלולים לסבול מהצטברות מתילמרקורי הגבוהה ביותר וראויים למעקב מיוחד. ככל ששינויי האקלים יכהו חלק מים חופיים צפוניים רבים, יהיה חיוני לשלב בהערכות סביבתיות גם את מבנה רשת המזון וגם את כימיית החומר האורגני כדי לצפות את הסיכונים העתידיים עבור דגים והאנשים שאוכלים אותם.

ציטוט: Skrobonja, A., Brugel, S., Soerensen, A.L. et al. Terrestrial organic matter input causes dual effects on methylmercury accumulation in coastal planktonic food webs. Commun Earth Environ 7, 314 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03470-7

מילות מפתח: מתילמרקורי, רשתות מזון חופיות, חומר אורגני יבשתי, פחמן אורגני מומס, זיהום ימי