Внесение наземной органики вызывает двойные эффекты на накопление метилртути в прибрежных планктонных пищевых сетях

Почему это исследование важно для морепродуктов и прибрежной жизни

Ртуть в морепродуктах является проблемой для здоровья во всём мире, особенно в её наиболее токсичной форме — метилртути, которая вредит нервной системе человека. Это исследование задаёт на первый взгляд простой, но имеющий большие последствия вопрос: когда изменение климата и использование земель приводят к увеличению количества бурой, лиственной органики, поступающей с суши в прибрежные моря, приведёт ли это к большему или меньшему содержанию метилртути в пищевой цепочке? Воссоздав миниатюрные прибрежные экосистемы в больших резервуарах, исследователи показали, что эти наземные поступления могут как усиливать, так и подавлять накопление метилртути в планктоне — мелких дрейфующих организмах, составляющих основу морских пищевых сетей. Понимание этой борьбы критично для прогнозирования будущих рисков для рыб, дикой природы и людей, зависящих от океана как источника пищи.

Бурая вода, текущая с суши в море

Реки и стоки переносят огромные количества растворённой органики из почв и лесов в прибрежные воды. Эта «бурая вода» затемняет море, меняет доступность питательных веществ и изменяет химию металлов, таких как ртуть. В северной части Балтийского моря такие поступления уже увеличиваются и, как ожидается, будут расти по мере усиления осадков и стока рек под влиянием изменения климата. Команда установила двенадцать высоких закрытых бассейнов, наполненных эстуарной водой, и добавила разные количества наземной органики, создав четыре условия — от типичных нынешних уровней до ожидаемых при более выраженном потемнении прибрежных вод. Они также добавили тщательно отмеренные изотопы неорганической ртути и метилртути, что позволило отслеживать перемещение металла в воде и его проникновение в планктон.

Миниатюрные моря и оживлённые микробные миры

В течение пяти недель в бассейнах сформировались разные, но во всех случаях ярко выраженные «бактерио‑управляемые» пищевые сети. С увеличением поступлений наземного материала вода становилась темнее, свет для фотосинтезирующих водорослей уменьшался, и продукция бактерий росла, занимая доминирующее положение в основе пищевой сети. Мелкие гетеротрофные организмы, такие как жгутиконосцы и инфузории размером менее 20 микрометров, становились более многочисленными, формируя многоступенчатую цепочку от бактерий к протозоям и дальше к зоопланктону. В таких сложных гетеротрофных сетях метилртуть может эффективно биомагнифицироваться по мере перехода с одного трофического уровня на следующий, что потенциально повышает концентрации в зоопланктоне, поедающем рыбы.

«Липкие» серосодержащие соединения, блокирующие ртуть

Одновременно с наземной органикой в воду поступало больше растворённых серосодержащих групп, известных как тиолы, которые находятся на органических молекулах в воде. Эти тиолы прочно связывают метилртуть, формируя комплексы, которые гораздо труднее усваиваются клетками планктона. Исследователи оценили уровни тиолов по измерениям растворённого углерода и ранее полученным полевым данным, показав, что концентрации тиолов возрастают непропорционально при увеличении наземных поступлений. В результате, хотя в воде при более высоких поступлениях действительно было больше растворённой метилртути, её «свободная» и доступная часть сокращалась. Этот химический эффект противодействует биологическому усилению, связанному с удлинением и усилением гетеротрофных пищевых цепочек.

Отслеживание метилртути в планктоне

Чтобы выяснить, как уравновешиваются эти противоположные силы, команда собрала планктон по нескольким размерным классам в конце эксперимента и рассчитала факторы бионакопления — показатель того, насколько метилртуть накапливается в организмах по отношению к окружающей воде. Во всех обработках эти факторы были высокими, что отражает эффективность бактериально‑обусловленных сетей. Тем не менее в пределах самого этого эксперимента среднее бионакопление действительно снижалось по мере увеличения наземной органики и уровней тиолов, несмотря на более выраженную доминацию бактерий. Когда авторы объединили свои данные с предыдущим мезокосменным исследованием, охватывавшим более низкий диапазон бактериальной активности и концентраций тиолов, проявилась чёткая картина: накопление метилртути в планктоне возрастает с долей продукции, приходящейся на бактерии, но уменьшается с ростом концентрации тиолов в растворённой органике. Простая статистическая модель с двумя факторами объясняла около 90 процентов вариации бионакопления во всех обработках.

Что это означает для побережий, озёр и нашей тарелки

Для неспециалиста ключевой вывод таков: больше бурой воды с суши не означает автоматически больше или меньше ртути в морепродуктах — это активирует два конкурирующих механизма. Дополнительная наземная органика смещает пищевые сети в сторону более длинных, бактериально‑обусловленных путей, которые усиливают метилртуть по цепочке, но также приносит серосодержащие группы, которые связывают метилртуть в растворённые комплексы и затрудняют её поглощение планктоном. Конечный результат зависит от баланса между этими процессами. Прибрежные районы с очень активными бактериальными пищевыми сетями, но лишь умеренным содержанием тиол‑богатой органики — условия, подобные опорным бассейнам в этом исследовании — могут столкнуться с наибольшим накоплением метилртути и заслуживают особого мониторинга. По мере того как изменение климата затемняет многие северные прибрежные воды, включение в оценку и структуры пищевых сетей, и химии органического вещества станет необходимым для прогнозирования будущих рисков для рыб и людей, которые их едят.

Цитирование: 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

Ключевые слова: метилртуть, прибрежные пищевые сети, наземная органика, растворённый органический углерод, загрязнение моря