L’inquinamento da mercurio e il suo impatto sull’avifauna amazzonica
Le concentrazioni di mercurio, il terzo metallo più tossico dopo l’arsenico e il piombo, continuano ad aumentare a causa delle attività umane e rappresentano una grave minaccia per gli ecosistemi di tutto il mondo. I metalli pesanti tendono a persistere nell’ambiente, ad accumularsi nei tessuti animali, ad amplificarsi lungo la catena alimentare e a causare numerosi effetti negativi sulla salute di uomini e animali. Nell’Amazzonia occidentale si ritiene che l’estrazione dell’oro artigianale e su piccola scala (ASGM) sia una delle maggiori fonti di emissioni di mercurio dove, in conseguenza di tali attività, la deposizione nei corpi idrici è aumentata notevolmente. La comprensione dei cambiamenti genomici indotti dall’esposizione al mercurio, insieme ai suoi effetti evolutivi sulle popolazioni e sulle specie nel corso del tempo, contribuirà a stimare il costo per la fauna selvatica e gli ecosistemi. Inoltre, farà luce sull’esposizione delle comunità umane a rischi analoghi. «Individuando i meccanismi con cui gli uccelli si adattano all’inquinamento da mercurio a lungo termine, possiamo sviluppare strategie per mitigarne l’impatto sugli uccelli, sugli esseri umani e su altre specie», afferma Tali Magory Cohen, ricercatrice principale del progetto AMAZON_MERCURY, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie.
Il sequenziamento genomico indica una risposta evolutiva al mercurio ambientale
Il progetto si è concentrato su piscivori, innanzitutto il martin pescatore, insettivori, primariamente la rondine dalle ali bianche, e granivori, principalmente il cardinale ciuffo rosso. Queste specie rappresentano al meglio questa regione, grazie a un’abbondante presenza e alle dimensioni variabili (14-304 g). Magory Cohen, che ha condotto la sua ricerca presso il Centro di Ologenomica evolutiva dell’Università di Copenaghen, sotto la supervisione di Tom Gilbert, spiega che il team ha catturato alcune specie aggiuntive, laddove possibile e nel rispetto delle autorizzazioni. Sequenziando il genoma (DNA) e il trascrittoma (RNA) degli uccelli, AMAZON_MERCURY ha esaminato diverse prospettive del cambiamento evolutivo in atto. Come sottolinea l’autrice: «Mentre in genere i cambiamenti genomici rappresentano modifiche che si verificano nel corso di più generazioni, quelli del trascrittoma possono essere misurati a livello individuale e sono ritenuti più immediati.» In collaborazione con l’Università della California, a Davis, dove è stata supervisionata da Rachael Bay, Magory Cohen ha misurato il mercurio in campioni ambientali e biologici. Il suo obiettivo era definire la correlazione tra il mercurio disponibile nell’ambiente e le concentrazioni nei tessuti degli uccelli, quali il sangue e le piume. «Abbiamo confrontato i livelli di mercurio tra esemplari storici e campioni contemporanei di uccelli catturati nella stessa regione, per comprendere il ruolo dei processi ASGM recenti come fonte dell’inquinamento da mercurio».
Impatto del mercurio nelle aree non protette dell’Amazzonia occidentale
I risultati del progetto hanno indicato che i livelli di mercurio risultavano più elevati nei sedimenti lacustri delle aree non protette, dove si svolgevano attività di estrazione dell’oro a livello artigianale e su piccola scala. Ciò corrispondeva ai processi biochimici già noti di metilazione del mercurio ionico da parte dei batteri dei sedimenti. I livelli di mercurio negli uccelli sono risultati significativamente più alti in quelli prelevati in aree non protette, mentre i livelli dell’ormone dello stress, il corticosterone, sono risultati significativamente più bassi negli uccelli in cui la presenza di mercurio era più elevata, suggerendo uno stato di salute compromesso. Magory Cohen ha anche individuato geni che si attivavano in modo diverso negli uccelli con alti livelli di mercurio. Molti di questi geni erano legati all’attività enzimatica e alle funzioni cellulari e alcuni erano stati precedentemente individuati in relazione alle risposte alla tossicità. Cohen osserva: «Ciò suggerisce che uno dei meccanismi coinvolti nella risposta all’esposizione al mercurio di lungo periodo è la regolazione dell’espressione genica specifica, che porta a un effetto diretto sull’individuo e a possibili effetti indiretti sulla popolazione degli uccelli e sulla biodiversità complessiva.» Prevedibilmente, date le informazioni disponibili sulle caratteristiche della biomagnificazione del mercurio nella catena alimentare, i piscivori sono stati i più colpiti dall’inquinamento ambientale da mercurio. Rispetto agli insettivori e ai granivori, sono state rilevate concentrazioni più elevate di mercurio nei tessuti, variazioni più significative nei livelli di ormoni dello stress e differenze più evidenti nei modelli di espressione genica. «È importante rendersi conto che l’impatto sulla salute e le conseguenze evolutive, pur essendo state valutate negli uccelli, possono essere rilevanti anche per gli esseri umani. I nostri dati suggeriscono che l’inquinamento ambientale da mercurio rappresenta una minaccia per la biodiversità», spiega Magory Cohen.
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