Die Quecksilber-Entgiftungskraft der Natur für die globale Lebensmittelsicherheit nutzen
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Immer mehr wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass Primärproduzenten - einschließlich Pflanzen und Phytoplankton - über eine bisher übersehene Fähigkeit verfügen, Methylquecksilber, eines der stärksten Neurotoxine, die in den globalen Nahrungsnetzen zirkulieren, intern abzubauen und zu entgiften. Dieser neu identifizierte In-vivo-Demethylierungsweg wandelt Methylquecksilber schnell in weniger toxisches anorganisches Quecksilber um, das anschließend zu gasförmigem Hg⁰ reduziert und wieder in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die Entdeckung füllt eine entscheidende Wissenslücke, die erklärt, warum ein starker Rückgang der Quecksilberemissionen nicht proportional zu einer geringeren Methylquecksilberbelastung des Menschen führt. Durch die Begrenzung des Eintritts von Methylquecksilber im frühesten Stadium der Nahrungskette bietet dieser natürliche Prozess neue Möglichkeiten zum Schutz der Lebensmittelsicherheit, der Gesundheit von Ökosystemen und globaler Strategien zur Quecksilberreduzierung.
Der Zusammenhang zwischen anthropogenen Quecksilberemissionen, menschlicher Methylquecksilberbelastung und den Zielen für nachhaltige Entwicklung (SDGs). Quecksilber reichert sich in der Nahrungskette an und stellt eine ernsthafte Bedrohung für die Tierwelt und die menschliche Gesundheit dar, insbesondere für die Intelligenz, und behindert die Verwirklichung der SDGs, einschließlich SDG 1 (keine Armut), SDG 2 (kein Hunger), SDG 3 (gute Gesundheit und Wohlbefinden), SDG 6 (sauberes Wasser und sanitäre Einrichtungen), SDG 13 (Klimaschutz), SDG 14 (Leben unter Wasser) und SDG 15 (Leben an Land).
Eco-Environment & Health
Die Quecksilberverschmutzung stellt nach wie vor eine anhaltende globale Gesundheits- und Umweltbedrohung dar, wobei Methylquecksilber aufgrund seiner extremen Biomagnifikation in Nahrungsnetzen ein besonders hohes Risiko darstellt. Obwohl das Minamata-Übereinkommen über Quecksilber die anthropogenen Quecksilberemissionen erfolgreich eingedämmt hat, bestehen nach wie vor große Unsicherheiten darüber, wie sich die Emissionsreduzierung letztlich auf den Methylquecksilbergehalt in unseren Lebensmitteln und damit auf die Exposition über die Nahrung auswirkt. Das traditionelle Verständnis konzentriert sich auf den photochemischen und mikrobiellen Abbau in Böden, Sedimenten und Oberflächengewässern, bevor Methylquecksilber in die Nahrungskette gelangt. Die anhaltenden Diskrepanzen zwischen den Quecksilbertrends in der Atmosphäre und der biologischen Methylquecksilberbelastung deuten jedoch auf nicht berücksichtigte Umwandlungsprozesse hin, die die Quecksilberemission von der Methylquecksilberbelastung entkoppeln. Aufgrund dieser ungelösten Probleme ist eine eingehendere Untersuchung der biologischen Methylquecksilberumwandlungen dringend erforderlich.
Ein gemeinsames Forschungsteam der Universität Nanjing und anderer kooperierender Institute veröffentlichte am 7. November 2025 einen Artikel in der Zeitschrift Eco-Environment & Health (DOI: 10.1016/j.eehl.2025.100199), der überzeugende Beweise für einen bisher nicht erkannten biologischen Weg zur Demethylierung und Entgiftung von Methylquecksilber in Landpflanzen und Phytoplankton liefert. Die Autoren fassen neuere Experimente mit mehreren Arten zusammen und zeigen, wie diese Organismen Methylquecksilber schnell abbauen und einen Großteil des dabei entstehenden gasförmigen Hg⁰ in die Atmosphäre abgeben. Ihre Bewertung stellt lang gehegte Annahmen über den Quecksilberkreislauf in Frage und bietet eine neue Grundlage für die Bewertung und Förderung globaler Minderungsbemühungen.
Die P erspektive stützt sich auf neuere Studien, die zeigen, dass acht Pflanzenarten und mehrere Phytoplanktontaxa eine unerwartet starke Methylquecksilber-Demethylierungskapazität aufweisen. Anstatt lediglich als Methylquecksilber-Akkumulatoren zu dienen, wandeln diese Organismen bis zu 86 % des aufgenommenen Methylquecksilbers intern in anorganisches Quecksilber um und reduzieren es innerhalb weniger Tage zu gasförmigem Hg⁰. Entscheidend für diese Umwandlung ist eine bisher übersehene, lichtunabhängige Reaktion, die durch intrazellulären Singulett-Sauerstoff ausgelöst wird, eine häufig vorkommende reaktive Sauerstoffspezies, die die verlängerte Kohlenstoff-Quecksilber-Bindung in Methylquecksilber-Thiol-Komplexen angreift. Dieser Abbau verläuft genauso schnell wie oder sogar schneller als die bekannten photolytischen und mikrobiellen Wege.
Da Primärproduzenten den größten Teil der Biomasse auf der Erde ausmachen, trägt ihre kollektive Demethylierungsaktivität wahrscheinlich wesentlich zum atmosphärischen Hg⁰-Pool bei. Die Autoren argumentieren, dass die Ausklammerung dieser biologischen "Pumpe" aus den Modellen für den Quecksilberkreislauf zu großen Unsicherheiten bei der Vorhersage des Methylquecksilber-Transfers in Nahrungsnetze und bei der Bewertung der Wirksamkeit globaler Maßnahmen zur Quecksilberreduzierung führt. Der neu identifizierte Weg liefert eine mechanistische Erklärung dafür, warum die Verringerung der Quecksilberemissionen oft nur zu einem bescheidenen Rückgang der Methylquecksilberbelastung bei Menschen und Wildtieren führt.
Die Autoren betonen, dass die Anerkennung dieses verborgenen Demethylierungsweges für eine genaue Bewertung globaler Quecksilberkontrollstrategien von wesentlicher Bedeutung ist. Sie weisen darauf hin, dass der von Primärproduzenten vermittelte Abbau von Methylquecksilber, der vor dem trophischen Transfer stattfindet, den Methylquecksilbergehalt in Nutzpflanzen, Wasserorganismen und letztlich in der menschlichen Ernährung deutlich beeinflussen kann. Nach Ansicht des Forscherteams müssen künftige Überwachungs- und Modellierungsrahmen die Umwandlung auf Organismusebene einbeziehen, um Fehlinterpretationen von Umwelttrends oder eine Unterschätzung der natürlichen Entgiftung zu vermeiden. Ein solch verfeinertes Verständnis, so argumentieren sie, ist entscheidend für einen sinnvollen Schutz der Lebensmittelsicherheit, der Gesundheit von Wildtieren und des öffentlichen Wohlergehens.
Dieser neu entdeckte biologische Weg eröffnet vielversprechende Möglichkeiten für ein nachhaltiges Quecksilbermanagement. Die Verbesserung der durch reaktive Sauerstoffspezies vermittelten Demethylierung in Nutzpflanzen könnte den Methylquecksilbergehalt in wichtigen Lebensmitteln wie Reis verringern, während naturbasierte Ansätze mit Phytoplankton oder Wasserpflanzen die Sanierung kontaminierter Gewässer unterstützen könnten. Die Autoren rufen dazu auf, Bemühungen zur Emissionsreduzierung mit einer gezielten Verbesserung der Demethylierung in der landwirtschaftlichen Produktion, der Lebensmittelverarbeitung und dem Ökosystemmanagement zu verbinden. Die Einbeziehung dieses Weges in globale Quecksilberkreislaufmodelle wird genauere Vorhersagen der Exposition des Menschen und des Umweltrisikos ermöglichen und letztlich Fortschritte in Richtung Ernährungssicherheit, gesündere Ökosysteme und nachhaltige Entwicklungsziele fördern.
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