From mesenteric lymph nodes to the rest of the body: Microplastic translocation and accumulation in subsistence harvested eastern Chukchi Sea beluga whales

In den entlegenen, eisigen Gewässern der Arktis dient der Belugawal als lebendiger Barometer für die Gesundheit seiner Umgebung. Diese langlebigen, intelligenten Säugetiere legen riesige Distanzen zurück und fressen eine große Vielfalt an Beute, was sie zu hervorragenden Indikatoren dafür macht, was im Nahrungsnetz geschieht. Seit Jahrzehnten nutzen Wissenschaftler sie, um traditionelle Schadstoffe wie Schwermetalle und Industriechemikalien zu verfolgen, die sich in den Körpern von Tieren an der Spitze der Nahrungskette anreichern. Eine neuere und weitaus sichtbarere Bedrohung ist jedoch aufgetaucht: Mikroplastik. Dies sind winzige Fragmente aus Kunststoff, die von der Größe eines Sandkorns bis hin zu einer kleinen Perle reichen und entweder von größeren Gegenständen zerfallen sind oder so hergestellt wurden. Sie sind mittlerweile überall zu finden, von den tiefsten Gräben des Ozeans bis zu den höchsten Berggipfeln. Da diese Partikel so klein sind, können sie von winzigen Meerestieren gefressen werden und wandern so die Nahrungskette hinauf, bis sie schließlich große Raubtiere erreichen. Die entscheidende Frage für die Wissenschaft ist nicht nur, ob diese Tiere Plastik fressen, sondern was mit dem Plastik passiert, sobald es sich in ihrem Körper befindet. Bleibt es im Darm oder gelangt es in andere Organe, was im Laufe eines Lebens potenziell Schaden anrichten kann?

Ein Forscherteam machte sich daran, diese Frage zu beantworten, indem es männliche Belugawale untersuchte, die von Alaska Natives für den Subsistenzfang erlegt wurden. Diese Wale, die im östlichen Tschuktschenmeer leben, boten eine seltene Gelegenheit, das innere Gewebe gesunder, frei lebender Tiere zu untersuchen. Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf fünf spezifische Teile des Körpers des Wals: die Leber, die Nieren, den Muskel, die dicke Schicht des Blubbers und einen Satz kleiner Drüsen, die mesenterialen Lymphknoten genannt werden. Diese Lymphknoten sind Teil des Immunsystems und sitzen in der Nähe des Darms; sie fungieren als eine Art Kontrollpunkt, an dem der Körper Substanzen aus dem Verdauungstrakt filtert. Die Forscher wollten sehen, ob das Mikroplastik einfach nur durch den Darm passierte oder ob es in die Blutbahn überging und sich in verschiedenen Geweben absetzte. Sie wollten auch wissen, ob ältere Wale mehr Plastik in sich trugen als jüngere, was darauf hindeuten würde, dass das Plastik im Laufe der Zeit akkumuliert, und ob die Art der Nahrung, die die Wale fraßen, beeinflusste, wie viel Plastik sie in sich trugen.

Um das Plastik zu finden, musste das Team die Gewebe des Wals sorgfältig aufschließen. Sie lösten Proben von Muskeln, Leber, Niere und Blubber in einer chemischen Lösung auf, die das organische Material entfernte, aber das Plastik zurückließ. Anschließend filterten sie die Flüssigkeit durch ein feines Netz, um die winzigen Partikel aufzufangen. Um sicherzustellen, dass sie nicht Staub oder Fasern aus dem Labor zählten, führten sie strenge Kontrollen durch, einschließlich leerer Filter, die der Luft ausgesetzt waren, sowie Filtern, die ohne Walgewebe verarbeitet wurden. Sobald sie die Partikel isoliert hatten, zählten sie sie und maßen ihre Größe und Farbe. Die meisten der gefundenen Partikel waren Fasern, wahrscheinlich von Kleidung oder Seilen, und sie kamen in verschiedenen Farben vor, wobei Klar, Schwarz und Blau am häufigsten waren.

Die Ergebnisse zeigten ein klares Muster darin, wo das Plastik landete. Die mesenterialen Lymphknoten enthielten die höchste Konzentration an Mikroplastik, signifikant mehr als Muskel, Nieren oder Blubber. Dies deutet darauf hin, dass diese Knoten als primärer Ort fungieren, an dem der Körper die Plastikpartikel nach deren Verzehr einfängt, möglicherweise als Teil einer Immunreaktion. Während die Lymphknoten das meiste Plastik enthielten, wiesen die anderen Gewebe dennoch messbare Mengen auf. Die Leber, die für das Filtern von Toxinen aus dem Blut verantwortlich ist, enthielt mehr Plastik als der Muskel oder die Nieren, obwohl der Unterschied statistisch nicht signifikant war. Das Blubber, ein Fettgewebe mit weniger Blutfluss, wies die geringste Menge an Plastik auf. Diese Verteilung deutet darauf hin, dass das Plastik über die Blutbahn zu diesen Organen reist, anstatt nur im Darm zu verweilen.

Vielleicht war der bedeutendste Befund im Zusammenhang mit dem Alter der Wale. Die Forscher untersuchten das Muskelgewebe männlicher Wale verschiedener Altersgruppen, wobei sie die Körperlänge und die Hautfarbe als Stellvertreter für ihr Alter verwendeten. Sie fanden heraus, dass ältere Wale höhere Konzentrationen an Mikroplastik in ihren Muskeln aufwiesen als jüngere. Dies deutet darauf hin, dass Mikroplastik nicht einfach nur den Körper passiert und ausgeschieden wird; es bleibt zurück und reichert sich im Laufe des Lebens des Wals an. Dieser Prozess, bekannt als Bioakkumulation, legt nahe, dass der Körper eines Wals mit zunehmendem Alter zu einem Reservoir für diese Partikel wird. Die Studie fand jedoch auch heraus, dass die Art der Nahrung, die die Wale fraßen, keine Rolle zu spielen schien. Durch die Analyse der chemischen Zusammensetzung des Muskels konnten die Forscher bestimmen, was die Wale fraßen und wo sie jagten, aber diese Faktoren korrelierten nicht damit, wie viel Plastik sie in sich trugen. Dies impliziert, dass die Akkumulation eher durch das Vergehen der Zeit und die Physiologie des Wals als durch spezifische Fressgewohnheiten vorangetrieben wird.

Als das Team versuchte, genau zu identifizieren, um welche Art von Plastik es sich handelte, erwies sich die Aufgabe als schwierig. Nur ein kleiner Bruchteil der isolierten Partikel war groß genug oder klar genug, um mit Sicherheit identifiziert zu werden. Unter denen, die sie identifizieren konnten, war die häufigste Art Polyethylenterephthalat, ein Kunststoff, der oft in Kleidungsfasern und Flaschen verwendet wird. Sie fanden auch Spuren von Polyethylen, Polypropylen und Nylon. Dass sie so wenig identifizierbares Plastik fanden, liegt wahrscheinlich daran, dass die Partikel so klein waren und durch den Verdauungsprozess sowie die Umgebung verändert worden waren, was die Übereinstimmung mit bekannten Kunststofftypen erschwerte. Trotz der Schwierigkeiten bei der Identifizierung ist das Vorhandensein dieser spezifischen Kunststoffe bemerkenswert, da sie häufig mit Textilfasern assoziiert werden, die eine Hauptquelle für Mikroplastikverschmutzung in den Ozeanen darstellen.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Mikroplastik nicht nur ein oberflächliches Problem für die arktischen Wale ist, sondern tief in deren Gewebe eindringt und dort verbleibt. Die hohe Konzentration in den Lymphknoten deutet darauf hin, dass diese Organe eine Schlüsselrolle beim Einfangen der Partikel spielen, während die Ansammlung in den Muskeln älterer Wale zeigt, dass der Körper sie nicht leicht wieder loswerden kann. Obwohl die Forscher keine Beweise dafür fanden, dass das Plastik basierend auf der Ernährung der Wale in der Nahrungskette aufsteigt, wirft die Tatsache, dass es sich im Laufe eines Lebens anreichert, Fragen hinsichtlich der langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen auf. Wenn diese Partikel das Immunsystem oder den Stoffwechsel der Wale stören, könnte dies schwerwiegende Folgen für die Population haben. Die Ergebnisse ergänzen die wachsende Zahl von Belegen dafür, dass Mikroplastik ein allgegenwärtiger Schadstoff in der Arktis ist – ein Schadstoff, der sich still und leise in den Körpern ihrer ikonischsten Bewohner festsetzt.