Moderne miljøgifter endrer DNA-et til arktiske fugler

Klimaendringene forsterker effekten av miljøgifter i arktiske strøk. Nå undersøker forskere hvordan miljøgiftene skader arvematerialet til arktiske fugler.

MILJØGIFTBOMBE: Forskere undersøker nå hvordan kombinasjonen av moderne miljøgifter, som bromerte flammehemmere og vannavstøtende materialer, stresser arvematerialet til arktiske fugler. Foto: Yngve Vogt

På femti- og sekstitallet ble det nervelammende og ekstremt giftige stoffet DDT sett på som et vidundermiddel. Fjøsene ble fluefrie. Grønnsakene og frukten ble penere å se på. Uheldigvis ble dyre-livet skadet i Arktis. Det gikk verst ut over isbjørnen.

Nå truer langt mer moderne giftstoffer livet i nord. EU har allerede registrert 3000 stoffer som kan være potensielt farlige for naturen. De har rukket å regulere 300 av dem. De andre er fortsatt helt lovlige å bruke.

Her er det snakk om alt fra bromerte flammehemmere til vannavstøtende kjemikalier. Flammehemmerne skal gjøre det vanskelig for tekstiler og sofaer å brenne. De kan ligne på hormoner og feste seg til arvematerialet vårt. De vannavstøtende materialene brukes både i matpapir og i goretexjakker.

Felles for alle disse miljøgiftene er at de brytes svært sakte ned og kan skade dyrelivet. Konsentrasjonen av miljøgiftene øker jo høyere opp i nær-ingskjeden de kommer.

Stoffene har en tendens til å fordampe i varmere strøk og transporteres til kaldere områder, der de brytes enda saktere ned.

Konsentrasjonen av miljøgifter er i dag høyere i Arktis enn i Antarktis, men det betyr likevel ikke at effekten av miljøgiftene er lavere i Antarktis enn i Arktis.

– Poenget er hvordan blandingen av miljøgifter er satt sammen. Noen ganger kan giftene forsterke hverandre. Andre ganger kan de nulle hverandre ut, men vi vet fortsatt ikke hvordan de ulike cocktailbombene påvirker naturen, forteller stipendiat Norith Eckbo på Institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo. Under ledelse av professor Katrine Borgå skal hun sammenligne forekomsten av miljøgifter i Arktis og Antarktis og hvordan de påvirker miljøet.

Måler stress i fuglene

I sommer tok Norith Eckbo, sammen med masterstudent Ane Haarr, blodprøver for å måle stresset i genene til arktiske sjøfugler i Ny-Ålesund på Svalbard, som er en av verdens nordligste bosetninger. I vinter er Norith Eckbo på motsatt side av jorda. Der skal hun måle stresset i genene til sjøfugler ved den franske feltstasjonen Dumont d’Urville i Antarktis, flere tusen kilometer sør for det australske fastlandet.

– Sjøfuglene er varslerne på havet. De kan si noe om hvordan det står til i økosystemet og er derfor indikatorer på helsetilstanden i havet, sier Norith Eckbo.

Akkurat som hos oss mennesker, kan arvematerialet til fugler bli skadet av stress. Dette kalles oksidativt stress og er en helt naturlig prosess i cellene når vi og alle andre dyr lager energi.

Oppgaven til enzymer og antioksidanter er å reparere og opprettholde balansen.

Miljøgiftene kan dessverre forstyrre denne balansen og skade DNA-et.

I praksis skjer dette ved at endepunktene i kromosomene, som er en del av DNA-strengen til alle levende vesener, kortes ned. Disse endepunktene kalles for telomer. Det er helt vanlig at telomerene kortes ned, men det skjer langt fortere under oksidativt stress.

Stresset kan også føre til brudd på DNA-trådene. Alle celler har mekanismer som hele tiden prøver å reparere de ødelagte DNA-trådene, men jo mer stress cellene utsettes for her og nå, desto flere ødelagte DNA-tråder.

Forskerne undersøker sammenhengen mellom begge stresstypene og hvilken sammensetning av miljøgifter fuglene blir utsatt for.

– DNA-skaden gir svar på stressnivået hos fuglen den dagen blodprøven tas. Denne testen gir altså et snapshotbilde av fuglestresset der og da. Telomer-testen gir et bilde av hvor mye stress fuglen har vært utsatt for gjennom hele livet.

Blodet avslører matvanene. Sjøfuglene får i seg miljøgiftene via maten de spiser.

– Det er derfor viktig å forstå sammenhengen mellom miljøgiftene og dietten.

Blodprøven kan både gi et bilde av hva fuglen har spist de siste ukene og hvor fuglen befinner seg i næringskjeden.

Forskerne kan utrolig nok finne ut av hvor høyt oppe i næringskjeden fuglen er, ved å måle ulike typer nitrogenisotoper i blodprøven. En del sjøfugler spiser fisk. Noen fisk spiser andre fisk. Lenger nede i næringskjeden er dyreplankton. Bunnen i næringskjeden er planter og alger. De inneholder nitrogen. For hvert ledd som nitrogenet har gått igjennom, vil artene skille ut den lette nitrogen-isotopen raskere enn den tunge isotopen. Andelen av tungt nitrogen vil derfor øke oppover i næringskjeden.

– Ved å måle forholdet mellom tungt og lett nitrogen kan vi derfor si hvor langt oppe i næringskjeden fuglen er.

Blodprøven kan også gi et bilde av hvor fuglen har spist. Planter fra land, i fjæra eller i havoverflaten har sine helt spesielle karbonsignaturer. På samme måte som i nitrogen finnes det ulike typer karbonisotoper. Planter på land og alger i havet har ulike måter å ta opp karbon på under fotosyntesen. De vil derfor ha ulike profiler av karbon-isotopene. Men i motsetning til nitrogen endrer ikke karbonsignaturen seg oppover i næringskjeden.

– Vi kan derfor få et bilde av om fuglen har marin eller landlig diett. Dette er en svært viktig analyse for oss. Sjøfuglene får inn miljøgiftene via maten. Vi kan da sjekke hva de ulike fugleartene spiser, forklare forskjeller i nivåene i næringskjeden og effektene av de miljøgiftene vi måler, sier Norith Eckbo.

Teist og storjo

I Arktis undersøkte hun både teist, en svart sjøfugl med røde føtter og store, svarte og hvite flekker på vingene og storjo, en brunspraglet sjøfugl. I Antarktis skal hun undersøke sørjo, den sørlige fetteren til storjo, som er brunere på oversiden enn på undersiden, samt et par pingvinarter.

Forskerne skal også måle hvor mye miljøgifter fuglene har i blodet, for å se hvordan dette henger sammen med skadene på arvematerialet. Uheldigvis er denne analysen svært kostbar og utgjør brorparten av budsjettet. En enkelt prøve av femten miljøgifter koster så mye som ti tusen kroner.

– Vi skal her undersøke en del nye miljøgifter. Miljøgiftene reguleres etter tre kriterier; at de ikke brytes ned i naturen, at de er giftige, har negativ effekt og at de samles opp i næringskjeden.

Katrine Borgå påpeker at samfunnet har kontroll på de tradisjonelt farligste stoffene i industri og landbruk.

– Problemene i dag er de nye miljøgiftene fra hverdagsprodukter som sminke, sjampo, bilvoks, gortex, tekstiler og plast. Og selv om miljøgiften blir forbudt å produsere eller bruke i Norge eller i EU, er det fortsatt mulig å kjøpe produkter med disse farlige miljøstoffene i Kina. Når produksjonen skrus igjen i Europa, flyttes den ofte til andre deler av verden med en annen og mindre streng regulering av miljøgifter, forteller professor Katrine Borgå.

Hun er polarøkotoksikolog og har de siste tjue årene jobbet med giftstoffer i fugl i polare strøk.

– Det vi gjør i Arktis, betyr mye for internasjonale avtaler. Forekomsten av miljøgifter i Arktis er med på å styrke bevisbyrden for at et stoff er lite nedbrytbart, fordi miljøgiftene havner i et område langt unna produksjon og bruk. Dette er områder som skulle ha vært rene og som vi ønsker å bevare som rene, poengterer Katrine Borgå.

Hun forteller at metoden de bruker for å sjekke hvordan miljøgiftene skader DNA i fugl, er velbrukt på pattedyr, inkludert oss mennesker. Metoden er aldri tidligere blitt brukt på ferskt fugleblod.

Forskerne har en lang liste med miljøgifter som de skal se nærmere på. Listen samkjøres med Miljødirektoratet.

Klimaendringer gjør vondt verre

Katrine Borgå ønsker også å undersøke hvordan klimaendringene kan forsterke stresseffekten av miljøgiftene og gjøre det hele verre. 

I Antarktis har hennes franske kolleger vist at bestanden av kongepingviner er på vei ned og at det kan skyldes klimaendringer.

– Vi skal undersøke om det har vært endringer i sammensetningen av miljøgifter i pingvinene de siste femten årene og om dette kan ha en sammenheng med endringer i matfatet.

Her kan de bruke nitrogen- og karbonmetoden for å måle hva slags mat fuglene spiser og hvor høyt oppe i næringskjeden de er.

Uheldigvis endrer klimaendringene også de biologiske forutsetningene for liv, slik som når hekkingen begynner og hvordan fuglene tar til seg energi under hekkingen.

Sørlige arter er så heldige at de spiser mens de reproduserer seg selv. Det gjør ikke de arktiske artene. De tærer i stedet på fettet. De nordlige artene blir derfor mer sårbare når mattilgangen endrer seg.

Sammen med stipendiat Daniel Hitchcock skal Katrine Borgå neste sommer både undersøke sammenhengen mellom klimaendringer og forplantning, og overføringen av miljøgifter fra mor til egg.

Farlig skitt under fuglefjell

Katrine Borgå skal neste sommer også kaste seg over enda en problemstilling:

Sjøfuglene har havet som matfat, men hekker i fuglefjell på land, der de legger fra seg enorme mengder skitt. Fuglene vasker seg i nærliggende innsjøer. Disse innsjøene har vist seg å være mye mer forurenset enn innsjøene lenger unna.

Her holder det til en type primitive, insektlignende leddyr, kalt spretthaler. De fleste er mellom en tiendedels millimeter og en millimeter store, og befinner seg nesten nederst i næringskjeden.

– Det er forsket lite på forurensningen av miljøgifter under fuglefjell. Vi skal se på miljøgiftene og hvordan de påvirker bunnen av næringskjeden, forteller Katrine Borgå.

Av Yngve Vogt
Publisert 28. jan. 2016 08:16 - Sist endret 28. jan. 2016 08:16

Skiller dere mellom naturlige og menneskeskapte klimaendringer?

I så fall, hvordan identifiserer dere at det er menneskeskapte klimaendringer?

Erik Bye@webid.uio.no - 28. jan. 2016 18:04
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere