Lago Baikal, com sua diversidade de espécies excepcional e vida selvagem única, é um Patrimônio Natural Mundial da UNESCO. Como parte do Grupo de Pesquisa Helmholtz Rússia LaBeglo, Pesquisadores da UFZ estão estudando o impacto das mudanças climáticas e das toxinas ambientais na fauna do lago. Em um estudo recente, juntamente com pesquisadores do Centro Helmholtz para Pesquisa Polar e Marinha (AWI) e da Universidade de Irkutsk, eles abordaram a questão de como os anfípodes Baikal, que desempenham importantes funções ecológicas no lago, reagem aos poluentes na água.

O Lago Baikal se formou entre 25 e 30 milhões de anos atrás e contém cerca de 20 por cento de toda a água doce não congelada da Terra. Aproximadamente aos 23, 000 quilômetros cúbicos, seu volume de água é ainda maior do que o do Mar Báltico. O Lago Baikal não é apenas o maior e mais antigo lago da Terra, mas com uma profundidade de mais de 1, 500 metros também o mais profundo. Também pode ser um dos mais frios:a temperatura média da água perto da costa é de apenas cerca de 6 ° C. "A água é cristalina, o conteúdo de sal e nutrientes é baixo e é extremamente rico em oxigênio - mesmo no fundo do lago, "diz o Dr. Till Luckenbach, ecotoxicologista do Centro Helmholtz de Pesquisas Ambientais (UFZ). Ao longo da história evolutiva, essas condições particulares no Lago Baikal resultaram em uma fauna única. Cerca de 80 por cento dos 2, Cerca de 600 espécies que vivem no Lago Baikal são endêmicas - em outras palavras, não são encontradas em nenhum outro lugar da Terra, indicando que eles se adaptaram muito bem às condições extremas.

Contudo, Não se sabe se a fauna do Lago Baikal permanecerá tão diversa e única nos próximos anos. O lago está situado em uma região em que o aquecimento global é particularmente notável. Nos últimos 50 anos, a temperatura média da superfície do Lago Baikal aumentou quase 1,5 ° C. "E ainda está aumentando, "diz Luckenbach." O período no inverno, quando o lago fica coberto de gelo, também se tornou muito mais curto. Além disso, há poluição química detectável. Como as condições ambientais no Lago Baikal permaneceram estáveis ​​por muito tempo, essas mudanças são dramáticas. "No Helmholtz Russia Research Group LaBeglo, O líder do projeto Luckenbach e sua equipe da UFZ trabalham há seis anos com pesquisadores da Universidade de Irkutsk, o AWI em Bremerhaven e a Universidade de Leipzig para descobrir quais são as consequências das mudanças nas condições ambientais - como o aumento da temperatura da água e a poluição química - para a fauna única do Lago Baikal. Dois anfípodes nativos do gênero Eulimnogammarus estão sendo usados ​​como organismos modelo. Os anfípodes desempenham uma função ecológica importante na água:eles quebram a matéria orgânica, mantendo assim a água limpa, e servir de alimento para peixes. Esse papel fundamental na rede alimentar os torna organismos modelos importantes para ecotoxicologistas.

Estudos sobre a sensibilidade à temperatura dos anfípodes Baikal realizados na Universidade de Irkutsk mostram que uma espécie ( E. cyaneus ) pode tolerar temperaturas da água de até cerca de 20 ° C, que pode ocorrer no verão perto das margens do lago. A equipe de pesquisa descobriu que E. cyaneus produz um nível constante das chamadas proteínas de choque térmico, que protegem moléculas de proteínas importantes no organismo que, de outra forma, seriam danificadas em altas temperaturas. As outras espécies, E. verrucosus , produz muito menos proteínas de choque térmico e, em vez disso, migra para mais profundas, regiões mais frias do lago para escapar das altas temperaturas da água. “Se a temperatura da água aumentar como resultado da mudança climática, isso pode ter consequências de longo alcance, não apenas para as espécies individuais, mas também para o equilíbrio do ecossistema, que se desenvolveu ao longo de um longo período de tempo, "diz Luckenbach." No caso de E. cyaneus , o máximo de temperatura que a espécie pode tolerar por longos períodos às vezes já pode ser alcançado no verão - um novo aumento de temperatura seria extremamente crítico. E se E. verrucosus tem que migrar para águas mais profundas mais do que acontece atualmente, as espécies terão que competir mais com os anfípodes que vivem lá por fontes de alimento. "

Em seu estudo, publicado recentemente em Ciência e Tecnologia Ambiental , uma equipe de pesquisadores da UFZ, o AWI e a Universidade de Irkutsk investigaram como essas duas espécies de anfípodes reagem à poluição química da água. Os animais foram expostos ao pesado metal cádmio, que serviu como uma toxina modelo. Embora a água do Lago Baikal ainda não esteja poluída, o cádmio é um poluente ambiental relativamente frequente, cuja toxicidade o torna extremamente problemático para os ecossistemas. Parece provável que o Lago Baikal possa ver o aumento da poluição por metais pesados. O maior afluente do lago, o rio Selenga, está cada vez mais poluída com as águas residuais da mineração da Mongólia, e via ar, poluentes chegam ao lago da região industrial ao redor de Irkutsk.

As reações dos anfípodes foram observadas em laboratório. "As espécies menores E. cyaneus absorveu o poluente mais rápido e, portanto, morreu em concentrações mais baixas de poluente na água, "explica a Dra. Lena Jakob, um ecofisiologista do AWI, que realizou os experimentos no Lago Baikal. "Também observamos que E. verrucosus desacelerou seu metabolismo, mesmo em baixas concentrações de cádmio. Este é um sinal de alerta, porque os animais podem evitar se alimentar quando isso acontece, não se reproduzem e são mais propensos a serem vítimas de predadores devido à redução da atividade. Mesmo um nível baixo, mas constante, de poluição química no Lago Baikal pode ter impactos massivos nas espécies individuais e no ecossistema como um todo. "

Em outro estudo, os pesquisadores da UFZ, juntamente com especialistas em bioinformática da Universidade de Leipzig, obtiveram os primeiros insights sobre o genoma de E. verrucosus . É surpreendentemente grande - cerca de três vezes o tamanho do genoma humano. Os dados do genoma serão usados ​​como base para futuras investigações de estratégias de adaptação fisiológica em diferentes condições ambientais. De acordo com Luckenbach:"Queremos lançar um pouco mais de luz nesta área, compreender ainda melhor o nível fisiológico e descobrir se existem outros mecanismos que permitem aos organismos resistir aos efeitos das alterações climáticas e à exposição aos poluentes, porque, em última análise, queremos ser capazes de prever como o ecossistema pode mudar. "