No alcance do Grand Canyon do Rio Colorado, duas espécies desempenham um papel desproporcional no destino do mercúrio no ecossistema aquático, e seus números são alterados por eventos de inundação. Então, relata novas pesquisas, publicado em Avanços da Ciência , que está entre os primeiros a combinar ecotoxicologia e ecologia de ecossistemas para rastrear como o mercúrio flui através das teias alimentares aquáticas e então se espalha para a terra.

O mercúrio é um contaminante ambiental que ocorre em ecossistemas globalmente. Em sua forma orgânica, é uma neurotoxina potente que pode prejudicar pessoas e animais selvagens. O acúmulo de mercúrio em animais e como ele aumenta ao longo das cadeias alimentares são bem estudados. Menos bem compreendidos são os caminhos que o mercúrio percorre através das teias alimentares para chegar aos principais predadores, como peixes e pássaros, e como essas vias podem mudar após grandes distúrbios do ecossistema, como inundações.

Emma Rosi é ecologista aquática do Cary Institute of Ecosystem Studies e co-autora principal do artigo. Ela explica, "Ao combinar dados sobre as concentrações de mercúrio na vida aquática com teias alimentares bem estudadas, pudemos revelar como o mercúrio se move através de um ecossistema. Descobrimos que a inundação e uma espécie invasora influenciaram o fluxo desse contaminante de preocupação global. "

As características dos organismos que vivem em um ecossistema - sua fisiologia, o que eles comeram, e o que os devora - determine o movimento e a exposição do contaminante. Esses fatores raramente foram incluídos em modelos de fluxo de contaminantes e destino. "O emparelhamento de concentrações de contaminantes e teias alimentares altamente detalhadas tem o potencial de melhorar o gerenciamento de contaminantes em ecossistemas, "Rosi observa.

Para estudar esses caminhos, a equipe de pesquisa desenvolveu redes alimentares baseadas em mercúrio para seis locais que abrangem 225 milhas do rio Colorado, estendendo-se rio abaixo da Represa Glen Canyon no Parque Nacional do Grand Canyon. A amostragem da teia alimentar ocorreu sazonalmente ao longo de dois anos. Em cada site, eles mediram algas, invertebrados, e peixes para determinar quem estava comendo o quê - e o que isso significava para a exposição ao mercúrio em cada nível da cadeia alimentar.

Insetos (moscas-pretas e mosquitos) e cravos-da-índia invasivos da Nova Zelândia eram os invertebrados dominantes no rio. Esses animais desempenham um papel vital na movimentação de energia e contaminantes da parte inferior da teia alimentar para peixes predadores no topo. Os peixes incluíam chupeta nativa Bluehead, Flannelmouth Sucker, Dace salpicado, e Humpback Chub, bem como espécies não nativas, como carpa comum, Minnow Fathead, e truta arco-íris.

O conteúdo estomacal de invertebrados e peixes foi avaliado para identificar o que comiam e em que quantidades. Algas, detritos, e os animais foram analisados ​​quanto às concentrações de mercúrio e, combinado com os dados da dieta, a equipe estimou a quantidade de mercúrio que os animais consumiram ao longo do ano.

A complexidade da rede alimentar variou entre os locais de estudo. Logo abaixo da Represa Glen Canyon, as cadeias alimentares eram simples, com poucas espécies e conexões da cadeia alimentar. Mais a jusante, teias alimentares tinham maior diversidade de espécies e mais conexões. Em todos os locais de estudo, independentemente da complexidade da rede alimentar, relativamente poucas espécies foram peças-chave no movimento do mercúrio.

Algas e minúsculas partículas de detritos foram a fonte de 80% do mercúrio que flui para os invertebrados. Em locais mais próximos à barragem, Cravos-de-lama invasivos dominaram as teias alimentares. As trutas eram os únicos peixes nesta parte do rio, e eles são incapazes de digerir cravos-de-lama. O mercúrio acumulado pelos caracóis não subiu na cadeia alimentar. Porque os caracóis são totalmente aquáticos, o mercúrio circulou de volta para a teia alimentar detrítica do rio quando eles morreram.

As larvas da mosca negra foram a fonte de 56-80% do mercúrio que flui para os peixes. As moscas pretas são presas preferidas dos peixes, como a truta arco-íris, e as moscas-pretas apresentaram contaminações de mercúrio mais elevadas em comparação com outros invertebrados. As moscas-pretas que escapam da predação e emergem do rio como adultos voadores transportam mercúrio do rio para a terra. Isso pode expor predadores terrestres, como pássaros e morcegos, ao mercúrio que começou no rio.

A quantidade de mercúrio que as moscas negras moviam para a terra dependia do número de peixes famintos em qualquer parte do rio. Em alguns sites, peixes comeram quase 100% das larvas da mosca negra, deixando poucos para emergir. Em outros sites, havia muito mais moscas negras do que os peixes podiam comer. Quando essas moscas pretas surgiram como adultos, o mercúrio dentro deles pegou uma carona para teias alimentares terrestres ao longo do rio.

Um ano de amostragem, os locais de estudo foram inundados como parte de um lançamento planejado de barragem. A equipe foi capaz de explorar os efeitos da enchente no movimento do mercúrio nas cadeias alimentares. Em locais perto da barragem, a inundação levou embora um grande número de cravos-de-barro da Nova Zelândia e levou a um aumento nas populações de mosca negra. Com o aumento da mosca negra, mais mercúrio fluiu para as trutas. Porque a truta engoliu quase todas as moscas pretas em sua forma larval, muito pouco do mercúrio acumulado nesses insetos abundantes foi transportado para a terra pelos adultos voadores.

Rosi explica, "Mudanças nas populações de animais em um ecossistema afetarão a forma como o mercúrio se move através de uma teia alimentar. Isso foi especialmente aparente em locais onde as inundações mudaram a proporção de moscas pretas em relação aos peixes. As inundações alteraram drasticamente as vias de mercúrio na teia alimentar simples de água residual perto da barragem , mas não nas cadeias alimentares mais complexas a jusante. "

"Espécies invasoras e represas são comuns em rios de todo o mundo, e ambos os fatores estavam em jogo no alcance do Grand Canyon do Rio Colorado, "Rosi diz." Descobrimos que as inundações mudaram as espécies presentes em nossos locais de estudo, e o fluxo de mercúrio mudou com essas mudanças. "

"Compreender os fatores que controlam o movimento do mercúrio através das cadeias alimentares pode ajudar os gestores de recursos a proteger os ecossistemas que são suscetíveis à poluição do mercúrio, "diz David Walters, Cientista do USGS e co-autor principal do estudo.

Rosi conclui, "Este estudo é empolgante porque lança luz sobre a profundidade de compreensão que podemos alcançar quando fundimos o pensamento ecológico e ecotoxicológico. Características das espécies, populações animais, interações predador-presa, e a perturbação pode influenciar o movimento de contaminantes no meio ambiente. Compreender a interação complexa desses fatores pode melhorar a gestão de risco de exposições de animais no meio ambiente. "