Die Anwesenheit von Spuren von Kokain und seinen Abbauprodukten in Flüssen und Seen Aus einem vereinzelten Verdacht ist ein gut dokumentiertes Umweltproblem geworden. Diese Substanzen, die größtenteils aus städtischen Abwässern stammen, zeigen messbare Auswirkungen auf die Tierwelt, insbesondere auf Wanderfische.
Eine Reihe von Internationale Studien konzentrierten sich auf junge Atlantische Lachse. Forschungen haben gezeigt, dass Kokainbelastung das Verhalten von Wildlachsen in freier Wildbahn erheblich verändern kann. Abseits von Aquarien und Laborbecken haben Wissenschaftler Wildlachse in natürlichen Ökosystemen beobachtet und festgestellt, dass sich ihre Bewegungsmuster und ihre Raumnutzung verändern, wenn sie diesen Substanzen ausgesetzt sind.
Wie Kokain ins Wasser gelangt und warum dies Ökologen beunruhigt
In Europa und anderen Regionen der Welt Kokain und sein Hauptmetabolit BenzoylecgoninSie werden zunehmend in Süßwasserkörpern wie Flüssen, Seen und Flussmündungen nachgewiesen. Nach dem Konsum durch den Menschen wandelt der Körper die Droge in verschiedene Derivate um, die über den Urin ausgeschieden werden und schließlich in die Kanalisation gelangen.
Das Problem ist, dass viele Kläranlagen sind nicht darauf ausgelegt, vollständig zu reinigen Diese Art komplexer chemischer Verbindungen. Einige von ihnen überstehen den Aufbereitungsprozess und gelangen in die Gewässer, wo sie zu anderen neuartigen Schadstoffen wie Antidepressiva, Anxiolytika, Analgetika oder Koffein beitragen.
Sie wurden bereits in Spanien, Deutschland und Großbritannien identifiziert. Spuren von Kokain und Benzoylecgonin in mehreren Flüssenim Rahmen von Abwasser- und Wasserqualitätskontrollprogrammen. Obwohl die Konzentrationen im Allgemeinen niedrig sind, bereitet die anhaltende Belastung der Fische mit diesem chemischen „Cocktail“ aquatischen Ökologen zunehmend Sorgen.
Die zentrale Frage ist nicht nur, wie viele Drogen in den Fluss gelangen, sondern Welche Auswirkungen haben diese kleinen, aber konstanten Dosen auf das Verhalten? und die Gesundheit wichtiger Arten wie des Atlantischen Lachses, die eine wesentliche Rolle für die Struktur und Funktionsweise von Flussökosystemen spielen.
In den letzten Jahren wurden in Europa aufsehenerregende Fälle mit anderen psychoaktiven Substanzen beschrieben: von Forelle mit Symptomen von Sucht und Entzug im Zusammenhang mit Methamphetaminen...sogar Fische, die ihr Geselligkeitsverhalten oder ihre Kühnheit in Gegenwart von angstlösenden Medikamenten verändern, und in anderen Meeresstudien, wie beispielsweise solchen im Zusammenhang mit Bahamas-HaieKokain und seine Metabolite sind Teil desselben Szenarios globaler pharmazeutischer Kontamination.
Das Experiment in einem großen natürlichen See in Schweden
Um herauszufinden, ob diese Schadstoffe tatsächlich das Verhalten von Fischen in freier Wildbahn verändern, wurde ein Team bestehend aus Forscher der Griffith University (Australien), der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften, der Zoologischen Gesellschaft von London und des Max-Planck-Instituts für Verhaltensforschung Er führte ein groß angelegtes Experiment am Vätternsee in Schweden durch.
Die in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlichte Studie konzentrierte sich auf 105 junge Atlantische Lachse Diese Exemplare wurden acht Wochen lang in einer völlig natürlichen Umgebung beobachtet. Sie befanden sich in einer besonders heiklen Phase ihres Lebenszyklus, in der Bewegung und Ausbreitung innerhalb des Lebensraums ihr späteres Überleben entscheidend beeinflussen.
Die Wissenschaftler teilten die Fische in folgende Gruppen ein: drei Behandlungsgruppen: eine Kontrollgruppe (keine Exposition), eine Gruppe, die Kokain ausgesetzt war, und eine dritte Gruppe, die Benzoylecgonin ausgesetzt war, dem häufigsten Metaboliten dieser Droge und demjenigen, der üblicherweise in größerem Umfang in Abwassernetzen und Wasserläufen nachgewiesen wird.
Um die Bewegungen in einem großen See zu rekonstruieren, nutzte das Team Chemische Implantate mit verzögerter Wirkstofffreisetzung in Kombination mit akustischen TelemetriesystemenJeder Fisch wurde markiert und mithilfe von Empfängern, die in verschiedenen Bereichen des Sees installiert waren, verfolgt. So konnten ihre Bewegungen aufgezeichnet werden, ohne dass sie in Gefangenschaft gehalten oder ihre natürlichen Interaktionen verändert werden mussten.
Dieser Ansatz stellte einen bedeutenden Fortschritt im Vergleich zu den meisten früheren Studien dar, die in Aquarien oder kontrollierten Becken durchgeführt wurden, wo Die Fische leben isoliert von der wahren Komplexität des Ökosystems.Im Vätternsee hingegen mussten die Lachse mit Temperaturschwankungen, Schwankungen in der Nahrungsverfügbarkeit, der Anwesenheit von Raubtieren und dem Wettbewerb um Raum zurechtkommen, was den Ergebnissen eine viel größere ökologische Relevanz verleiht.
Eine ungewöhnliche Bewegung: Sie schwimmen weiter und verteilen sich stärker.
Nach dem Beobachtungszeitraum ergaben die Daten ein klares Muster: Lachse, die Benzoylecgonin ausgesetzt waren, bewegten sich anders als nicht exponierte Lachse.Konkret schwammen sie bis zu 1,9-mal weiter pro Woche als die Kontrollgruppe und verteilten sich zusätzlich um 12,3 Kilometer über den See.
Die Forscher stellten außerdem fest, dass Diese Unterschiede in der zurückgelegten Strecke und der Streuung verstärkten sich im Laufe der Zeit.Dies war kein vorübergehender Effekt der ersten Tage der Exposition, sondern eine anhaltende Veränderung in der Art und Weise, wie die Lachse den verfügbaren Raum im natürlichen Ökosystem nutzten.
Besonders auffällig war, dass Der Metabolit hatte eine stärkere Wirkung als Kokain selbst.Während Fische, die dem Medikament direkt ausgesetzt waren, Veränderungen zeigten, wiesen diejenigen, die Benzoylecgonin ausgesetzt waren, den stärksten Anstieg der Aktivität und der Wanderung über größere Entfernungen auf.
Dieses Ergebnis beunruhigt Fachleute, weil in der Praxis Was in europäischen Flüssen und Seen am häufigsten vorkommt, sind genau diese Stoffwechselprodukte.Nicht so sehr die ursprüngliche Substanz. Umweltverträglichkeitsprüfungen konzentrieren sich oft auf Kokain als Referenzsubstanz, übersehen dabei aber die Tatsache, dass Derivate in Wasser persistenter sein und zudem stärkere biologische Wirkungen hervorrufen können.
Laut den Autoren bestimmt die Richtung, in die der Fisch schwimmt, ... was sie fressen, welchen Raubtieren sie begegnen und wie die Populationen organisiert sind innerhalb des Ökosystems. Wenn die Verschmutzung Lachse dazu zwingt, sich stärker als üblich zu bewegen und in andere Gebiete abzuwandern, ist es wahrscheinlich, dass diese veränderten Wanderungen letztendlich grundlegende ökologische Prozesse beeinträchtigen werden.
Warum mehr Bewegung nicht unbedingt etwas Gutes ist
Auf den ersten Blick mag es so scheinen, dass ein Fisch, der weiter schwimmt und größere Entfernungen zurücklegt Dies bietet beispielsweise Vorteile bei der Nahrungssuche oder beim Überwinden von Hindernissen wie Staudämmen und Wasserkraftwerken. Forscher betonen jedoch, dass es sich dabei nicht um eine adaptive Verbesserung handelt, sondern um eine Reaktion, die durch die chemische Veränderung des Nervensystems erzwungen wird.
Ein anhaltender Anstieg der Schwimmaktivität impliziert zusätzlicher Energieverbrauch Junglachse können dies unter Umständen nicht ausgleichen. In einer Lebensphase, in der jede Energieeinheit zählt, kann ein zu hoher Energieaufwand für Bewegung dazu führen, dass weniger Ressourcen für Wachstum, Stärkung des Immunsystems oder die anschließende Wanderung ins Meer zur Verfügung stehen.
Darüber hinaus hat häufigeres Umherziehen und übermäßige Zerstreuung noch eine weitere Folge: erhöhte Exposition gegenüber RaubtierenJungtiere, die relativ geschützte Gebiete verlassen oder ihr geselliges Verhalten ändern, verlieren einen Teil der Sicherheit, die ihnen die Gruppe bietet, was zu einer Verringerung der tatsächlichen Überlebenschancen führen könnte. Um diesen Punkt genau zu messen, sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich.
Die Autoren erinnern uns daran, dass Bewegung in der Ökologie keine sekundäre Variable ist. Ermitteln Sie die Verbindung zwischen verschiedenen Bereichen eines Flusses oder Sees.Dies beeinflusst die Durchmischung von Populationen und den Nährstoffaustausch zwischen Flussabschnitten und Küstenökosystemen. Selbst eine Veränderung dieses Systems, beispielsweise durch eine „nur“ verlängerte Schwimmstrecke der Fische, kann Veränderungen auslösen, die sich durch die gesamte Nahrungskette ausbreiten.
Andere Studien zur Arzneimittelverunreinigung haben ebenfalls Folgendes festgestellt: Auswirkungen auf die Gehirnchemie, oxidativen Stress und den Energiestoffwechsel von Wassertieren, die verschiedenen Substanzen ausgesetzt waren. Obwohl in dieser Studie mit Lachsen Variablen wie Fortpflanzung, Wachstum oder Langzeitüberleben nicht direkt gemessen wurden, gibt es plausible Zusammenhänge zwischen Verhaltensänderungen und den daraus resultierenden Auswirkungen auf Gesundheit und Populationsdynamik.
Gesundheit des Menschen: Medienalarm, aber sehr geringes reales Risiko
Die Vorstellung, dass es da „Kokain im Fisch“ sorgt oft für aufsehenerregende Schlagzeilen. und es gibt einige Bedenken bei Konsumenten von Fluss- oder Zuchtfischen. Die Forscher betonen jedoch, dass die Studienergebnisse nicht auf ein Problem der Lebensmittelsicherheit für die Bevölkerung hinweisen.
Auf der einen Seite, Im Experiment verwendete Expositionsniveaus Sie wurden auf Konzentrationen eingestellt, die bereits in verschmutzten Gewässern nachgewiesen wurden, ohne die in manchen Ökosystemen tatsächlich vorkommenden Mengen zu überschreiten. Darüber hinaus reichern sich diese Verbindungen nicht dauerhaft im Gewebe an, sondern werden mit der Zeit verstoffwechselt und ausgeschieden.
Des Weiteren waren die im Vätternsee analysierten Lachse Jungtiere, die deutlich unter der gesetzlichen Mindestgröße für den Fang liegenAnders ausgedrückt: Sie sollten unter keinen Umständen in die für den menschlichen Verzehr bestimmte Nahrungskette gelangen. Ziel war es, die Auswirkungen auf das Verhalten und die Ökologie der Arten zu bewerten, nicht das direkte Risiko für Fischkonsumenten.
Allgemeiner gesagt, die verfügbaren Daten über Umweltüberwachung und Toxikologie Sie zeigen, dass die in europäischen Wildfischen gefundenen Konzentrationen von Kokain und seinen Derivaten weit unter den als gesundheitsgefährdend geltenden Grenzwerten liegen. Auch wenn die Vorstellung eines „mit Kokain belasteten“ Lachses beunruhigend sein mag, deuten die derzeitigen wissenschaftlichen Erkenntnisse nicht auf ein signifikantes Risiko für die menschliche Gesundheit hin.
Zunehmende Besorgnis besteht im ökologischen Bereich. Die Studie ergänzt eine Reihe von Arbeiten, die zeigen, dass dies auch ohne das Erreichen akuter toxischer Dosen möglich ist. Arzneimittelrückstände können das Verhalten und die Physiologie von Tieren subtil, aber anhaltend verändern., mit möglichen kumulativen Auswirkungen auf Bevölkerungsebene.
Ein globales Problem der Arzneimittelverunreinigung
Kokain und seine Metaboliten sind nur ein Teil eines viel größeren PuzzlesDas Problem der Arzneimittelverunreinigungen in Binnengewässern. Bislang wurden Hunderte von Substanzen menschlichen Ursprungs – darunter mehr als 900 Arzneimittelverbindungen – in Flüssen und Seen weltweit, von Europa über Amerika bis Asien, nachgewiesen, wie Studien belegen. Kokain, Koffein und Schmerzmittel in Haien auf den Bahamas.
Zu diesen Schadstoffen gehören Antidepressiva, Anxiolytika, Analgetika, Antiphlogistika und andere gängige Arzneimittel, die in sehr niedrigen Dosen auf spezifische biologische Systeme wirken sollen. Gelangen sie in die Umwelt, können sie unbeabsichtigt Fische, Wirbellose und andere Organismen schädigen, die nie Ziel ihrer ursprünglichen Entwicklung waren.
Bei Atlantischem Lachs ist Sensibilität besonders relevant. Es handelt sich um eine Art, die Folgendes ausführt: eine der anspruchsvollsten Wanderungen in der TierweltSie wechseln zwischen Süß- und Salzwasser und orientieren sich bei ihren Wanderungen an sehr subtilen Umweltreizen. Jede Veränderung ihres Verhaltens oder ihres Energiehaushalts kann die Überlebensfähigkeit ihrer Populationen erheblich beeinträchtigen.
Forscher weisen darauf hin, dass europäische Flüsse in gewisser Weise zu „unbeabsichtigte Laboratorien“, in denen mehrere Substanzen vermischt werden Deren Wechselwirkungen und Langzeitwirkungen noch nicht vollständig erforscht sind. Das gleichzeitige Vorhandensein illegaler Drogen, Medikamente, Körperpflegeprodukte und anderer Schadstoffe verkompliziert die Situation zusätzlich und erschwert es, jede beobachtete Veränderung einer bestimmten Substanz zuzuordnen.
Dieser Kontext hat die wissenschaftliche Gemeinschaft veranlasst, zu fragen fortschrittlichere Wasseraufbereitungsrichtlinienin der Lage zu sein, einen größeren Anteil dieser Abfälle zu beseitigen und Umweltüberwachungsprogramme zu stärken, um diese neu auftretenden Schadstoffe zu erkennen und zu bewerten, bevor ihre Auswirkungen auf einige Arten irreversibel werden.
Welche Schritte schlagen die Wissenschaftler nun vor?
Die Studie mit Junglachsen im Vätternsee gilt als eine erster wichtiger Schritt, um dies unter natürlichen Bedingungen zu demonstrieren. Die Forscher haben herausgefunden, dass Kokain und kokainhaltige Drogen die Bewegungsmuster und die Raumnutzung von Wildfischen verändern können. Daraus leiten sie mehrere sich ergänzende Forschungsansätze ab.
Zum einen besteht das Ziel darin, zu analysieren, wie erwachsene Lachse reagierenDiese Arten weisen komplexere Wandermuster auf, und ihr Verhalten beeinflusst direkt die Fortpflanzung und den Populationserhalt. Bislang erfolgte die Auswahl von Jungtieren sowohl aus biologischen Gründen – es handelt sich um ein kritisches Stadium – als auch aus praktischen Gründen, da sie leichter zu handhaben und zuverlässiger zu überwachen sind.
Weitere Forschungen sind ebenfalls geplant. langfristige ökologische Folgen Um diese Veränderungen im Bewegungsverhalten zu erfassen, erwägen Forschungsteams den Einsatz fortschrittlicher Aufzeichnungsgeräte wie Biologger, die es ihnen ermöglichen, Stressniveau, Prädationsereignisse und den genauen Aufenthaltsort der Fische über längere Zeiträume hinweg genau zu überwachen.
Eine weitere Priorität ist Überprüfung der aktuellen Methoden der Umweltrisikobewertung Es gilt, nicht nur die Ausgangssubstanzen, sondern auch deren Metaboliten und Abbauprodukte zu berücksichtigen. Der Fall von Benzoylecgonin, das einen größeren Einfluss auf das Verhalten von Lachsen hat als Kokain, zeigt, dass die Vernachlässigung dieser Derivate bedeuten kann, einen wesentlichen Teil des Problems zu übersehen.
Schließlich betonen Wissenschaftler die Notwendigkeit, ein stärker integrierter Ansatz, der Umweltchemie, Verhaltensökologie und öffentliche Gesundheit kombiniertNur so lässt sich genau abschätzen, inwieweit die chronische Exposition gegenüber diesen Verbindungen nicht nur das individuelle Verhalten der Fische, sondern auch die Struktur und Funktionsweise der Flussökosysteme als Ganzes verändert.
Die gesammelten Beweise deuten darauf hin, dass Verunreinigung durch Kokain und andere psychoaktive Verbindungen Es geht nicht nur um die Verschmutzung des Wassers; es werden grundlegende Prozesse wie Bewegung, Energieverbrauch und die Verteilung von Wildlachsen in ihrem Lebensraum gestört. Obwohl das Risiko für Fischkonsumenten derzeit sehr gering erscheint, entwickelt sich die ökologische Belastung europäischer Flüsse und Seen zu einer stillen Herausforderung, die Verbesserungen sowohl bei der Wasseraufbereitung als auch bei der wissenschaftlichen Überwachung dieser neuartigen Schadstoffe erfordert.