De impact van oceaanverzuring in combinatie met chemische stress door koper op Mytilus edulis
Boumon, J. (2011). De impact van oceaanverzuring in combinatie met chemische stress door koper op Mytilus edulis. MSc Thesis. Universiteit Gent - Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen: Gent. 97 + Bijlagen pp.
Oceaanverzuring is het proces waarbij de oceaan zuurder wordt als gevolg van de opname van CO2 uit de atmosfeer. Er wordt verwacht dat de atmosferische CO2-concentratie zal stijgen van het huidige niveau van 380 ppm tot een concentratie van 750 ppm in het jaar 2100. Daardoor zal het carbonaatsysteem van de oceaan grondig wijzigen en zullen diverse mariene ecosystemen nadelig beïnvloed worden. Voor mariene mosselen werden er reeds effecten door oceaanverzuring geobserveerd op de groei, de calcificatie, de zuur-base balans, het immuunsysteem en de larvale ontwikkeling. Chemische stress door zware metalen zoals koper vormt een andere bedreiging voor het mariene leven. De toxiciteit van de metalen wordt grotendeels bepaald door de biobeschikbaarheid en de speciatie ervan. Er wordt verwacht dat de toxiciteit van koper zal wijzigen onder condities van oceaanverzuring. Het doel van deze thesis is de invloed van oceaanverzuring, verontreiniging door koper en een combinatie van beide stressoren op de mariene mossel Mytilus edulis in kaart te brengen. Er werden eerst twee technieken uitgeprobeerd om het carbonaatsysteem te manipuleren en de verwachte condities van oceaanverzuring te realiseren. De doorborreling van zeewater met CO2-gas bleek in praktijk moeilijk uitvoerbaar op kleine laboschaal en werd daarom verder niet toegepast. Door additie van HCO-3 en HCl aan zeewater konden de veranderingen in het carbonaatsysteem wel nauwkeurig nagebootst worden. Deze techniek werd gebruikt bij de oceaanverzuringsexperimenten met de larvale stadia. Daarna werden adulte mosselen gedurende 14 dagen blootgesteld aan een range van koperconcentraties. Het effect van de koperstress op de mosselen werd gekwantificeerd met behulp van twee cellulaire biomarkers, namelijk Cellular Energy Allocation (CEA) en Lysosomal Membrane Stability (LMS). Door analyse van het energiebudget van de mossel met CEA werd een reductie in de energiereserves onder de vorm van proteïnen en koolhydraten waargenomen bij 32 en 100 µg Cu L-1. Aan de hand van de biomarker LMS werd een destabilisatie van de lysosomale membranen geobserveerd bij mosselen die blootgesteld werden aan 100 µg Cu L-1. Vervolgens werden experimenten uitgevoerd met pas bevruchte embryo's van de mossel Mytilus edulis. Eerst werden daarvoor de methoden voor de spawning, de bevruchting en de incubatie van de larven geoptimaliseerd. De larvale stadia werden op basis van deze geoptimaliseerde methoden gedurende 48 h blootgesteld aan condities van oceaanverzuring, aan koperstress en aan een combinatie van beide stressoren. Er werd een aantal eindpunten bepaald en de koperspeciatie werd berekend. Blootstelling aan oceaanverzuring veroorzaakte geen verandering voor het eindpunt mortaliteit maar resulteerde wel in een stijging van het gehalte aan abnormale en onvolledig ontwikkelde larven. Koperstress veroorzaakte zowel een effect op de mortaliteit als op de normaliteit. Vervolgens werd de hypothese getest dat koper meer toxisch is onder condities van oceaanverzuring. Voor het eindpunt mortaliteit werd deze hypothese bevestigd maar voor het eindpunt normaliteit niet. Als conclusie kan gesteld worden dat zowel oceaanverzuring als koperstress schadelijke impacten veroorzaakten op de mossel Mytilus edulis. Onder de omstandigheden van oceaanverzuring werd de toxiciteit van koper wel degelijk gewijzigd, zij het niet altijd zoals verwacht. Verder onderzoek is noodzakelijk om de exacte mechanismen te ontrafelen.
Alle informatie in het Integrated Marine Information System (IMIS) valt onder het VLIZ Privacy beleid
