Umweltverschmutzung und Klimawandel sind zwei der grossen Bedrohungen für Ökosysteme und Biodiversität. Über beide ist bereits viel bekannt, doch das Zusammenspiel dieser beiden Faktoren ist bislang erst wenig erforscht. Mehrere Studien der letzten Jahre kamen zum Schluss, dass in Gewässer heimische, wirbellose Tiere bei wärmer werdenden Wassertemperaturen sensitiver auf Schadstoffe reagieren. In seiner Studie ging Eawag-Forscher Johannes Raths der Frage nach, ob diese erhöhte Sensitivität mit Veränderungen in toxikokinetischen Prozessen erklärt werden kann.

Höhere Temperaturen führen zu erhöhter Schadstoffaufnahme

Dabei studierte Raths zusammen mit Forschenden der ETH, der Fachhochschule Kärnten sowie dem Helmholtz Zentrum für Umweltforschung die biochemischen Aspekte von Flohkrebsen (Amphipoden)  bei vier unterschiedlichen Temperaturen und mit zwölf polaren organischen Schadstoffen. Die kleinen Wassertierchen sind ein elementarer Bestandteil der aquatischen Nahrungskette und praktisch überall auf der Welt heimisch.

Bei seiner Forschung konnte er einen deutlichen Zusammenhang zwischen den toxikokinetischen Raten und der Wassertemperatur beobachten. Die toxikokinetischen Raten beschreiben, wie Schadstoffe im Körper verarbeitet werden, also die Resorption, die Verteilung, die Verstoffwechselung und die Ausscheidung der Stoffe. Das bedeutet: Mit steigenden Wassertemperaturen wurden von den Amphipoden nicht nur linear, sondern sogar exponentiell mehr Schadstoffe aufgenommen, verstoffwechselt und ausgeschieden. Zudem konnte Raths zeigen, dass der Einfluss der Temperatur auf toxikokinetische Raten in einer ähnlichen Grössenordnung wie der Einfluss der Temperatur auf physiologische Raten, wie zum Beispiel die Atmung der Tiere, lag. Dieser Zusammenhang kann die praktische Anwendung der Ergebnisse in Modelle zur Schadstoffaufnahme vereinfachen.