Grün ist die Galle

Hat ein Fisch gefressen, wird die Gallenflüssigkeit zur Verdauung gebraucht und die Gallenblase ist danach leer. Hat der Fisch seine Mahlzeit verdaut und füllt sich seine Gallenblase langsam wieder, so ist die Farbe der Flüssigkeit erst hellgrün und wird nach und nach dunkler. Fastende Fische haben eine  dunkelgrüne Galle, die im Extremfall fast schwarz werden kann.
Die Gallenfarbe kann man im Photometer über die Absorption bei 380nm (gemischte Gallenpigmente) oder bei 660 nm (Biliverdin) recht einfach messen. Mit dieser Messung erhält man über die Gallenfarbe eine Information, die man auch bei Untersuchungen zur Magenfüllung der Fische erwarten würde.
Bei Aalen geht die Umwandlung vom Gelbaal zum abwanderbereiten Blankaal mit dem Ende der Fressaktivität einher. Die dunkle Galle eines nicht fressenden Aals ist also ein indirekter Hinweis auf die Umstellung des Stoffwechsels und die einsetzende Gonadenentwicklung. In der unten zitierten Publikation ist die Konzentration der Galle (gemessen über Gallenfarbe und PAH-Metaboliten in der Galle) von Aalen  mit dem bekannten “Silvering Index”,  als Maß für den Reifezustand, verglichen worden.

• The silvering process of European eel (Anguilla anguilla) influences PAH metabolite concentrations in bile fluid: consequences for monitoring. Chemosphere. 2012, 87(1):91-6.

Es zeigte sich, dass die einfache und schnelle Messung der Gallenfarbe sehr eng mit dem Silvering Index verbunden ist, und daher Informationen über Ernährungszustand des Fisches bzw. Reifezustand beim Aal zulässt. In der Publikation geht es eigentlich um PAH-Metabolite und ihrem Potential zur Beschreibung geeigneter Habitate für den Aal-Besatz in Deutschland. Die Geschichte mit der Gallenfarbe war eher ein Randaspekt, aber für den Aal kann man mit dieser Messung wichtige physiologische Informationen gewinnen.

Ölförderung in der Nordsee beeinflusst die Fische

In einem kürzlich erschienenen Artikel von norwegischen Kollegen wird beschrieben, dass Fische, die in der Nähe von Ölplattformen in der Nordsee gefangen wurden, nicht nur nachweislich höher mit Ölinhaltstoffen (PAH) belastet waren, sondern auch veränderte Enzymaktivitäten, eine abweichende Fettzusammensetzung und mehr DNA-Addukte in der Leber zeigten, als Fische aus Vergleichsgebieten. Auch abseits der Küsten gibt es also mehr Schadstoffeffekte, als nur ein Grundrauschen.

Kurzfassung in englisch 
Gesamter Artikel

Biomarker – quo vadis?

Biologische Effektmonitoring ist mit der neuen Marinen Strategie Rahmenrichtlinie (MSRL) noch wichtiger geworden. Diese Richtlinie gibt vor, dass sich ”aus den Konzentrationen der Schadstoffe keine Verschmutzungswirkung ergeben” dürfen.  Unter Deskriptor 8.2. der MSRL sind dann auch explizit die Effekte vor Schadstoffen als zu überwachender Parameter genannt. Man muss sich also mit biologischen Effekten beschäftigen, wenn man den Pflichten der MSRL nachkommen will.

Bisher ist die Messung aller biologischen Effekte mit einer Ausnahme freiwillig. Diese Ausnahme ist Imposex, die als Alternative zur TBT-Messung eingesetzt werden kann. Alle anderen Biomarker – und es gibt einen bunten Strauß davon – werden auf “Vorschlaglisten” geführt und haben bisher nicht den Sprung in die Riege der verplichtenden Parameter geschafft. Um das zu schaffen braucht der ehrgeizige Biomarker drei Dinge:

1. Eine mit den relevanten Gremien abgestimmte Methodenbeschreibung, vorzugsweise in ICES TIMES
2. Eine funktionierende Qualitätssicherung der Methode – vergleichbare Ergebnisse aus unterschiedlichen Laboren (z.B. unter BEQUALM)
3. Bewerungskriterien die Konzentrationen mit unakzeptablen Effekten im Organismus in Beziehung setzen (für OSPAR, MSRL) und Schwellenwerte zur  Abgrenzung der Konzentration vom Hintergrundwert (für OSPAR).

Mehrere Biomarker haben schon die drei Punkte erfüllt und damit alle Eigenschaften, um in die Listen der verpflichtend zu messenden Parameter (OSPAR-CEMP)aufgenommen zu werden. Für den Ostseebereich wird im HELCOM Projekt CORESET gerade eine solche Liste erarbeitet, die neben chemischen Parametern auch eine Gruppe von Biomarkern enthalten soll. CORESET hat zusätzlich zu den oben genannten drei Voraussetzungen noch den Anspruch, dass  Anrainerstaaten der Ostsee den Biomarker im Rahmen eines regelmäßigen Monitorings einsetzen. So können zwar keine neuen Methoden in die Liste aufgenommen werden, was ein Nachteil ist, aber immerhin kann man kurzfristig mit Daten aus den Ländern rechnen, aus denen man eine Bewertung ableiten kann. Auch wenn diese Liste nur eine Empfehlung ist und keinerlei verpflichtenden Charakter hat, so wäre es doch ein wichtige Signal für das marine Monitoring, wenn hier die Biomarker gleichberechtigt neben der Chemie auftauchen würden. Ende 2011 soll die Liste stehen und wir erwarten die Ergebnisse mit Spannung.

Mehr Infos über biologisches Effektmonitoring unter der MSRL gibt es im TG8 Report.

SETAC GLB lobt Forschungspreise aus

NACHWUCHSFÖRDERUNG wird groß geschrieben beim deutschsprachigen Zweig der SETAC Europe. Daher gibt es auch in diesem Jahr wieder zwei Förderpreise für Abschlussarbeiten. Ausgezeichnet werden sollen
die beste Diplom-, Magister- oder Masterarbeit mit 1000 € und die beste Dissertation mit 3000 €.
Erwartet werden hervorragende wissenschaftliche Arbeiten aus den Themengebieten der SETAC (Umweltchemie und Ökotoxikologie), die im Jahr 2010 abgeschlossen wurden.

Die Abgabefrist endet am 28. Februar 2011.

Weitere Infos gibts im Ausschreibungtext: SETAC GLB FOERDERPREIS 2011 oder bald auch auf der der Internet-Seite: http://www.setac-glb.de

Gefährliche Berufe im Winter

In der Adventszeit halten wir inne und denken an unsere Mitmenschen, die es nicht so einfach haben – besonders in dieser rauhen Jahreszeit. Vielleicht üben sie sogar einen “gefährlichen Beruf im Winter” aus und ermöglichen uns ganz wunderbarereweise den Weihnachts- oder Sylvesterkarpfen zu genießen, den sie im Kampf gegen Wind und Wetter aus der Nordsee gefischt haben.

Das glauben Sie nicht? Dann schauen Sie mal diese Meldung von der dpa an. Ich zweifle ja stark daran, dass Hochseefischer – egal zu welcher Jahreszeit- je einen einzigen Karpfen in ihren Netzen hatten. Die Netze  müssten sie dann nämlich bis ins Süßwasser hinein werfen können und das erscheint mir nicht sehr realistisch.

Zukünftige Themen in der Ökotoxikologie

Als Rückschau auf die Jahrestagung von SETAC Europe in Sevilla hat SETAC Globe zuküftige Themen identifiziert.

Ganz wichtig erscheint mir die Brücke zu schlagen zwischen Effekten und ihrer Relevanz für die Population (“linking biomarker and higher level effects”). Was sagt eine erhöhte Enzyminduktion über den Gesundheitszustand eines Fisches aus? Ist sie ein frühes Warnzeichen für etwas, was sich nachteilig auf den Organismus oder sogar auf die Population auswirkt? Das sind die Fragen die im Bioeffektmonitoring  im Zusammenhang mit der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie auf uns zukommen werden.  In  direkter Verbindung dazu sehe ich die “Community and ecosystem vulnerability” also die Belastbarkeit von Lebensgemeinschaften. Hier gehen wir noch einen Schritt weiter und setzen unsere bewerteten Ergebnisse in ein Beziehungsnetzwerk ein und erhalten am Ende eine Risikoabschätzung.

Wie schön, dass wir auch in Zukunft genug große Herausforderungen haben werden.

Gene raten?

Forschungsthemen haben immer etwas mit Mode zu tun. Technische Neuerungen sind eine wichtige Kraft, um neue Themenfelder zu entwickeln und wachsen zu lassen. In den letzten 10 Jahren haben die “Omics” einen großen Sprung nach vorn gemacht. RT-PCR und DNA-Chips machen es möglich. Mittlerweile haben wir uns von Genomics über Proteomics bis zu den Metabolomics vorgearbeitet (geht es noch weiter?). Trotzdem bin ich persönlich bei vielen Studien noch skeptisch. Ich glaube nicht an die Stratgie eine Chemikalie in einem Testsystem quasi nach dem Gießkannenprinzip zu testen: 250 Gene (bzw. Proteine oder Enzyme) sind nach der Exposition mit Chemikalie X hoch reguliert, 100 Gene runter reguliert und nach ein paar RT-PCR-Untersuchungen zu Absicherung kann man darüber philosophieren warum der Citratzyklus oder der Fettsäurestoffwechsel in meinem Testorganismus beeinflusst wurde.

Wie es anders geht? Ganz einfach – Man braucht eine Hypothese, eine Idee, eine Theorie wie die Chemikalie wirkt und guckt sich dann gezielt die Gene an, die mit dem Stoffwechselweg zusammenhängen. Am besten funktioniert das, wenn man beispielsweise beim Zebrafischembryo eine Chemikalien-iduzierte morphologische Veränderung (an Augen, Herz, Wirbelsäule…) entdeckt hat, und diese dann mit den Genen in Beziehung setzen kann. Beim Zebrafisch ist dieser Weg besonders dankbar, weil das Genom aufgeklärt ist und zahlreiche Publikationen vorliegen.

Man braucht also nicht unbedingt die Gießkannenmethode per DNA-Chip.
Man rät einfach die Gene, weil man eine Hypothese hat.

gefälschte Kometen

Man soll es ja nicht glauben, aber es gibt sie immer wieder: Die Fälle von vorsätzlicher Fälschung in der Wisenschaft. Ein Kollege wies mich kürzlich auf diesen Artikel von Laborjournal online hin, in dem Untersuchungen mit dem Comet Assay beschrieben werden. Angeblich schädigen Handystrahlen die DNA – ob sie das tun, wissen wir leider immer noch nicht, denn diese Studien waren gefälscht. Die Fälscher haben sich dabei, wie ich finde, recht plump angestellt, weil man die gefälschten Werte durch simple Statistik entlarven konnte. Wer so schlecht fälscht hat es nicht anders verdient. Trotzdem gruselt mich das abgebrühte Vorgehen der Wissenschaftler.

BEAST annual meeting in St. Petersburg

Das BONUS Projekt BEAST geht ins zweite Jahr und die ersten Ergebnisse liegen vor. In St. Petersburg im Zoologischen Institut und im Wissenschaftlichen Forschungszentrum für Ökologische Sicherheit trafen sich alle Beteiligten und diskutierten über Expeditionen, Experimente, Ergebnisse und Datenbanken. Das Treffen war perfekt organisiert und bot nach dem wissenschaftlichen Programm auch die Möglichkeit die Sehenswürdigkeiten der Stadt zu genießen. BEAST ist zu einem Netzwerk der Meeresforscher aus  allen Ostsee-Anrainerstaaten geworden. Wir freuen uns auf  die nächsten arbeitsreichen Jahre in BEAST!

Integrierte Umweltbewertung

Integrierte Bewertung ist zur Zeit angesagt in der Umweltfoschung dank der Marinen Strategie der EU. Wissenschaftliche Arbeitsgruppen des Internationalen Rates für Meeresforschung beschäftigen sich seit Jahren mit dem Thema und gut dotierte Forschungsprojekte drehen sich darum passende Konzepte zu entwickeln. Integrierte Bewertung heißt, einzelne Parameter wie Schadstoffe, Biomarker und Fischkrankheiten, Eutrophierung und Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften etc. in einer gemeinsamen Zahl zu versammeln. Die Auswahl und Gewichtung der Parameter zueinander und die Behandlung von besonders “alarmierenden” Werten ist eine Herausforderung. Diese gemeinsame Zahl – der Index – dient dann als Bewertung für eine Region. In der Ostsee (Baltic Sea action plan) wird die sogenannte “Gesundheit des Ökosystems” bewertet. Das ist eine abstrakte Größe, die gefährdete Regionen identifiziert.  Als Produkte gibt es dann Landkarten mit Rot/Gelb/Grün analog zur bekannten Ampel. (Hier ausführliche Infos und bunte Landkarten der Ostsee)

Das Schöne an diesem Ansatz ist die übersichtliche und einfache Handhabbarkeit der Ergebnisse und das ist auch gleichzeitig der Nachteil. Denn wenn ich viel zusammenmittel, dann bleibt am Ende nur ein wischiwaschi-Mittelwert aller Eingangsgrößen übrig. Diesem Problem muss man mathematisch entkommen und das ist ein Ziel des Projektes BEAST, das sich um einen Index für die “Ecosystem Health” in der Ostsee kümmert.