Metallföroreningar från historisk gruvdrift verkar försvaga kammusslor och hotar marina ekosystem i ett område utanför Isle of Mans kust, en stor ny studie tyder på.

Forskningen, ledd av ett tvärvetenskapligt team vid University of York, föreslår att förorening av havsbottensediment med zink, bly och koppar från brytning av dessa metaller, som nådde sin topp på ön i slutet av 1800-talet, gör att skalen på pilgrimsmusslor blir betydligt sprödare.

Krossande klor

Förtunning och försvagning av skal hotar arten genom att lämna dem mer utsatta för de krossande klorna av krabbor och hummer, och, i tur och ordning, hotar det marina ekosystemet på grund av de viktiga funktionerna, såsom vattenfiltrering, som blötdjur som pilgrimsmusslor utför.

Med tanke på att metallföroreningar är vanligt i många kustområden runt om i världen, forskarna är oroade över att andra arter av marina blötdjur som musslor, ostron och musslor, som tillsammans står för mer än en fjärdedel av världens skaldjur, kan påverkas på liknande sätt.

Det nuvarande samförståndet om acceptabla nivåer av metallföroreningar bör ses över, forskarna säger, eftersom bevis på skador på pilgrimsmusslor fanns även i områden med metallföroreningsnivåer som för närvarande inte anses orsaka betydande skada på den marina miljön.

Stark

Huvudförfattare till studien, Dr. Bryce Stewart från Institutionen för miljö och geografi vid University of York, sa:"Det faktum att jämförbart låga nivåer av tungmetallföroreningar verkar påverka skalstrukturen och styrkan på ett så kraftfullt sätt representerar en utmaning för förvaltning av marina arter och bevarandestrategier. Detta är särskilt sant med tanke på att de effekter vi observerade sannolikt kommer att vara förstärks i framtiden av pågående mänskliga aktiviteter och klimatförändringar.

"Den potentiella långsiktiga effekten av antropogen metallförorening på marina organismer, som visas i vårt arbete, är anmärkningsvärt sedan den sista stora gruvan på Isle of Man stängdes 1908."

Under en period på över 13 år, forskarna jämförde kammusslor som samlats in från sex områden i Irländska sjön runt Isle of Man. De flesta pilgrimsmusslor uppvisade helt normal skaltillväxt och styrka. Dock, i ett område utanför Laxey – känt för att vara förorenat med metallföroreningar, skalen var betydligt svagare.

Minskad brotthållfasthet

Strukturell analys av skal av fysiker vid University of York avslöjade att Laxey kammusslor hade betydligt svagare skal och en störd skalstruktur. Antalet dödliga skador i pilgrimsmusslor från Laxey var dubbelt så höga som i oförorenade områden.

Gemensam motsvarande författare professor Roland Kröger, från Institutionen för fysik vid University of York, sa:"Vi analyserade skalstrukturen hos pilgrimsmusslorna med banbrytande mikroskopitekniker och upptäckte att skal från Laxey var tunnare och uppvisade en uttalad mineraliseringsstörning parallellt med skalytan inom den centrala regionen av både topp- och bottenventilerna.

"Våra data tyder på att dessa störningar orsakade minskad frakturstyrka och därför kan öka dödligheten.

"Det är inte klart exakt hur metallbärande sediment kan påverka skalbildningsprocessen. Metaller kan inkorporeras i skal som ersätter kalcium under biomineraliseringsprocessen eller så kan de modifiera aktiviteten hos proteiner under kristalliseringsprocessen och störa skaltillväxt."

Övertygande fall

Forskarna tittade på ett brett spektrum av alternativa förklaringar till påverkan på pilgrimsmusslor men hittade inga andra miljöfaktorer som kunde förklara deras resultat.

Dr. Stewart tillade:"Medan pilgrimsmusslorna fortfarande är helt säkra att äta, vi tror att våra resultat ger ett övertygande fall att metallkontamination spelar en viktig roll i utvecklingen av tunnare och svagare skal på Laxey, och därför de observerade höga skadefrekvenserna.

"Skalegenskaperna hos musslor som musslor, ostron, musslor och pilgrimsmusslor skulle potentiellt kunna fungera som ett bra klockslag för forskarsamhället i bedömningar av hur föroreningar påverkar biologiska organismer."

"Metalföroreningar som ett potentiellt hot mot skalets styrka och överlevnad hos marina musslor, " publiceras i tidskriften Vetenskap om den totala miljön .