Kaiman-Jungtier in Französisch-Guyana
Ein junger Kaiman in Französisch-Guyana. Der Wissenschaft dienen die Tiere als Indikatoren für die Belastung der Umwelt und auch der Bevölkerung dieser Regionen mit Quecksilber.
Jérémy Lemaire

Im Reich der Metalle zeigt sich, wie schmal der Grat zwischen Nutzen und Schaden sein kann. Während Eisen, Zink und Magnesium wichtige Mineralstoffe und Spurenelemente sind, haben andere giftige Wirkung. Zu diesen gehören unter anderem Blei, Cadmium und Quecksilber. Sie können Lebewesen nicht nur direkt schädigen, sondern sich auch in deren Gewebe anreichern. Organismen, die an der Spitze von Nahrungsketten stehen, nehmen daher oft erhebliche Mengen der giftigen Stoffe auf. Das gilt für Menschen genauso wie für Krokodile.

Eines der wichtigsten Schwermetalle ist Quecksilber (Hg), das in der Umwelt gewöhnlich gebunden in Erzen und Gesteinen vorkommt. Durch Verwitterung, Vulkanismus und Brände kann es jedoch daraus freigesetzt werden. Im Großen und Ganzen sind solche Ereignisse aber recht selten. Bedenkliche Mengen davon gelangten erst durch menschliche Aktivitäten in Umlauf.

Hochgiftige Umwandlung

Quecksilber liegt in der Atmosphäre gasförmig oder an Staubpartikel gebunden vor und kann durch Luftströmungen über weite Strecken transportiert werden. Mit dem Regen gelangt es auf die Erdoberfläche, wo es in Gewässern durch Mikroorganismen in das deutlich giftigere Methylquecksilber umgewandelt wird. Wasserlebende Tiere nehmen besonders viel davon auf. Da es sich außerdem in den Organen anreichert, erreicht es die höchsten Werte in Organismen, die sich von diesen Tieren ernähren. Unter anderem schädigt es das Nervensystem und führt zu Seh-, Hör- und Sensibilitätsstörungen.

Zu trauriger Berühmtheit gelangte in diesem Zusammenhang die japanische Stadt Minamata: Die dortige Chemieanlage leitete in den 1950er-Jahren Abwässer mit Quecksilberverbindungen ins Meer. Dort wurden sie von Algen aufgenommen, die ihrerseits von Fischen gefressen wurden, die wiederum die Hauptnahrung der dort lebenden Bevölkerung darstellten. Man schätzt, dass rund 17.000 Menschen durch die sogenannte Minamata-Krankheit geschädigt wurden und etwa 3000 daran starben. 2017 trat die Minamata-Konvention der Uno in Kraft, die auf eine Eindämmung der internationalen Quecksilberemissionen abzielt.

Goldgewinnung als Quelle

Die meisten dieser Emissionen stammen sowohl in Europa als auch weltweit aus der Verbrennung fester Brennstoffe. Diese enthalten geringe Mengen von Quecksilber, das bei der Verbrennung frei wird. Die zweitgrößte Quelle ist die Goldgewinnung im Kleinbergbau. Dabei schürfen Einzelpersonen oder kleine Gruppen Gold mit sehr einfachen Mitteln.

Das klingt ökologisch, ist es aber nicht, denn im Unterschied zu großen Firmen arbeiten sie meist illegal und dementsprechend ohne Kontrollen. Um an das wertvolle Metall zu kommen, werden Steine und Sediment aus Flüssen mit Quecksilber versetzt, das mit dem Gold eine Verbindung eingeht. Diese wird in Folge erhitzt, wobei das Quecksilber verdampft und in die Atmosphäre entweicht. Rund 20 Prozent der Goldproduktion erfolgen in Kleinbergbau – schätzungsweise 38 Prozent der globalen Hg-Emissionen werden durch diese Praktik frei.

Illegale Goldmine in Französisch-Guyana
Vor illegalen Aktivitäten sind selbst kleine Inseln nicht geschützt. Auf diesem winzigen Eiland im Lac de Petit Saut in Französisch-Guyana schürfen Menschen in Eigenregie nach Gold, was die Umwelt schwer belastet.
Jérémy Lemaire

Eine der Gegenden, die besonders von illegalem Goldabbau und seinen Folgen betroffen sind, ist das Amazonas-Gebiet. In Französisch-Guyana, das als französisches Überseeterritorium zur EU gehört, forschen Jérémy Lemaire und Rosanna Mangione vom Department für Verhaltens- und Kognitionsbiologie der Universität Wien mit Unterstützung des Wissenschaftsfonds FWF derzeit an den Auswirkungen von Quecksilber auf die dort lebenden Krokodile, genauer gesagt: Kaimane.

Stark belastet geboren

Kaimane gehören zu den Alligatoren, die mit den Echten Krokodilen und den Gavialen die Ordnung der Krokodile bilden. Sie sind allesamt Spitzenprädatoren und leiden als solche besonders darunter, wenn Fische und andere Beutetiere stark mit Quecksilber belastet sind. Wie Lemaire und Mangione mit einer internationalen Gruppe zeigen konnten, reichert sich das Gift dabei nicht nur in den Tieren selbst an, sondern wird auch von der Mutter auf die Eier übertragen.

Von insgesamt 38 frisch geschlüpften Glattstirn-Kaimanen (Paleosuchus trigonatus) aus vier verschiedenen Nestern waren diejenigen am kleinsten, deren Mütter die höchste Hg-Konzentration aufwiesen. Das ist keine Kleinigkeit, denn für die Jungtiere spielt Größe sehr wohl eine Rolle, wie Mangione erklärt: "Je größer sie beim Schlupf sind, desto bessere Überlebenschancen haben sie."

Die Wirkung von Schwermetallen auf Reptilien ist bislang eher dürftig erforscht. Es gibt tausende Studien zur Wirkung von Quecksilber auf Fische und Vögel, aber nur etwa 250 zu Reptilien. Dabei eignen sich Krokodile hervorragend als Bioindikatoren für Quecksilberbelastung, wie Lemaire ausführt: Nicht nur sind sie sehr langlebig und haben einen langsamen Metabolismus, wodurch das Metall lange in ihnen gespeichert wird, sie stehen auch an der Spitze der Nahrungspyramide – wie wir Menschen.

Adulter Kaiman
Nicht nur ausgewachsene Kaimane weisen aufgrund ihrer Stellung an der Spitze der Nahrungskette häufig hohe Belastungen mit Quecksilber auf. Muttertiere geben diese Last auch an ihren Nachwuchs weiter.
Jérémy Lemaire

Basis für Schutzmaßnahmen

Tatsächlich unterscheidet sich die Nahrung der Kaimane und jene der Menschen in Französisch-Guyana kaum voneinander. Mehr als die Hälfte der Bevölkerung lebt an der Küste, der Rest im dicht bewaldeten Landesinneren, sodass die meisten Nahrungsmittel entweder aus Jagd oder aus Fischfang stammen – wie bei den Kaimanen auch. Seit 2016 zapfen Lemaire und Mangione jedes Jahr einigen Exemplare Blut ab und bestimmen ihre Hg-Belastung. "Wenn wir das länger machen, können wir einen Durchschnitt bestimmen und auf dieser Basis Veränderungen feststellen", erklärt Lemaire.

Tatsächlich herrscht aufseiten der lokalen Behörden reges Interesse an den so erhobenen Daten. "So können sie entscheiden, welche Maßnahmen nötig und sinnvoll sind", führt Mangione aus. Sie und Lemaire beschäftigen sich aber nicht nur in Südamerika mit der Problematik: Sie haben bereits erste Proben von Krokodilen in Westafrika genommen. Auch dort sind etliche illegale Goldminen in Betrieb, die Menschen und Umwelt belasten. (Susanne Strnadl, 29.5.2024)