Dans les zones humides d'eau douce de la région des Grands Lacs, l'accumulation de mercure dans les plantes pose un problème important pour la santé humaine. Dans une étude de 2018, des chercheurs ont montré l'influence de la végétation des terres humides sur la régulation de la toxicité du mercure dans un estuaire des Grands Lacs. Crédit :Département américain de l'Énergie
Feux de forêt, utilisation du charbon, et d'autres activités émettent du mercure. Les microbes des zones humides le transforment en neurotoxine. Dans les zones humides d'eau douce de la région des Grands Lacs, une équipe a montré l'influence de la végétation des zones humides dans la régulation de la toxicité du mercure. Ils ont également montré qu'une production accrue de mercure toxique dans certaines zones végétalisées est associée à trois facteurs :(1) la dégradation de la matière organique dissoute, qui provient de plantes en décomposition et d'autres sources, (2) une évolution de la communauté microbienne vers des microbes fermentaires (comme ceux utilisés dans la fabrication du pain), et (3) des changements dans la structure du microbiome envers les espèces de Clostridia.
Le mercure dans les zones humides devient du méthylmercure toxique en raison d'un processus principalement microbien connu sous le nom de méthylation du mercure. Historiquement, les microbes en fermentation n'ont pas été pensés pour influencer ce processus. Cette étude montre qu'ils le font avec d'autres facteurs. Les résultats offrent un aperçu des conditions qui conduisent à la production de méthylmercure toxique. De telles connaissances pourraient aider à améliorer la surveillance de la contamination par le mercure dans les estuaires (là où la marée rencontre le cours d'eau) des Grands Lacs.
Dans cette étude, l'équipe a utilisé des microcosmes anoxiques avec des sédiments provenant des zones littorales de l'estuaire de la rivière Saint-Louis du lac Supérieur. Les sédiments contiennent un héritage de contamination au mercure provenant du transport maritime et de l'industrie. Les recherches de l'équipe ont révélé une plus grande capacité relative de méthylation du mercure dans les sédiments végétalisés par rapport aux sédiments non végétalisés. Cependant, ils ont également montré que le cycle du mercure dans les sédiments non végétalisés pauvres en nutriments est sensible aux apports de matière organique dissoute sous forme de lixiviat végétal. La matière organique dissoute régule la production de méthylmercure car ses interactions chimiques modifient la biodisponibilité du mercure et favorisent la croissance de types spécifiques de communautés microbiennes. Avec lixiviat ajouté, ces microcosmes sans végétation produisaient sensiblement plus de méthylmercure que les microcosmes non modifiés. Aussi, ces microcosmes ont montré une augmentation marquée des espèces de Clostridia bactériennes.
Les clostridies ont le potentiel génétique de méthyler le mercure, mais n'ont pas été considérés parmi les principaux microbes responsables de la toxicité du mercure. Ces microbes fermentent la matière organique récalcitrante. En plus de leur abondance accrue, une analyse de leur métabolisme a suggéré une augmentation de la fermentation liée à la production de méthylmercure. L'analyse métagénomique a soutenu à la fois une augmentation des Clostridia et de la fermentation.