Na dertig jaar is het zenuwgif ontdekt dat zeearenden doodt

Toxicologie Een blauwalg die alleen op een invasieve waterplant groeit, produceert een gif dat vogelhersenen sponzig maakt.

Amerikaanse zeearend spreidt zijn klauwen om een prooi te grijpen. Zeearenden voeden zich met vis, watervogels en zoogdieren.
Amerikaanse zeearend spreidt zijn klauwen om een prooi te grijpen. Zeearenden voeden zich met vis, watervogels en zoogdieren. Foto iStock

Na bijna dertig jaar hebben wetenschappers de oorzaak gevonden van een mysterieuze hersenziekte die veel zeearenden en watervogels doodt in het zuidoosten van de Verenigde Staten. De boosdoener is een toxische stof die nieuw is voor de wetenschap en wordt geproduceerd door een blauwalg. Deze is zelf pas in 2014 ontdekt en groeit op een invasieve waterplant in Amerikaanse stuwmeren. Dat schrijft een internationaal onderzoeksteam donderdag in Science.

In de staat Arkansas trad in 1994 plotselinge sterfte op onder Amerikaanse zeearenden, de iconische bald eagles met de witte kop (Haliaeetus leucocephalus). Rond het DeGray Lake troffen biologen in twee jaar tijd meer dan 70 dode arenden aan. Hun hersenen bleken te zijn aangetast door een nog onbekende aandoening: het weefsel was sponzig geworden door talloze minuscule blaasjes.

Nader onderzoek liet zien dat ook allerlei andere dieren rond het meer aan deze hersenziekte doodgingen. Vooral meerkoeten, eenden en ganzen, maar ook reptielen, amfibieën en vissen. In de jaren daarna kwamen er steeds meer meldingen binnen, ook uit naburige staten, van Texas tot Florida en North-Carolina. De hersenziekte bleek te worden doorgegeven van prooi- naar roofdieren. Vandaar dat de zeearend, aan de top van de voedselpiramide, er het meeste last van heeft.

„Deze sterfte heeft biologen vanaf het begin voor een raadsel gesteld”, vertelt Timo Niedermeyer, hoogleraar farmaceutische biologie aan de universiteit van Halle-Wittenberg in Duitsland, een van de auteurs van de studie. „Experimenten lieten zien dat watervogels van elders die je losliet bij zo’n meer, binnen vijf dagen ziekteverschijnselen vertoonden. Maar de onderzoekers vonden geen spoor van toxische stoffen of besmettelijke ziekten.”

Stuwmeren

De ziekmakende meren hadden wel iets gemeenschappelijk: het waren stuwmeren, door de mens gemaakt, met daarin Hydrilla verticillata, een waterplant die erg op onze waterpest lijkt en oorspronkelijk uit Zuidoost-Azië komt. Als aquariumplant kwam hij in de jaren 50 in de VS terecht, waar hij weleens in sloten werd gedumpt. In het warme zuidoosten deed hij het zo goed dat hij al snel de meest invasieve soort van het land werd: hij groeit en verspreidt zich razendsnel en verdringt andere soorten, vooral in stilstaand water zoals stuwmeren.

„Susan Wilde van de universiteit van Georgia ontdekte op die plant een nog onbekende blauwalg”, vertelt Niedermeyer. „Gek genoeg is die enkel nog waargenomen in het zuidoosten van de VS.”

Er zijn veel blauwalgen die toxinen produceren die de hersenen of zenuwen aantasten. Ook in Nederland inheemse blauwalgen doen dat. Daarmee was de nieuwe blauwalg meteen verdacht. Hij kreeg dan ook de naam Aetokthonos hydrillicola: ‘de arenddoder van Hydrilla’. Maar een toxische stof was er in of rond de bacterie nog altijd niet gevonden.

„Wilde stuurde een sample van de blauwalgen aan mij op om ze te kweken en te onderzoeken op gifstoffen”, vertelt Niedermeyer. „Dat is de gangbare manier om dat te doen, omdat je ze in een kweekvloeistof gemakkelijker kunt vermeerderen dan op de plant zelf. Maar op de gekweekte blauwalgen vonden we geen gifstoffen. En proefdieren werden er niet ziek van. We moesten dus toch proberen blauwalgen te onderzoeken die groeiden op Hydrilla, wat veel lastiger is. Toen vonden we, met beeldvormende massaspectrometrie, opeens een onbekend molecuul met daarin vijf broomatomen.” Dat deed de alarmbellen afgaan, want van broomverbindingen is bekend dat ze de hersenen kunnen beschadigen.

Onderzoek liet zien dat de waterplant broomverbindingen uit het water in zich ophoopt – maar alleen in sommige meren en niet jaarrond. „We weten niet waar die bromiden vandaan komen”, zegt Niedermeyer. „Misschien uit de herbiciden die, wrang genoeg, worden gebruikt om Hydrilla te bestrijden. Maar ik verdenk vooral de lokale kolencentrales. Die gebruiken bromiden om kwik uit hun uitstoot te halen.”

Dierexperimenten

Op plekken waar bromiden in het water zitten, neemt Hydrilla ze op en geeft ze door aan de blauwalg, die er zijn geheimzinnige toxine mee maakt. De onderzoekers noemden de nieuwe stof aetokthonotoxine: het gif dat arenden doodt. Dierexperimenten lieten zien dat dit toxine inderdaad de dodelijke hersenziekte veroorzaakt. „Nu willen we het onderliggende mechanisme gaan onderzoeken”, zegt de Duitse hoogleraar. „En ook of mensen er last van kunnen krijgen, als ze vis of watervogels eten.”

Nico van den Brink, ecotoxicoloog van Wageningen UR, vindt het onderzoek in Science „erg knap gedaan”. Zoeken naar een onbekend toxine in het milieu is als zoeken naar een speld in een hooiberg, weet hij. „En dan ook nog een toxine dat alleen ontstaat in een complexe interactie tussen één plant en een blauwalg, en alleen onder specifieke omstandigheden. Niet zo gek dat ze daar dertig jaar over hebben gedaan.”

Ook in Europa komt Hydrilla voor: in warmwaterbronnen in Midden-Europa en in het wild in Polen, Groot-Brittannië en Ierland. Maar nergens gedraagt de soort zich invasief – en nergens draagt ze de arenddodende blauwalg met zich mee. Ten minste, voor zover bekend. „En we weten niet of de verspreiding verandert met klimaatverandering”, zegt Niedermeyer. „We blijven dit onderzoeken. Dit verhaal is te fascinerend om los te laten.”