التخفيف البيولوجي

التخفيف البيولوجي ، الذي يُشار إليه أحيانًا بتخفيف التكاثر الطحلبي ، هو انخفاض تركيز عنصر أو ملوث مع زيادة المستوى الغذائي . ^{[ 1 ]} يُلاحظ هذا التأثير بشكل أساسي خلال تكاثر الطحالب، حيث تؤدي زيادة الكتلة الحيوية للطحالب إلى تقليل تركيز الملوثات في الكائنات الحية الأعلى في السلسلة الغذائية، مثل العوالق الحيوانية أو الدفنيا . ^{[ 2 ]}

تُعدّ المعادن الثقيلة ، مثل الزئبق والكادميوم والرصاص ، من أهم العناصر والملوثات التي تُثير القلق . وقد ثبت أن هذه السموم تتراكم بيولوجيًا عبر السلسلة الغذائية . وفي بعض الحالات، قد يحدث تضخم بيولوجي للمعادن، مثل الزئبق . ^{[ 1 ] [ 3 ]} ويُعدّ هذا مصدر قلق بالغ، إذ يُمكن العثور على ميثيل الزئبق ، وهو أكثر أنواع الزئبق سمية، بتركيزات عالية في الأسماك التي يستهلكها الإنسان والكائنات المائية الأخرى.

ربطت دراسات عديدة انخفاض تركيزات الزئبق في العوالق الحيوانية الموجودة في البيئات المائية الغنية بالمغذيات (ذات الإنتاجية العالية) مقارنةً بالبيئات المائية الفقيرة بالمغذيات . ^{[ 2 ] [ 3 ]} يقلل إثراء المغذيات (وخاصةً الفوسفور والنيتروجين) من دخول الزئبق، والمعادن الثقيلة الأخرى، إلى الشبكات الغذائية المائية من خلال تأثير التخفيف البيولوجي. تمتص المنتجات الأولية، مثل العوالق النباتية ، هذه المعادن الثقيلة وتراكمها في خلاياها. كلما زاد عدد العوالق النباتية، قل تركيز هذه الملوثات في خلاياها. بمجرد استهلاكها من قبل المستهلكين الأوليين، مثل العوالق الحيوانية، تُدمج هذه الملوثات المرتبطة بالعوالق النباتية في خلايا المستهلك. تعني الكتلة الحيوية الأعلى للعوالق النباتية انخفاض تركيز الملوثات المتراكمة في العوالق الحيوانية، وهكذا دواليك في الشبكة الغذائية. يؤدي هذا التأثير إلى تخفيف عام للتركيز الأصلي في الشبكة الغذائية. أي أن تركيز الملوث سيكون أقل في العوالق الحيوانية مقارنة بالعوالق النباتية في حالة ازدهار الطحالب.

على الرغم من أن معظم دراسات التخفيف البيولوجي أُجريت على بيئات المياه العذبة، فقد ثبت حدوث التخفيف البيولوجي في البيئة البحرية أيضًا. وُجد أن منطقة نورث ووتر بولينيا، الواقعة في خليج بافن، تُظهر ارتباطًا عكسيًا بين الكادميوم والرصاص والنيكل وزيادة المستوى الغذائي ^{[ 1 ].} يُعد كل من الكادميوم والرصاص من المعادن غير الأساسية التي تتنافس على الكالسيوم داخل الكائن الحي، مما يُضر بنموه.

تقيس معظم الدراسات التراكم الحيوي والتخفيف الحيوي باستخدام نظير النيتروجين δ15N. يزداد تركيز نظير δ15N كلما ارتفعنا في السلسلة الغذائية. ^{[ 4 ] [ 5 ]} يمتلك المفترس نسبة δ15N أعلى مقارنةً بفريسته. يسمح هذا الاتجاه بتحديد الموقع الغذائي للكائن الحي. وبالاقتران مع تركيز ملوث معين، مثل الزئبق، يمكن تحديد العلاقة بين التركيز والموقع الغذائي.

في حين أن معظم المعادن الثقيلة تتراكم بيولوجيًا، إلا أنه في ظل ظروف معينة، فإن المعادن الثقيلة والملوثات العضوية لديها القدرة على التخفيف البيولوجي، مما يجعل الكائنات الحية العليا أقل عرضة للسموم.