Health monitoring of Common Eiders (Somateria mollissima) from the Western Baltic Sea and potential impact of TNT and other toxic compounds of dumped warfare on their health
In this study, post-mortem investigations of Common Eiders (Somateria mollissima) were conducted to gain an insight into pathological findings, infectious diseases and health issues occurring in the Baltic/ Wadden Sea flyway population (chapter I). Furthermore, toxicological analyses for energetic compounds from dumped munition were performed, to investigate the presence of trinitrotoluene (TNT), its metabolites 2-amino-4,6,-dinitrotoluene (2-ADNT), and 4-amino-2,6-dinitrotoluene (4-ADNT) as well as by-products 1,3-dinitrobenzene and 2,4-dinitrotoluene in the Baltic marine food chain (chapter II).
All Common Eiders from this study orginated from Sletten Haven in Denmark, which is located at the sound (Øresund) connecting the Baltic Sea and the Kattegat. The animals were incidentally captured (bycaught) between 2017 and 2019 and frozen at -20°C until further examination.
The post-mortem investigations (chapter I) followed a detailed and standardized dissection protocol, including morphometrics, biological parameters and a standardized sampling scheme. Further investigations included histopathological, bacteriological, virological and parasitological investigations. The most common findings were parasitic infections of the intestine, correlating enteritis, oesophageal pustules, erosions and ulcerations, nephritis and hepatitis, orchitis and impaired spermatogenesis. Lung oedema, fractures and subcutaneous haemorrhages were most likely caused by the process of drowning and entanglement in the net. Intestinal parasites were identified as the acanthocephalan Profillicollis botulus in 25 selected animals.
Two Common Eiders had mycobacterial infections and in one of these, Mycobacterium avium subspecies (ssp.) avium was identified. In all other animals, no infectious agents were detected and the causes of pathological findings could not be identified.
The toxicological analyses (chapter II) were performed for a subset of 25 animals and followed approved methods. Samples included liver, kidney, muscle, brain and bile. Tissue samples were freeze-dried and an approved extraction method was applied prior to gaschromatography-massspectrometry (GC-MS/MS). In a second approach, bile samples as well as additional liver and kidney samples were treated with glucuronidase, to cleave any glucuronidation conjugate of the energetic compounds, followed by GC-MS/MS analyses. All analyses for energetic compounds were negative.
In conclusion, Common Eiders are affected by a wide variety of health issues, possibly affecting breeding success and the population status. Energetic compounds from dumped munition could not be linked to health issues, detected in the Common Eider, and are likely not accumulating in the trophic chain to a concerning extend. In future studies, the effects of the pathological findings on the species need to be examined and further health investigations as well as bacteriological, virological and toxicological analyses should be conducted, to detect underlying causes of disease. An ongoing monitoring of energetic compounds in marine predatory species will allow to validate our findings and provide reliable information for a risk assessment.
In dieser Studie wurden Obduktionen von Eiderenten (Somateria mollissima) durchgeführt, um einen Einblick in pathologische Befunde, Infektionskrankheiten und Krankheitsgeschehnisse innerhalb der Baltic/ Wadden Sea flyway Population zu erlangen (Kapitel 1). Des Weiteren wurden toxikologische Analysen durchgeführt, um das Vorkommen der sprengstofftypischen Verbindungen Trinitrotoluol (TNT), der Metabolite 2-Amino-4,6,-Dinitrotoluol (2-ADNT), und 4-Amino-2,6-Dinitrotoluol (4-ADNT) und der Nebenprodukte 1,3-Dinitrobenzol und 2,4-Dinitrotoluol, in der Nahrungskette der Ostsee nachzuweisen (Kapitel 2).
Alle Eiderenten dieser Studie stammen aus dem Ort Sletten Haven in Dänemark, der an der Meerenge (Øresund) liegt, die die Ostsee mit dem Kattegat verbindet. Die Tiere wurden zwischen 2017 und 2019 beigefangen und bis zu weiteren Untersuchung bei -20°C gelagert.
Die Obduktionen (Kapitel 1) folgten einem detaillierten und standardisierten Obduktionsprotokoll, welches morphometrische Messungen, die Erfassung biologischer Parameter sowie ein standardisiertes Probennahmeprotokoll enthält. Weiterführende Untersuchungen umfassten histopathologische, bakteriologische, virologische und parasitologische Analysen. Die häufigsten Befunde waren Parasiteninfektionen des Darms, korrelierende Enteritis, Pusteln, Erosionen und Ulzerationen des Ösophagus, Nephritiden, Hepatitiden, Orchitis sowie eine beeinträchtigte Spermatogenese. Lungenödeme, Frakturen und subkutane Blutungen waren höchstwahrscheinlich durch den Ertrinkungs- und Verstrickungsprozess in den Netzen bedingt. Die intestinalen Parasiten wurden bei 25 ausgewählten Tieren als Acanthocephala der Art Profillicollis botulus identifiziert.
Zwei Eiderenten waren mit Mykobakterien infiziert und in einem Fall konnte Mykobakterium avium subspecies (ssp.) avium bestimmt werden. Bei keinem der anderen Tiere konnten infektiöse Krankheitserreger nachgewiesen werden und die Ursachen der pathologischen Befunde blieben unklar.
Die toxikologischen Analysen (Kapitel 2) wurden anhand bewährter Methoden für eine Stichprobe von 25 Tieren durchgeführt. Als Probenmaterial wurden Leber, Niere, Muskel, Gehirn und Gallenflüssigkeit verwendet. Gewebeproben wurden zunächst gefriergetrocknet und einer bewährten Extraktionsmethode unterzogen, bevor die Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS/MS) durchgeführt wurde. In einem zweiten Ansatz wurden die Galleproben, sowie zusätzliche Proben von Leber und Niere mit Glucuronidase behandelt, um glucuronidierte Konjugate der sprengstofftypischen Verbindungen zu lösen, und nachfolgend ebenfalls der Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS/MS) zugeführt. Alle Analysen auf sprengstofftypische Verbindungen brachten negative Ergebnisse.
Zusammenfassend sind Eiderenten von einer Vielzahl gesundheitlicher Probleme betroffen, die möglicherweise Einfluss auf den Bruterfolg und den Populationsstatus haben. Eine Verbindung der sprengstofftypischen Verbindungen mit den hier erhobenen pathologischen Befunden konnte nicht festgestellt werden und eine besorgniserregende Anreicherung in der Nahrungskette wird nicht vermutet. In zukünftigen Studien sollten die Auswirkungen pathologischer Befunde auf die Art untersucht werden und weitere Gesundheitsuntersuchungen sowie bakteriologische, virologische und toxikologische Analysen sollten durchgeführt werden, um Ursachen der Krankheitsbefunde zu ermitteln. Ein fortlaufendes Monitoring von sprengstofftypischen Verbindungen in marinen Topprädatoren ermöglicht es, die Ergebnisse dieser Studie zu validieren und aussagekräftige Informationen für eine Risikoanalyse zu liefern.
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