Klimawandel verstärkt Selenmangel

Der Klimawandel führt dazu, dass das Spurenelement Selen in B?den rar wird. Weil dann auch Nahrungsmittel weniger Selen enthalten, steigt weltweit in vielen Regionen das Risiko, an Selenmangel zu erkranken. Das zeigt eine neue Studie, die dank Data-Mining die globale Verteilung von Selen rekonstruieren konnte.

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Forscher erwarten wegen des Klimawandels abnehmende Selenkonzentrationen in Ackerb?den. (Bild: colourbox.com / Galyna Andrushko)

Selen ist ein unverzichtbares Spurenelement, das wir über die Nahrung, beispielsweise über Getreide, aufnehmen. Der Selengehalt von Nahrungsmitteln h?ngt stark von der Selenkonzentration im Boden ab. Studien zeigten, dass die Selenkonzentration tiefer ist, wenn der pH-Wert und die Sauerstoffverfügbarkeit hoch und der Anteil an Ton und organischem Kohlenstoff im Boden tief sind. In Europa finden sich selenarme B?den vor allem in Deutschland, D?nemark, Schottland, Finnland und einigen Balkanl?ndern. Dies weiss man aufgrund von regionalen Untersuchungen.

Die globale Verteilung von Selen hingegen war bisher weitgehend unbekannt. Dank der Auswertung vieler Daten, die zu anderen Zwecken gesammelt wurden, ist es Forscherinnen und Forschern der Eawag, der ETH Zürich und anderen Instituten nun aber gelungen, die globale Verteilung zu rekonstruieren.

Niederschl?ge beeinflussen Selenkonzentration

Die Forschenden trugen die Informationen aus 16 von 1994 bis 2016 erhobenen Datens?tzen zusammen und werteten über 33’000 Bodenproben aus. Sie analysierten in den obersten 30 Zentimetern des Bodens die Selenkonzentrationen und 26 weitere Umweltvariablen. Es zeigte sich, dass vor allem die Wechselwirkungen zwischen Klima und Boden eine Rolle für die Verteilung von Selen spielen. Den gr?ssten Einfluss auf die Selenkonzentration im Boden haben Niederschl?ge sowie das Verh?ltnis zwischen Niederschlag und Verdunstung (Trockenheitsindex).

Bei Niederschl?gen werden die B?den ausgewaschen und Selen geht verloren. Gleichzeitig k?nnen Niederschl?ge einen positiven Effekt auf den Selengehalt haben. Denn nasse B?den haben einen tieferen Sauerstoffgehalt und sind etwas saurer, so dass das negativ geladene Selen besser an Bodenpartikeln gebunden bleibt. In Gebieten mit wenig bis mittlerem Niederschlag und hohem Tonanteil ist ein hoher Selengehalt am wahrscheinlichsten. Trockene, basische B?den mit wenig Ton enthalten eher wenig Selen.

Selenverlust in Indien und Europa

Basierend auf diesen Erkenntnissen modellierten die Forscherinnen und Forscher die durchschnittliche Selenkonzentration der B?den für die Zeitr?ume von 1980 bis 1999 und 2080 bis 2099. In Teilen von Australien, China, Indien und Afrika k?nnte der Selenanteil aufgrund des Klimawandels zunehmen. Insgesamt werde der Selengehalt in den B?den aber abnehmen, folgern die Forschenden.

Vergr?sserte Ansicht: Weltkarte
Prozentuale Ver?nderung der Selenkonzentrationen in den B?den aufgrund des Klimawandels. (Grafik aus Jones, G.D. et al, PNAS, 2017)

Im Vergleich zu 1980 bis 1999 weisen bis zum Ende dieses Jahrhunderts (2080-2099) zwei Drittel der landwirtschaftlich genutzten Fl?chen einen durchschnittlichen Selenverlust von rund neun Prozent auf. Betroffen sind vor allem Ackerfl?chen in Europa und Indien, China, der Süden Südamerikas, Südafrika und der Südwesten der Vereinigten Staaten.

B?den mit Selen düngen

Diese Verluste k?nnen auch für unsere Gesundheit von Bedeutung sein. Bereits heute sind bis zu einer Milliarde Menschen von einer ungenügenden Selenzufuhr betroffen. Die Autorinnen und Autoren sehen ihre Studie als frühzeitige Warnung für humanit?re Organisationen und die Agrarindustrie. Um dem Selenmangel entgegenzuwirken, k?nnte selenhaltiges Düngemittel eingesetzt werden. Finnland tut dies bereits seit 1984. Zudem k?nnte man Selen auch als Zusatzstoff für Tierfutter verwenden.

Gesundheitliche Bedeutung von Selen

Selen (Se) ist essentiell für die menschliche Gesundheit und wird durch die Nahrung aufgenommen. Durch seine antioxidative Wirkung f?ngt es freie Radikale ab und spielt somit eine wichtige Rolle für das Immunsystem. Zudem dient es dem K?rper als Baustein für zahlreiche Eiweisse. Heute sind bis zu einer Milliarde Menschen von einem Selenmangel betroffen. Dieser kann zum Beispiel eine Erkrankung des Herzmuskels zur Folge haben. Aber auch zu viel Selen kann sch?dlich sein und zu Erbrechen, Lebersch?den oder einer St?rung des Geschmacks führen.

Literaturhinweis

Jones GD, Droz B, Greve P, Gottschalk P, Poffet D, McGrath SP, Seneviratne SI, Smith P, Winkel LHE: Selenium deficiency risk predicted to increase under future climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences 2017, doi: externe Seite 10.1073/pnas.1611576114

Dieser Artikel beruht auf einer externe Seite Medienmitteilung der Eawag.

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