Хищник за свою жизнь съедает множество организмов. Если содержащийся в добыче загрязнитель хорошо усваивается и медленно удаляется, его концентрация в тканях потребителя может стать выше, чем в пище. Именно такое усиление называют биомагнификацией. Простое обнаружение одного вещества в планктоне, рыбе и птице ещё не показывает, что концентрация на каждом переходе увеличилась.[1]
Пищевая сеть и свойства загрязнителя
Для биомагнификации существенны устойчивость вещества к превращениям в организме, усвоение из кишечника и эффективность выведения. Распространённый пример — передача некоторых стойких органических загрязнителей в морских пищевых сетях. Загрязнение может оставаться малозаметным по концентрации в воде, но создавать значимую нагрузку на животных, питающихся загрязнённой добычей. При этом биоаккумуляция означает накопление в отдельном организме по всем путям, а биомагнификация — изменение концентрации между пищевыми уровнями.[1][2]
Жирорастворимость важна для многих органических веществ, но одного этого свойства недостаточно для предсказания. В исследовании Kelly и соавторов показано, что некоторые умеренно гидрофобные, плохо метаболизируемые соединения способны усиливаться в сетях с дышащими воздухом животными, хотя не демонстрируют такого усиления в полностью водных сетях. Значение имеет возможность вывести вещество через органы дыхания. Поэтому вывод «не усиливается у рыб» нельзя автоматически распространить на птиц или млекопитающих.[3]
Не всякий элемент и не всякая химическая форма ведут себя одинаково. Организмы способны регулировать содержание необходимых элементов, связывать некоторые токсиканты и выводить продукты их превращения. Даже высокая концентрация вещества в донном беспозвоночном не гарантирует более высокой концентрации у питающейся им рыбы. Определяющей остаётся совокупность процессов поступления и потерь, а не само положение животного «выше» в пищевой цепи.
Как отличить усиление от несопоставимых измерений
Коэффициент BMF сравнивает концентрацию у потребителя с концентрацией в его пище на согласованной основе. В условном примере 0,6 мг/кг у хищника и 0,2 мг/кг в рационе дают отношение 3. Оно безразмерно, если обе концентрации выражены одинаково. Однако случайная проба одной добычи не всегда представляет рацион: хищник может есть несколько видов, мигрировать и менять питание с возрастом. Для сложной сети используют показатели, связывающие концентрацию с трофическим положением нескольких видов.[2]
Корректное сравнение учитывает ткань, влажность, долю липидов, размеры и возраст животных. Увеличение концентрации на сухую массу нельзя доказывать сопоставлением с данными на сырую массу. В контролируемых опытах отделяют фазу накопления от выведения; полевые наблюдения дополнительно зависят от пространственной неоднородности загрязнения. Число, полученное для одной сети, не является постоянным свойством всех экосистем.[2][3]
Верхние потребители могут получать загрязнитель с пищей вдали от непосредственного источника. После сокращения поступления наблюдение за пищевой сетью продолжают: содержание в организмах способно снижаться с задержкой.