Evidence for biomagnification of rubidium in freshwater and marine food webs

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Rubidium (Rb), a rarely studied alkali metal, may be an essential ultra-trace element for humans and other organisms. However, very little information exists in regard to the concentrations and distribution of Rb in freshwater and marine food webs. We measured Rb concentrations in freshwater fish from Lake Erie and two Arctic lakes (Lake Hazen and Resolute Lake) and in seabirds, ringed seals, and invertebrates from the marine Northwater Polynya in Baffin Bay. The alkali analogues of Rb, cesium (Cs), and potassium (K) were also analysed in a subset of fish from Lakes Erie and Hazen. Rb and Cs concentrations and Cs:K ratios in the sampled biota are significantly regressed against 15N values, indicating biomagnification through the food web in diverse ecosystems. However, there is no relationship between K concentrations and 15N values, indicating a lack of biomagnification and the presence of homeostatistic mechanisms for this essential trace element. Rb must be included with mercury and Cs as metals that consistently biomagnify in diverse food webs and should be considered in multi-element biomagnification studies.

Le rubidium (Rb) est un métal alcalin rarement étudié qui peut être un élément en « ultra-trace » essentiel pour les humains et les autres organismes. Il existe, cependant, très peu de données sur ses concentrations et sa répartition dans les chaînes alimentaires aquatiques et marines. Nous avons mesuré les concentrations de Rb dans des poissons d'eau douce du lac Érié et de deux lacs arctiques (Hazen et Resolute), ainsi que dans des oiseaux marins, des phoques annelés et des invertébrés dans la polynie des eaux du nord de la baie de Baffin. Nous avons aussi analysé les analogues alcalins du rubidium, le césium (Cs) et le potassium (K), dans un sous-ensemble de poissons des lacs Érié et Hazen. Il y a une relation significative entre les concentrations de Rb et de Cs et le rapport Cs:K dans les organismes échantillonnés, d'une part, et 15N, d'autre part, ce qui indique qu'il se produit une biomagnification dans le réseau alimentaire des divers écosystèmes. Il n'y a pas, cependant, de relation entre les valeurs de K et de 15N, ce qui indique l'absence de biomagnification pour cet élément en trace essentiel et la présence de mécanismes homéostatiques. Il faut ajouter le Rb à Hg et Cs dans la liste des métaux qui subissent systématiquement une biomagnification dans les réseaux alimentaires et en tenir compte dans les études de biomagnification qui considèrent plusieurs éléments chimiques.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2005

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