Odporne na ołów jaszczurki mogą pomóc w walce z zatruciem metalami ciężkimi
Pewien żyjący w Nowym Orleanie (USA) gatunek jaszczurki wykazuje wyjątkowo wysoką odporność na ołów. Poziom ołowiu we krwi tych gadów przekroczył wszystkie dotychczas odnotowane wartości dla ryb, płazów, ptaków, gadów i ssaków. Mimo to wydaje się, że ołów im nie szkodzi. Rozwiązanie zagadki ołowio-odpornych jaszczurek może przyczynić się do stworzenia metod radzenia sobie z zatruciem metalami ciężkimi.
Spis treści:
Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z prywatnego nowoorleańskiego Uniwersytetu Tulane wykazały, że wiodące nadrzewny tryb życia jaszczurki anole brązowe mają najwyższy poziom ołowiu we krwi, jaki kiedykolwiek odnotowano u kręgowców. Mowa o ilości, która byłaby śmiertelna dla większości innych zwierząt. Jednak, co zaskakujące, poziom trującego ołowiu we krwi zdaje się kompletnie nie mieć wpływu na zdrowie tych niewielkich gadów. Wyniki badania zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie „Environmental Research”.
Wszechobecny ołów
– Zaskakujące jest to, że jaszczurki te nie tylko przeżywają, ale wręcz rozwijają się pomimo obciążenia ołowiem, które dla większości innych zwierząt byłoby katastrofalne – powiedział główny autor badania Alex Gunderson, adiunkt ekologii i biologii ewolucyjnej w Szkole Nauk Ścisłych i Inżynierii Uniwersytetu Tulane.
Ołów jest wszechobecnym zanieczyszczeniem środowiska, które ma poważny wpływ na zdrowie, zwłaszcza w środowisku miejskim. Poza pochodzeniem geologicznym, głównymi źródłami zanieczyszczenia środowiska ołowiem była przez wiele lat benzyna ołowiowa, obecnie zakazana w większości krajów. Poza tym przemysł hutniczy i górnictwo rud ołowiu, cynku i srebra, a także produkcja i recykling akumulatorów kwasowo-ołowiowych, przemysł metalurgiczny, farby, pigmenty, amunicja, emisje z elektrowni węglowych i spalania odpadów. Wszystkie analizy wskazują, że to właśnie działalność człowieka jest dominującym źródłem ołowiu w biosferze.
Badania z Uniwersytetu Tulane podkreślają utrzymujące się skutki skażenia ołowiem w Nowym Orleanie. Właśnie dlatego ciekawość uczonych wzbudziły złożone sposoby, w jakie organizmy dostosowują się – lub nie dostosowują – do zanieczyszczonego środowiska.
Małe, lecz wyjątkowe anole
Badane przez naukowców anole brązowe są gatunkiem inwazyjnym pochodzącym z Karaibów. Występują w Nowym Orleanie co najmniej od lat 90. XX wieku, ale w ciągu ostatnich 20 lat ich populacja wzrosła i obecnie są one bardziej powszechne niż zielone anole, które są gatunkiem rodzimym.
Doktorantka Annelise Blanchette i Gunderson przeprowadzili badania, dzięki którym odkryli, że jaszczurki mogą wytrzymać poziom ołowiu około 10 razy wyższy niż ekstremalne stężenia występujące w terenie, zanim wystąpi u nich spadek wydajności. W trakcie testów mierzono m.in. takie cechy, jak równowaga, prędkość sprintu i wytrzymałość – zdolności, które są często upośledzone przez ekspozycję na ołów.
– Brązowe anole funkcjonują na pełnych obrotach pomimo rekordowego poziomu ołowiu. To czyni je jednymi z najbardziej, jeśli nie najbardziej, odpornymi na ołów zwierzętami znanymi nauce – powiedziała Blanchette.
Analizy tkanki mózgowej i wątrobowej zwierząt wykazały jedynie niewielki wpływ ekspozycji na ołów. Badacze wykryli jednak kilka zmienionych genów związanych z regulacją jonów metali i transportem tlenu. To rodzi poważne pytanie o to, w jaki sposób gady przetrwały tak toksyczną ekspozycję i czy wytworzone przez nie mechanizmy mogą posłużyć w przyszłości do opracowania metod leczenia ludzi i innych dzikich zwierząt.
– Musimy ponownie ocenić naszą wiedzę na temat progów toksyczności u kręgowców. Jeśli uda nam się ustalić, co je chroni, być może odkryjemy strategie, które pomogą złagodzić skutki zatrucia metalami ciężkimi u ludzi i innych gatunków – podsumowuje Gunderson.
Podkreślmy, iż badanie nie sugeruje, że ludzie mogą rozwinąć taką samą odporność jak opisywane jaszczurki. Natomiast odkrycie tak ekstremalnych poziomów ołowiu u kręgowców pokazuje jego stałą obecność w środowisku i pilną potrzebę ograniczenia narażenia ludzi, szczególnie w społecznościach, w których zanieczyszczenie pozostaje powszechne.
Ekstremofile na pomoc przyrodzie
Opisywane jaszczurki są jedynymi znanymi kręgowcami o zdolności tak wysokiej ekspozycji na ołów, ale nie jedynymi organizmami, które mogą w takiej sytuacji przeżyć i rozwijać się. Szczepy bakterii z rodzaju Pseudomonas, Bacillus, Ralstonia, Klebsiella i Enterobacter rozwijają mechanizmy obronne przeciw wysokim stężeniom ołowiu. Natomiast archeony ekstremofilne jak np. Sulfolobus metallicus tolerują metale ciężkie w gorących, kwaśnych źródłach. Również niektóre grzyby, np. Aspergillus niger, mogą akumulować i wiązać ołów w ścianach komórkowych.
Wszystkie te mikroorganizmy są badane pod kątem bioremediacji, czyli umiejętności oczyszczania środowiska z metali ciężkich. Na przykład kolonie bakterii odporne na ołów wykorzystuje się do usuwania ołowiu ze skażonych gleb i ścieków przemysłowych.
Źródło: Tulane University
Nasza autorka
Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.