Morskim ssakom brakuje genu chroniącego przed pestycydami

Wcześniejsze badania zespołu z University of Pittsburgh pokazały, że u morskich ssaków swoją funkcję straciły niektóre geny uczestniczące w działaniu zmysłów smaku i zapachu.

To zainspirowało naukowców do dalszych poszukiwań. W nowym projekcie przyjrzeli się genomom 5 gatunków ssaków morskich i 53 lądowych. Odkryli niepokojącą różnicę. Okazało się, że u przebadanych wodnych ssaków swoją funkcję stracił gen odpowiadający za produkcję pewnego enzymu - paraoksonazy 1 (PON1).

U ludzi i ssaków lądowych zmniejsza on szkody wywołane silnie reaktywnymi atomami tlenu. Tak się też składa, że chroni przed działaniem insektycydów fosforanoorganicznych. To owadobójcze substancje, które działają przez hamowanie pracy enzymów ważnych dla funkcjonowania układu nerwowego.

Oprócz badań genetycznych, naukowcy sprawdzili także reakcje krwi zwierząt na pestycydy z tej grupy. Krew morskich zwierząt nie rozkładała szkodliwych związków, jak ma to miejsce w przypadku ssaków lądowych.

Wskazuje to, że o ile nie istnieje inny, nieznany mechanizm chroniący ssaki morskie, mogą być one zagrożone powszechnie używanymi pestycydami, kumulującymi się w organizmie, szczególnie w mózgu.

Badacze określili nawet, kiedy ochronny gen przestał działać u morskich ssaków. Walenie i delfiny straciły tę funkcję krótko po wydzieleniu się od wspólnego przodka razem z hipopotamem, 53 mln lat temu. Manaty - kiedy 64 mln lat temu wyewoluowały od wspólnego przodka razem ze słoniami. Jednak niektóre foki straciły ochronę stosunkowo niedawno, bo 21 mln lat temu, a być może jeszcze później.

„Ważne pytanie brzmi, dlaczego w ogóle utraciły one funkcję genu PON1” - mówi główna autorka badania dr Wynn K. Meyer. „Trudno powiedzieć, czy nie był im dłużej potrzebny, albo czy przeszkadzał im w zaadaptowaniu się do wodnego środowiska” - dodaje.

Wiadomo, że dawniej w wodach nie było pestycydów fosforanoorganicznych, więc naukowcy podejrzewają, że utrata PON1 mogła mieć znaczenie dla ochrony przed stresem oksydacyjnym związanym z długim nurkowaniem i szybkim wynurzaniem.

To nie tylko akademickie pytania. Jeśli naukowcom uda się zrozumieć, dlaczego te gatunki nie mają PON1, może zdołają dowiedzieć się więcej na temat jego roli w utrzymaniu zdrowia człowieka, a także odkryć wskazówki, jak chronić najbardziej zagrożone morskie ssaki. Mogą do nich należeć np. żyjące w okolicach Florydy manaty. Pestycydy w dużych ilościach spływają do miejsc, w których te zwierzęta żyją.

W kolejnym roku badacze chcą zatem prowadzić obserwacje morskich ssaków w trakcie i krótko po okresach najintensywniejszego zanieczyszczenia. „Morskie ssaki, takie jak manaty czy delfiny butlonose to gatunki wskaźnikowe – jak kanarki w kopalniach węgla” - zaznacza prof. Nathan L. Clark, współautor publikacji. „Obserwacja ich zdrowia może wiele powiedzieć o potencjalnych problemach środowiska, które ostatecznie mogą wpłynąć na ludzi” - twierdzi naukowiec.

PAP - Nauka w Polsce

mat/ ekr/