Stwierdzenie, że zanieczyszczenia wody zmieniają płeć zwierząt może brzmieć jak fragment scenariusza filmu science fiction. Jednak, jak przekazał Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu (UPP), nie jest to wizja filmowa. Związki endokrynnie czynne wykrywa się dziś w rzekach, jeziorach, ściekach, a nawet w wodzie pitnej na całym świecie. W większości to produkty rozpadu plastików, pozostałości leków, składniki kosmetyków, detergentów czy pestycydów. Choć ich stężenia są zwykle bardzo niskie, coraz więcej badań pokazuje, że mogą silnie oddziaływać na organizmy żywe, szczególnie na etapie ich wczesnego rozwoju.
Te zwierzęta są najbardziej wrażliwe na zanieczyszczenia wody
Ryby i płazy należą do zwierząt najbardziej wrażliwych na związki endokrynnie czynne. Badania ryb w tym zakresie trwają od końca lat 90. O płazach wiemy znacznie mniej, a 41% gatunków płazów uznawanych jest za zagrożone wyginięciem – podkreślił UPP. Naukowcy szukają wpływu zanieczyszczenia wody na rozwój zwierząt. Jaja płazów rozwijają się w wodzie, bez ochronnej skorupki. Również kijanki żyją w wodzie, a ich cienka i przepuszczalna skóra sprawia, że bardzo łatwo wchłaniają rozpuszczone w niej substancje chemiczne. Wyniki badań naukowców z UPP wskazują, że związki powszechnie obecne w wodach powierzchniowych mogą zaburzać rozwój płciowy żab, uszkadzać ich gonady i wyraźnie pogarszać kondycję ich organizmu.
Zbadano wpływ związków endokrynnie czynnych na żaby śmieszki
Zbadano wpływ dwóch związków endokrynnie czynnych na rozwój żaby śmieszki Pelophylax ridibundus. Gatunek często zasiedla zbiorniki pod wpływem działalności człowieka, w tym wody zanieczyszczone ściekami. Przeanalizowano działanie bisfenolu A (BPA), stosowanego do produkcji tworzyw sztucznych i trafiającego do środowiska m.in. jako odpad z plastikowych pojemników oraz etynyloestradiolu (EE2) stosowanego w lekach antykoncepcyjnych i terapiach hormonalnych. Eksperyment przeprowadzono w zbiornikach z dużymi ilościami wody, imitującymi warunki zbliżone do środowiska naturalnego. Działania objęły 300 kijanek, które w zbiornikach eksponowano na związki chemiczne w bardzo niskich stężeniach – odpowiadających poziomom wykrywanym wcześniej w europejskich wodach powierzchniowych. Po zakończeniu rozwoju larwalnego kijanek i przejściu metamorfozy, naukowcy przeprowadzili pomiary, analizy anatomiczne i histologiczne.
– Wyniki nas zaniepokoiły. W grupie żab rozwijających się w wodzie zawierającej EE2 doszło do silnego zaburzenia proporcji płci – na jednego samca przypadało około dziewięć samic, podczas gdy w normalnych warunkach proporcje powinny być zbliżone do 1:1. U części osobników stwierdziliśmy również cechy interseksualne, czyli gonady zawierające zarówno tkankę charakterystyczną dla jąder, jak i dla jajników. Wszystko wskazuje na to, że część genetycznych samców pod wpływem działania związku rozwinęła cechy żeńskie. Co szczególnie istotne, efekt ten pojawił się przy niezwykle niskim stężeniu substancji – 1 × 10⁻⁹ M, czyli mniej więcej jednej cząsteczce związku przypadającej na miliard cząsteczek wody. Stężenia takie wykrywa się obecnie w wodach powierzchniowych, w tym naturalnych zbiornikach, które zasiedlają żaby – skomentowała Martyna Frątczak z Katedry Zoologii UPP.
Jak zanieczyszczenia wody wpłynęły na żaby?
Bisfenol A nie wpłynął na proporcję płci zwierząt, jednak również okazał się niezwykle szkodliwy. Pod jego wpływem, w jądrach części samców wystąpiła znacząca degeneracja i zanik komórek rozrodczych, które mogłyby powodować obniżoną płodność zwierząt. Niektóre jądra i jajniki żab z tej grupy miały również cechy wskazujące na opóźniony rozwój. Zaobserwowano znaczące pogorszenie kondycji ciała osobników eksponowanych na najwyższe stężenia BPA i EE2. Dodatkowym elementem badań była analiza tzw. wskaźnika palcowego, czyli proporcji długości palców drugiego i czwartego w kończynach. Badacze wykazali, że wskaźnik palcowy u żaby śmieszki był wrażliwy na wpływ związków hormonalnych, chociaż zmiany te były subtelne.
– U płazów nawet niewielkie pogorszenie kondycji organizmu może mieć dramatyczne znaczenie dla ich przetrwania. Słabsze osobniki wolniej rosną, gorzej zimują, są bardziej podatne na choroby i mogą osiągać niższy sukces rozrodczy. Takie subtelne efekty często trudno zauważyć w naturze, ale w dłuższej perspektywie mogą wpływać na funkcjonowanie całych populacji – powiedział dr inż. Mikołaj Kaczmarski z Katedry Zoologii UPP.
– Hormony regulują ogromną liczbę procesów związanych z rozwojem organizmu – od różnicowania gonad po tempo wzrostu i rozwój cech płciowych. Substancje endokrynnie czynne mogą zakłócać te mechanizmy na wielu poziomach, a skutki ekspozycji nie zawsze są od razu widoczne. Dlatego tak ważne jest poszukiwanie nowych, czułych, ale jednocześnie nieinwazyjnych wskaźników biologicznych ekspozycji na te związki chemiczne – podkreśliła prof. UPP dr hab. Katarzyna Szkudelska, współautorka badania.
Zagrożenie nie tylko dla ryb i płazów
W opinii autorów badań, problem nie dotyczy wyłącznie płazów i może mieć znacznie dalej idące skutki.
– Płazy od dawna traktowane są jako system wczesnego ostrzegania dla środowiska. Jeśli obserwujemy u nich zaburzenia rozwoju płciowego pod wpływem substancji obecnych w wodzie, oznacza to, że mamy do czynienia z realnym problemem ekologicznym. Prawdopodobnie widzimy jedynie fragment dużo większego zjawiska – powiedział prof. dr hab. Piotr Tryjanowski, współautor projektu.
Lista substancji potencjalnie zaburzających gospodarkę hormonalną stale rośnie. W Unii Europejskiej wiele z nich nadal nie podlega obowiązkowemu monitoringowi w wodach powierzchniowych i wodzie pitnej. Dla niektórych nie ustalono też jednoznacznych i bezpiecznych norm środowiskowych – podkreślił UPP. Związki endokrynnie czynne budzą obawy również w kontekście zdrowia ludzi – mogą oddziaływać na mechanizmy hormonalne regulujące rozwój i funkcjonowanie organizmu. Badacze mają nadzieję, że wyniki ich analiz przyczynią się do lepszego poznania wpływu tych substancji na organizmy żywe oraz zwiększenia świadomości dotyczącej zagrożeń związanych z ich obecnością w środowisku – podsumował UPP. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Aquatic Toxicology. Można je znaleźć na stronie www.sciencedirect.com.
Na podstawie nadesłanej informacji
fot. 2 x Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
