Naujas įrankis padeda mokslininkams stebėti lėtinę alyvą Arkties laukinėje gamtoje

Naujas įrankis padeda mokslininkams stebėti lėtinę alyvą Arkties laukinėje gamtoje

Kai galvojame apie Arktį, dauguma iš mūsų galvoja apie sniegu padengtą nevaisingą kraštovaizdį ir didžiulius ledinio vandenyno ruožus. Tai toli nuo šiandieninės Kanados Arkties realybės. Maždaug 150 000 žmonių jį vadina namais, todėl šis regionas tikrai nėra nederlingas.

Arktis šyla greičiau nei bet kur kitur Žemėje. Šis staigus temperatūros padidėjimas paveikia laukinę gamtą, augalus ir žmones, todėl susidaro mažiau jūros ledo, kurį daugelis plėšrūnų ir medžiotojų naudoja ištisus metus.

Jūros ledo praradimas taip pat daro šiaurę labiau prieinamą nei bet kada anksčiau, todėl didėja didelių naftos išsiliejimų tikimybė, nes didėja laivų ir tanklaivių srautas. Dėl šių išsiliejimų laukiniai gyvūnai susiduria su naujais teršalais, įskaitant policiklinius aromatinius junginius – pagrindinį teršalą išsiliejus naftai, kurie gali sukelti vėžį paukščiams.

Dėl naujų teršalų antplūdžio aplinkoje tyrėjams sunku stebėti jų poveikį laukinei gamtai. Ištyrę būdus stebėti teršalų kiekį ir įvairovę Arkties laukinėje gamtoje, sukūrėme naują įrankį – ToxChip – analizuoti naftos paveiktų gyvūnų DNR pokyčius ir išspręsti šį iššūkį.

Padidėjęs naftos žvalgymas ir gavyba

1995–2015 metais laivybos srautas Kanados Arktyje išaugo beveik trigubai dėl nykstančio jūros ledo. Naujai pasiekiami laivybos maršrutai, įskaitant Šiaurės jūros maršrutą, sutrumpina tranzito tarp Rytų Azijos ir Vakarų Europos laiką maždaug 10 dienų.

Tanklaivis „Exxon Valdez“ Aliaskos Prince William Sound išmetė daugiau nei 37 000 tonų žalios naftos, žuvo tūkstančiai paukščių ir kitų laukinių gyvūnų.
(AP nuotrauka / John Gaps III)

Kadangi Arktyje yra apie 13 procentų nepanaudotos pasaulio naftos, vyksta lenktynės dėl šio brangaus ištekliaus. Deja, daugiau gavybos ir laivybos Arktyje neišvengiamai sukels daugiau naftos išsiliejimų.

Liūdnai pagarsėjęs „Exxon Valdez“ išsiliejimas 1989 m. į Aliaskos pietinę pakrantę išmetė beveik 37 000 tonų žalios naftos ir žuvo daugiau nei 30 000 paukščių.

Visai neseniai iš vienos jėgainės degalų bako į Ambarnaja upę Rusijoje 2020 metais buvo išleista 20 000 tonų dyzelino.

Pagrindiniai naftos ir naftos produktuose esantys junginiai, vadinami policikliniais aromatiniais junginiais arba PAC, gali pakenkti paukščiams jūrų aplinkoje. Išmetamos per išmetamąsias dujas ar išsiliejimus, šios cheminės medžiagos patenka į laukinę gamtą ir augalus šioje vietovėje. Jie lengvai prisitvirtina prie gyvūnų riebalų ir gali kauptis juose visą gyvenimą.

Paukščiai atskleidžia aplinkos teršalus

Jūros paukščiai yra ypač pažeidžiami naftos poveikio, nes jie minta vandens paviršiumi. Aliejus gali padengti paukščių plunksnas, todėl jie negali skristi ar reguliuoti temperatūros.

Paukštis aliejumi padengtais sparnais
Paukščiai, kurių plunksnos padengtos alyva, negali skristi ar reguliuoti savo kūno temperatūros.
(„Shutterstock“)

Paukščiai plunksnas taip pat valo snapais, todėl į jų virškinimo sistemą patenka aliejus. Nafta ir naftos produktai taip pat kenkia paukščiams, dėl ko sustingsta galūnės, sumažėja jų veisimasis ir populiacija.

Tiesą sakant, yra užfiksuotas ilgalaikis poveikis antims, kurių išgyvenamumas buvo mažesnis, palyginti su neriebaluotų paukščių, mažiausiai 11 metų po išsiliejimo.

Naujos technologijos gali padėti atsekti teršalus

Kiekvienas gyvūno DNR genas prisideda prie tam tikros natūralios funkcijos. Kai kurie genai yra atsakingi už gyvūno medžiagų apykaitos reguliavimą, o kiti rūpinasi auglių slopinimu. Todėl, jei konkretus genas yra sukeltas po tokio teršalo, kaip aliejus, poveikio, galime pasakyti, kokie biologiniai procesai buvo paveikti.

Gyvūno genų ekspresijos pokyčiai – gebėjimas DNR instrukcijas paversti funkciniais produktais, tokiais kaip baltymai – gali daug pasakyti apie tai, kaip jis reaguoja į konkrečią cheminę medžiagą ar cheminių medžiagų grupę. Dabartiniai gyvūnų teršalų matavimo metodai yra brangūs, labai priklauso nuo laboratorinių gyvūnų naudojimo ir gali išmatuoti tik vieno teršalo poveikį vienu metu.

Sukūrėme naują įrankį, vadinamą ToxChip, kuris tiria teršalų poveikį jautrių genų DNR lygiui. Jis gali greitai aptikti jūros paukščių genų pokyčius reaguojant į teršalą. ToxChip galima pritaikyti pagal rūšis, teršalus ir dominančius genus.

Iki šiol sukūrėme du „ToxChips“: vieną, skirtą juodajai skraistei, o kitą – storasnapei murrei. Šie jūros paukščiai peri ant uolėtų uolų, kurios yra veisimosi vieta.

Giltinė nenuklysta nuo savo kolonijos ir minta žuvimis arti kranto. Kita vertus, storasnapis snapas gali nukeliauti toli nuo kolonijos ir yra žinomas kaip neria gilyn į vandenį, kad gautų grobį.

Abi rūšys toli gražu nėra nykstančios, o jų kolonijų populiacijos gali siekti milijonus, todėl galima nustatyti, kokiu mastu teršalai veikia paukščius. Kadangi šie paukščiai labai priklauso nuo maisto šaltinių atvirame vandenyje, naftos išsiliejimas gali greitai pakenkti visai kolonijai.

ToxChips galima naudoti išsiliejus naftai, kad būtų galima kiekybiškai įvertinti galimą submirtiną arba negrįžtamą žalą. Įvairių tipų PAC gali pasakyti, iš kur jie kilę. Miškų gaisrų kilusių PAC cheminė sudėtis bus kitokia nei išsiliejus naftai. Šie ToxChip duomenys leidžia mums nustatyti toksiškumo jūros paukščiams priežastį.

Neseniai panaudoję ToxChip, galėjome nustatyti tikėtinus natūralaus naftos išsiliejimo prie Nunavuto krantų padarinius.

Pigesnis, greitesnis ir prieinamesnis sprendimas

Ateities šio įrankio pritaikymas yra platus ir daug žadantis. Tai gali padėti pažvelgti į pesticidų poveikį bulių DNR arba plastikinės taršos poveikį rožinės lašišos biologiniams procesams ir pan. Konkrečiai rūšiai pritaikytos ToxChips gali padėti formuoti įrodymais pagrįstas politikos rekomendacijas arba stebėjimo iniciatyvas, kurios perėjimo sezono metu apribotų laivų eismą nykstančiose paukščių teritorijose.

Laukinės gamtos teršalų stebėjimas yra ypač svarbus tiems, kurie pasikliauja vietiniu kaimišku maistu. Šių priemonių naudojimas gali padėti informuoti Arktyje gyvenančius žmones, ar gyvūnai, nuo kurių jie priklauso, buvo paveikti teršalų.

Jie gali būti naudojami kaip avarinis atsakas išsiliejus naftai. Alyva gali išlikti ilgai po to, kai valymo brigados pašalina matomą alyvą iš aplinkos. „ToxChips“ gali padėti suprasti, ar jūros paukščiai ir toliau yra veikiami naftos taršos.

Žmonės naudoja aukšto slėgio žarnas, kad plautų aliejų nuo akmenų paplūdimyje.
Nuodingi komponentai ir cheminės medžiagos, išsiskiriančios išsiliejus naftai, gali likti aplinkoje, nepaisant valymo pastangų.
(AP nuotrauka / Robas Stapletonas, failas)

Nors įrankis vis dar tobulinamas, jis buvo sukurtas dviem jūros paukščių rūšims ir šiuo metu taikomas siekiant įvertinti genų ekspresijos pokyčius išsiliejus dideliam naftos išsiliejimui ir senoje karinėje vietoje, kurioje žinomas užterštumas.

„ToxChip“ projektai padarys teršalų tyrimus labiau prieinamus, tikslesnius, greitesnius ir mažiau priklausomus nuo laboratorinių gyvūnų. Tai galėtų padėti sumažinti naftos taršos poveikį gyvūnams ateityje.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.