Новый подход к биомониторингу водных путей полезен в стресс-экологии

Применение методов молекулярной диагностики представляет собой новый подход, который может обнаруживать и различать стрессоры, раскрывая информацию, недоступную для традиционных методов оценки.

Секвенирование ДНК для конкретных биомаркеров менее затратно, требует меньше труда, быстрее и чувствительнее, чем стандартные методы сбора, подсчета и классификации. Однако в сочетании с тщательными лабораторными и полевыми исследованиями эти методы могут обеспечить чувствительность и эффективность подхода.

По словам профессора Эммы Джонстон, директора Исследовательской программы Сиднейской гавани в Сиднейском институте морских наук, этот подход значительно продвинулся вперед. Она представила ключевые результаты недавнего исследования своей группы в лекции в ANSTO 12 марта.

Она изучает экологические изменения в эстуариях Сиднейской гавани и других австралийских портов и заливов, которые сильно подвержены влиянию человеческой деятельности.

На эти районы воздействуют множественные стрессоры: повышенная соленость, загрязняющие вещества, физические изменения мест обитания, инвазивные виды, которые сочетаются с естественной изменчивостью среды.

Команда Джонстон использовала в недавнем исследовании сиднейских каменных устриц (Saccostrea glomerata). Устрицы являются активными индикаторами, которые помогают определить черту или характеристику конкретной среды.

Устриц подвергали воздействию загрязнителей в лаборатории и экспериментально размещали на нескольких участках австралийских эстуариев с разным уровнем загрязнения.

Они измерили реакцию биомаркера стабильности лизосомальной мембраны (LMS), которая указывает на повреждение клеток пищеварительных желез устриц. Была обнаружена сильная связь между LMS и воздействием металлов, таких как медь — одного из самых распространенных загрязнителей в загрязненных эстуариях.

В ходе исследования команда Джонстон обнаружила, что реакция на загрязнители у местных и интродуцированных популяций может сильно различаться.

«Интродуцированные виды, по-видимому, обладают высокой толерантностью к воздействию повышенных уровней меди, в то время как местные виды более чувствительны к металлическим загрязнителям», — сказала Джонстон. «Металлы, по-видимому, способствуют биологическому вторжению».

Были и неожиданные результаты. Теперь недостаточно измерить уровень загрязнителя в организме или окружающей среде, потому что реакция организма на стрессор может быть обусловлена взаимодействием или чем-то другим.

«То, что мы считали реакцией на присутствие меди в осадке, могло быть вызвано обогащением питательными веществами из углерода в сельскохозяйственных удобрениях», — отметила Джонстон.

Профессор Джонстон указала, что для понимания «стресс-экологии» и разработки стратегий смягчения последствий необходим междисциплинарный подход.

Старший научный сотрудник профессор Хенк Хейнис, который провел для профессора Джонстон экскурсию по лаборатории радиоактивности окружающей среды ANSTO, сказал, что результаты ее команды имеют большое значение.

«Мы перешли от химии к биологии и биохимии в понимании воздействия человека на экологические системы».

Биомедицинский ученый профессор Ричард Банати сказал, что с нетерпением ждет обсуждения с профессором Джонстон работы ANSTO по пластику, микропластику и, в частности, молекулярной диагностике в морской среде.