Рыбьи вши могут стать ранним индикатором загрязнения металлами в пресной воде
Обнаружение загрязнения металлами в воде на ранних стадиях сложно. Учёные ищут чувствительные индикаторы качества воды. Теперь рыбья вошь Argulus japonicus показывает большой потенциал в качестве раннего индикатора для мониторинга загрязнения рек и водохранилищ.
Живые организмы дают более полную картину
Пробы воды отражают состояние реки лишь в конкретный момент времени. Рыбы накапливают загрязнители, такие как металлы, со временем. Однако получить полную картину по рыбам тоже сложно, говорит профессор Аннемари Авенант-Олдеваге, заведующая кафедрой зоологии Университета Йоханнесбурга.
У рыб есть защитные механизмы: они могут снижать токсическое воздействие металлов, перемещая их в менее уязвимые органы или части тела. Из-за этого анализ рыбы не позволяет обнаружить очень низкие уровни металлов.
Паразиты рыбы могут накапливать металлы лучше, чем сам хозяин. Например, ленточные черви (внутренние паразиты) поглощают металлы из рыбы, и концентрации металлов в них могут быть до 2500 раз выше, чем в хозяине. Это значит, что измерять металлы можно в паразитах задолго до того, как это станет возможным в рыбах или пробах воды. Паразиты могут давать ранние предупреждения о загрязнении.
Ранние предупреждения без вреда для рыбы
Изучение ленточных червей (внутренних паразитов) неидеально: рыбу-хозяина приходится убивать для анализа. Кроме того, черви тоже могут избавляться от металлов, перемещая их в оболочки яиц.
В качестве альтернативы учёные рассмотрели внешних паразитов рыб. Если они подойдут, рыбу убивать не придётся.
Сначала команда изучила внешнего паразита Paradiplozoon, живущего на жабрах рыб. Однако он очень избирателен: живёт только на двух видах желтопёра, которые водятся лишь в реке Вааль. Это делает его неподходящим универсальным индикатором.
Кровососущий пловец
На роль возможного раннего индикатора выходит рыбья вошь Argulus japonicus.
Argulus japonicus — ракообразное, родственник креветок. Обитает во многих типах пресноводных и морских сред, живёт на коже многих видов рыб, но также способен плавать в поисках хозяина. Поскольку он инфицирует кожу хозяина, исследователи могут удалить его, не травмируя рыбу. Эти способности делают его универсальным кандидатом.
Флуоресцирующие металлы
В последнем исследовании учёные проанализировали вшей Argulus из реки Вааль, чтобы понять, что они делают с накопленными металлами.
Доктор Берик Гилберт поймал в Ваальской плотине близ Денеисвилля илистых прыгунов и желтопёров, удалил с них вшей Argulus, заморозил паразитов, применил красители и использовал микроскоп с флуоресцентными функциями.
Это позволило увидеть области в самцах и самках вшей с более высокими концентрациями металлов. Более интенсивный флуоресцентный сигнал (свечение) означал большее накопление металлов в этих областях.
Основные выводы:
- Большая часть металлов находилась в твёрдом внешнем слое вшей (экзоскелете).
- Не было большой разницы в количестве поглощённых металлов между самцами и самками Argulus.
- Самцы, казалось, концентрировали больше металлов в экзоскелете на нижней стороне тела (более яркий жёлтый сигнал).
- У яйценосных самок слой желе вокруг яиц давал положительный сигнал, указывая на наличие металлов. Самка использует это желе для прикрепления яиц к поверхностям при кладке.
Следующие шаги
Рыбьи вши Argulus ещё не прошли квалификацию в качестве хороших индикаторов для пресной воды, говорит профессор Авенант-Олдеваге.
Следующий шаг — выяснить, какие механизмы используют вши для защиты от металлов, и как они вообще поглощают металлы.
Если Argulus japonicus окажется успешным, в будущем он может стать чувствительным живым индикатором металлов. Это позволит обнаруживать загрязнение металлами задолго до того, как пострадают рыбы, и, возможно, ещё будет время что-то предпринять.