Загрязнители нарушают клеточное энергопроизводство у морских птиц

Распространённые загрязнители нарушают производство энергии на клеточном уровне у диких морских птиц, что потенциально влияет на их жизнеспособность. Исследование, опубликованное в Environment & Health, было сосредоточено на средиземноморских буревестниках, гнездящихся на острове Линоса. Учёные обнаружили, что такие загрязнители, как ртуть и некоторые соединения PFAS, влияют на функцию митохондрий — клеточных "электростанций", генерирующих энергию.

В океане ртуть часто преобразуется бактериями в высокотоксичную метилртуть, которая накапливается в тканях и концентрируется по пищевой цепи, достигая наибольших уровней у высших хищников. PFAS — синтетические "вечные химикаты" — продолжают накапливаться, несмотря на международные усилия по контролю.

Международная команда под руководством Стефании Казагранде из Института биологического интеллекта Макса Планка измерила уровни загрязнителей и функцию митохондрий у буревестников. Митохондрии создают электрический заряд, который управляет производством аденозинтрифосфата (ATP) — энергетической валюты клетки.

У птиц с более высоким уровнем ртути митохондриальные мембраны становятся более пористыми из-за процесса "протонной утечки": энергия рассеивается, не производя ATP. Высокие уровни некоторых PFAS-соединений оказывают противоположный эффект, уплотняя мембраны и снижая утечку энергии, но блокируя "предохранительный клапан", что может вызвать окислительное повреждение клеток.

"Загрязнители, такие как PFAS и ртуть, давно известны своей токсичностью. Однако только теперь, с развитием технологий, мы можем понять их воздействие на дикую природу в масштабах экосистемы", — говорит соавтор исследования Гваделупе Лопес-Нава.

"Мы обнаружили, что ртуть и некоторые PFAS нарушают клеточное энергопроизводство, влияя на эффективность. Клетки могут компенсировать это, увеличивая производство энергии, но это само по себе затратно, и даже небольшие сдвиги могут подрывать жизнеспособность".

Связь рациона, воздействия и повреждения клеток

Буревестники, как долгоживущие высшие хищники, накапливают загрязнители, что делает их индикаторами здоровья океана. Команда взяла пробы у 52 взрослых особей в течение двух сезонов, измерив ртуть и функцию митохондрий у всех птиц, а PFAS — у 20 птиц из одного сезона. Стабильные изотопы — химические "отпечатки" рациона — связали то, что едят птицы, с уровнями воздействия и клеточными последствиями.

Уровень ртути был выше у более старых птиц и самцов (самки выводят ртуть с яйцекладкой) и увеличивался с трофическим уровнем, что соответствует ожидаемым пищевым цепям. PFAS не показали такой связи с возрастом, полом или диетой, что указывает на принципиально иные пути загрязнения.

"Химическое загрязнение — одна из наиболее сложных угроз для морских экосистем. В напряжённый сезон размножения энергетические затраты из-за воздействия загрязнителей могут быть особенно значимы", — отмечает соавтор Люси Мишель.

"Будущие исследования должны изучить влияние на выживаемость, успех размножения и общую жизнеспособность. Также критически важно понимать эти воздействия в контексте других угроз, таких как перелов, пластиковое загрязнение и глобальное потепление".