Pesticider bruges i vid udstrækning til bekæmpelse af insektarter, der opfattes som skadedyr, og udgør en stor udfordring for overlevelsen af mange arter af insekter, fuglene, der jager dem, og planterne befrugtet af dem, blandt andet. Blandt alle pesticider er atrazine er nummer to i form af mængde solgt over hele verden. Atrazin er kendt for at have mange virkninger på dyr. Imidlertid, man ved ikke meget om, hvordan det påvirker mikroberne, der lever inde i disse dyreværter.
Almindelig hveps, Vespula vulgaris. Billedkredit:Maciej Olszewski For at finde ud af, hvad der sker med tarmmikroberne hos dyr udsat for atrazin på en kontinuerlig eller akut måde, på niveauer, der ikke er høje nok til at dræbe dem, forskerne valgte en hvepseart kaldet Nasonia vitripennis. De udsatte hvepsene for 300 ppb (dele pr. Milliard) atrazin, hvilket er, hvad bestøvere typisk udsættes for i et nybehandlet felt eller vandløb.
De udsatte en anden gruppe for 30 ppb i 36 generationer.
En tredje gruppe udsat for 30 ppb atrazin blev skiftet til et atrazinfrit miljø fra generation 26 til 35.
De så på RNA -kopierne fra de berørte hvepse, og de resulterende proteiner, der blev produceret, over 36 successive generationer af hvepse.
I et andet forsøg, hvepsene blev opvokset i et kimfrit miljø. I en undergruppe af disse hvepse, tarmmikrobiomet af atrazin-udsatte hvepse blev transplanteret i den ikke-eksponerede gruppe. Tilstedeværelsen af atrazintolerance blev ledt efter i begge disse grupper.
Efterforskerne fandt ud af, at hvis disse hvepse blev udsat for 300 ppb atrazin, de gennemgik ændringer i immunfunktion, i deres mitokondrier, og deres overordnede adfærd.
Den første generation af udsatte hvepse oplevede adfærdsændringer i form af en ændret tarmbakteriepopulation. Som resultat, bakterierne blev mere forskelligartede og det samlede antal bakterier blev større. Tarmbakterielle mønstre arves fra modersiden.
Forskerne fandt et lignende skift i tarmmikrobiom med så lidt som 30 ppb, faktisk. Og denne ændring var også arvelig.
Med denne eksponering over 36 generationer, dødeligheden på grund af dette pesticid faldet ti gange, og en anden bemærkelsesværdig forekomst blev noteret. På trods af ikke at blive udsat for et andet herbicid eller ukrudtsdæmper kaldet glyphosat, hvepsene viste også immunitet over for denne forbindelse også.
I den tredje gruppe, hvor hvepsene på 30 ppb atrazin blev sat på en diæt, hvorfra atrazin -eksponering iøjnefaldende var fraværende i de næste 6 generationer, bakteriemikrobiomet i deres tarm nægtede stædigt at vende tilbage til det tidligere mønster, og holdt fast i forældremønsteret.
I atrazin-udsatte hvepse, en bemærkelsesværdig ændring blev observeret i tætheden af de sjældne tarmbakterier Serratia marcescens samt af Pseudomonas protegens . Disse bakterier nedbryder atrazin, reducere den skadelige indvirkning på hvepsen. Disse bakterier blev fodret med atrazin-ueksponerede hvepse, og deres tolerance blev vurderet.
Hvepse rejst i et tarmfrit miljø viste et tab af den tidligere nedarvede atrazintolerance. Men da tarmmikrobiomet af atrazin-udsatte hveps blev transplanteret i disse ikke-udsatte hveps, de blev tolerante over for atrazin. Dette viser, at tarmmikrobiomet spiller en central rolle i pesticidresistens i dette tilfælde via symbio, både til forbindelsen, som den er udsat for, og til andre, som der hidtil ikke er sket eksponering for.
Hvornår S. marcescens og P. protegens blev fodret med ikke-udsatte hvepse, de fik også atrazinresistens.
Efterforsker Robert Brucker siger, "Samlet set, vi demonstrerer, at der kan opstå resistens over for flere pesticider i en population, der er udsat for sub-toksiske koncentrationer, at mikrobiomet letter denne modstand, og at det giver modstand mod andre pesticider, som værtsdyret aldrig tidligere har været udsat for. Dette resultat indikerer, at afbrydelsen af mikrobiomet efter akut eksponering for atrazin er arvet på tværs af generationer, selv efter at eksponeringen er fjernet. ”
Forskerne konkluderer, at konstant eksponering for atrazin ved sublethale doser forårsager en ændring i det mikrobielle mønster inden for hvepstarmen. Dette får værten til at udvikle resistens som følge af nedbrydning af den giftige forbindelse. Dette er således et tilfælde af højhastigheds tilpasning af værten til miljøet via tarmsymbioner, for at overvinde nye toksiner.
Økologer skal bemærke, at sådanne ændringer i tarmmikrobiomet, som påvirker funktionen og kan videregives til successive generationer, skal være en del af den omfattende evaluering af et pesticids virkning på forskellige former for liv, og som en del af mestringsstrategien.
Atrazin-metaboliserende gener er også fundet i vilde bier udsat for dette pesticid. Denne undersøgelse viser muligheden for lignende fund på tværs af en række arter i snesevis af generationer, siden pesticidet begyndte at blive brugt i 1950'erne.
Brucker påpeger, "Ultimativt, disse effekter kan have konsekvenser for værtens adfærd, metabolisk stress, immunkompetence, og vært-mikrobiota-regulering. ”
Forskerne vil nu gerne undersøge de særlige gener, der er udvalgt til ved atrazin -eksponering, og deres roller i udviklingen af resistens over for toksinerne og i reguleringen af mikrobiomet. Ud over, de overvejer udviklingen af probiotika for at beskytte honningbier mod toksiciteten af flere pesticider.
Bakterier kan også bruges på lignende måde til at rydde op i et oceanisk olieudslip, som et probiotikum hos mennesker udsat for toksiner på lavt niveau, eller for at beskytte mennesker, planter og dyr, der uforvarende påvirkes af brug af pesticider mod andre arter. De opsummerer:“Yderligere vært-mikrobiomundersøgelser af multi-generations eksponering for xenobiotiske forbindelser er nødvendige, især i lyset af den øgede risiko for xenobiotisk eksponering for mennesker, planter, dyr, svampe, og bakterier over hele kloden. ”
GSK-3-hæmmere viser løfte om behandling af coronavirus-infektioner
Forskere udvikler 3D -trykt pille, der prøver bakterier, der findes i tarmen
COVID-19-restriktioner har ført til 86 procent fald i norovirusinfektioner i USA,
Alvorlige COVID-19-komplikationer forbundet med nedbrydning af tarmbarrieren
Gamle primatmikrobiomer kan give mere information om menneskelig udvikling
Håndtering af cøliaki
Tab af mikrobiom ved brug af antibiotika påvirker reaktionen på influenzavaccine
Hver levende person har billioner af mikrober, der lever i deres fordøjelseskanal, og mere end 400 bakteriearter i tarmen, mere end antallet af celler i kroppen. Den normale tarmflora er vigtig for at
Lidt bevis for mRNA COVID-19 vaccine-associeret trombocytopeni,
foreslår ny FDA -undersøgelse Selv da et væld af vacciner er blevet rullet ud for at imødegå pandemien med coronavirus-sygdommen 2019 (COVID-19), nogle alvorlige bivirkninger er blevet rapporteret, i
Usund tarmmikrobiom reducerer synaptisk beskæring af hjernen,
forringer læring En ny undersøgelse af Weill Cornell Medicine og Cornell University er kommet med flere forklaringer på, hvordan tarmmikrober kommunikerer med hjernens neuroner. Studiet, offentliggjor