Pesticidi se široko koriste za suzbijanje vrsta insekata za koje se smatra da su štetnici i predstavljaju veliki izazov opstanku brojnih vrsta insekata, ptice koje ih love, i biljke koje su njima oplodili, između ostalog. Među svim pesticidima, atrazin je drugi po količini prodaje u cijelom svijetu. Poznato je da atrazin izaziva mnoge učinke na životinje. Međutim, ne zna se mnogo o tome kako utječe na mikrobe koji žive u tim životinjskim domaćinima.
Obična osa, Vespula vulgaris. Kredit za sliku:Maciej Olszewski Da bismo saznali što se događa s crijevnim mikroorganizmima kod životinja izloženih atrazinu na kontinuiran ili akutni način, na razinama koje nisu dovoljno visoke da ih ubiju, istraživači su odabrali vrstu ose tzv Nasonia vitripennis. Izložili su ose 300 ppb (dijelova na milijardu) atrazina, čemu su oprašivači tipično izloženi na svježe obrađenom polju ili potoku.
Izložili su drugu skupinu 30 ppb za 36 generacija.
Treća skupina izložena 30 ppb atrazina prebačena je u okruženje bez atrazina s generacije 26 na 35.
Pogledali su kopije RNA koje su napravile zahvaćene ose, i rezultirajući proteini koji su proizvedeni, preko 36 uzastopnih generacija osa.
U drugom eksperimentu, ose su uzgajane u okruženju bez klica. U podskupini ovih osa, crijevni mikrobiom osa izloženih atrazinu transplantiran je u neotkrivenu skupinu. U obje ove skupine tražila se prisutnost tolerancije na atrazin.
Istražitelji su otkrili da ako su ove ose bile izložene 300 ppb atrazina, doživjeli su promjene u imunološkoj funkciji, u načinu rada njihovih mitohondrija, i njihovo sveukupno ponašanje.
Prva generacija izloženih osa doživjela je promjene u ponašanju u obliku promijenjene crijevne bakterijske populacije. Kao rezultat, bakterije su postale raznovrsnije i ukupni broj bakterija postao je veći. Bakterijski uzorci crijeva nasljeđuju se s majčine strane.
Istraživači su otkrili sličan pomak u crijevnom mikrobiomu sa samo 30 ppb, zapravo. I ta je promjena također bila nasljedna.
S ovom izloženošću tijekom 36 generacija, stopa smrtnosti od ovog pesticida pala je deset puta, i zabilježena je još jedna izuzetna pojava. Unatoč tome što nije bio izložen drugom herbicidu ili sredstvu za uništavanje korova zvanom glifosat, ose su također pokazale imunitet na ovaj spoj.
U trećoj skupini, gdje su ose na 30 ppb atrazina stavljene na dijetu na kojoj izlaganje atrazinu nije bilo vidljivo u sljedećih 6 generacija, bakterijski mikrobiom u crijevima tvrdoglavo se odbijao vratiti na stari obrazac, i držao se roditeljskog obrasca.
Kod osa izloženih atrazinu, zapažena je značajna promjena u gustoći rijetkih crijevnih bakterijskih vrsta Serratia marcescens kao i od Pseudomonas proteini . Ove bakterije razgrađuju atrazin, smanjenje štetnog utjecaja na osa. Ove su bakterije hranjene osama izloženim atrazinu i procijenjena je njihova tolerancija.
Ose uzgojene u okolini bez crijeva pokazale su gubitak prethodne nasljedne tolerancije na atrazin. Ali kad je mikrobiom crijeva osa izloženih atrazinu presađen u te neotkrivene ose, postali su tolerantni prema atrazinu. To pokazuje da crijevni mikrobiom igra ključnu ulogu u otpornosti na pesticide u ovom slučaju putem symbio -a, kako spoju kojem je izložen, tako i drugima protiv kojih do sada nije došlo do izlaganja.
Kada S. marcescens i P. proteini hranjene su osama koje nisu bile izložene, stekli su i otpor prema atrazinu.
Istražitelj Robert Brucker kaže, „Sveukupno, pokazujemo da otpornost na više pesticida može nastati u populaciji koja je izložena subtoksičnim koncentracijama, da mikrobiom olakšava tu otpornost, te da pruža otpornost na druge pesticide kojima životinja domaćin nikada ranije nije bila izložena. Ovaj rezultat ukazuje na to da se poremećaj mikrobioma nakon akutne izloženosti atrazinu nasljeđuje generacijama, čak i nakon uklanjanja izloženosti. ”
Znanstvenici zaključuju da stalna izloženost atrazinu u subletalnim dozama izaziva promjenu mikrobnog uzorka unutar crijeva ose. Zbog toga domaćin razvija otpornost kao posljedicu razgradnje otrovnog spoja. Ovo je dakle slučaj velike prilagodbe domaćina okolišu putem crijevnih simbionta, kako bi se prevladali novi toksini.
Ekolozi trebaju napomenuti da takve promjene u crijevnom mikrobiomu, koji utječu na funkciju i mogu se prenijeti na sljedeće generacije, moraju biti dio općenite procjene učinka pesticida na različite oblike života, i kao dio strategije suočavanja.
Geni koji metaboliziraju atrazin također su pronađeni kod divljih pčela izloženih ovom pesticidu. Ova studija pokazuje mogućnost sličnih nalaza za niz vrsta tijekom desetaka generacija od kada se pesticid počeo koristiti 1950 -ih.
Brucker ističe, „Na kraju, ti bi učinci mogli imati posljedice na ponašanje domaćina, metabolički stres, imunokompetentnost, i regulacija mikrobiote domaćina. ”
Znanstvenici bi sada htjeli ispitati određene gene za koje je odabrana izloženost atrazinu, te njihovu ulogu u razvoju otpornosti na toksine i u regulaciji mikrobioma. U Dodatku, razmatraju razvoj probiotika za zaštitu pčela od toksičnosti više pesticida.
Bakterije se također mogu slično koristiti za čišćenje izlijevanja oceanske nafte, kao probiotik kod ljudi izloženih niskim toksinima, ili za zaštitu ljudi, biljaka i životinja koje su nenamjerno pogođene upotrebom pesticida protiv drugih vrsta. Oni sumiraju:"Potrebne su daljnje studije mikrobioma domaćina o višegeneracijskoj izloženosti ksenobiotičkim spojevima, osobito u svjetlu povećanog rizika od izlaganja ksenobioticima ljudima, bilje, životinje, gljive, i bakterija diljem svijeta. "
Plastika se danas obično nalazi u ljudskoj stolici
Najzdravije crijevne bakterije uz biljnu ili mediteransku prehranu
Istraživači pronalaze novi način zaštite od bolesti u MS modelu
Studija opisuje početnu bazu zdravih crijevnih mikrobioma i profil obilja
Nezdravi crijevni mikrobiom smanjuje sinaptičko obrezivanje mozga,
Ljudi nasuprot virusima - možemo li izbjeći izumiranje u bliskoj budućnosti?
Kemikalija za rak iz uobičajenog crijevnog mikroba
Mnoge uobičajene crijevne bakterije nose mutacije koje uzrokuju rak, kaže nova studija objavljena u časopisu Priroda 27. veljače 2020. Pozadina Trilijuni bakterija žive u i na ljudskom tijelu. C
Propuštena crijeva i let u svemir - otkrio je mehanizam
Nova studija o učincima simulirane mikrogravitacije, stanje s kojim se astronauti suočavaju u svemiru, ometa epitelnu barijeru crijeva, a učinak ostaje i nakon što se astronaut vrati u normalno okruže
Molekule protiv koronavirusa iz mikroba mogle bi biti ključne za nove tretmane
Mikrobi u crijevima koji proizvode korisne spojeve mogli bi biti ključni u liječenju simptoma koronavirusa. Mikrobiom crijeva. Kredit za sliku:Anatomy Image/Shutterstock.com Iskorištav