Pesticidai plačiai naudojami kovojant su vabzdžių rūšimis, kurios laikomos kenkėjais, ir kelia didelį iššūkį daugelio vabzdžių rūšių išlikimui, paukščiai, kurie juos gaudo, ir jų apvaisintus augalus, be kita ko. Tarp visų pesticidų, Atrazinas yra antras pagal parduodamą kiekį visame pasaulyje. Yra žinoma, kad atrazinas sukelia daug poveikio gyvūnams. Tačiau, nėra daug žinoma apie tai, kaip jis veikia šių gyvūnų šeimininkų viduje gyvenančius mikrobus.
Paprastoji vapsva, Vespula vulgaris. Vaizdo kreditas:Maciej Olszewski Norėdami sužinoti, kas atsitinka su žarnyno mikrobais gyvūnuose, kurie nuolat arba ūmiai veikiami atrazinu, nepakankamai aukštai, kad juos nužudytų, tyrėjai pasirinko vapsvų rūšį, vadinamą Nasonia vitripennis. Jie paveikė vapsvas 300 ppb (milijardo dalių) atrazino, apdulkintojai paprastai susiduria ką tik apdorotame lauke ar upėje.
Jie atskleidė kitą grupę iki 30 ppb 36 kartoms.
Trečioji grupė, paveikta 30 ppb atrazino, buvo perkelta į aplinką be atrazino nuo 26 iki 35 kartos.
Jie pažvelgė į nukentėjusių vapsvų RNR kopijas, ir gautus baltymus, per 36 vapsvų kartas iš eilės.
Kito eksperimento metu vapsvos buvo auginamos aplinkoje be mikrobų. Šių vapsvų pogrupyje, atrazino paveiktų vapsvų žarnyno mikrobiomas buvo persodintas į neapsaugotą grupę. Abiejose šiose grupėse buvo ieškoma atrazino tolerancijos.
Tyrėjai nustatė, kad jei šios vapsvos buvo veikiamos 300 ppb atrazino, jie pakeitė imuninę funkciją, kaip veikia jų mitochondrijos, ir jų bendras elgesys.
Pirmosios kartos vapsvų karta patyrė elgesio pokyčių pasikeitusios žarnyno bakterijų populiacijos pavidalu. Kaip rezultatas, bakterijos tapo įvairesnės ir bendras bakterijų skaičius tapo didesnis. Žarnyno bakterijų modeliai yra paveldimi iš motinos pusės.
Tyrėjai nustatė panašų žarnyno mikrobiomos pokytį, kai tik 30 ppb, iš tiesų. Ir šis pokytis taip pat buvo paveldimas.
Ši ekspozicija per 36 kartas, mirtingumas dėl šio pesticido sumažėjo dešimt kartų, ir buvo pastebėtas dar vienas nuostabus įvykis. Nepaisant to, kad nebuvo veikiamas kito herbicido ar piktžolių naikintojo, vadinamo glifosatu, vapsvos taip pat parodė imunitetą šiam junginiui.
Trečioje grupėje, kai vapsvos, turinčios 30 ppb atrazino, buvo laikomasi dietos, pagal kurią atrazinas nebuvo pastebimas kitoms 6 kartoms, bakterijų mikrobiomas jų žarnyne atkakliai atsisakė grįžti prie ankstesnio modelio, ir laikėsi tėvų modelio.
Atrazino paveiktose vapsvose, pastebėtas žymus žarnyno bakterijų rūšių tankio pokytis Serratia marcescens taip pat iš Pseudomonas protegenai . Šios bakterijos skaido atraziną, sumažinti žalingą poveikį vapsvai. Šios bakterijos buvo šeriamos atrazinu neapsaugotomis vapsvomis ir įvertintas jų toleravimas.
Vapsvos, augintos aplinkoje be žarnų, prarado ankstesnę paveldėtą atrazino toleranciją. Bet kai atrazino paveiktų vapsvų žarnyno mikrobiomas buvo persodintas į šias neapsaugotas vapsvas, jie tapo tolerantiški atrazinui. Tai rodo, kad žarnyno mikrobiomas atlieka pagrindinį vaidmenį atsparumui pesticidams šiuo atveju per simbio, tiek junginiui, kuriam jis yra veikiamas, tiek kitiems, kurių poveikis iki šiol nebuvo atliktas.
Kada S. marcescens ir P. protegenai buvo šeriamos neapsaugotomis vapsvomis, jie taip pat įgijo atsparumą atrazinui.
Tyrėjas Robertas Bruckeris sako:„Apskritai, mes parodome, kad atsparumas daugeliui pesticidų gali atsirasti populiacijoje, kuri yra veikiama netoksiškų koncentracijų, kad mikrobiomas palengvina šį atsparumą, ir kad jis yra atsparus kitiems pesticidams, kurių gyvūnas šeimininkas niekada nebuvo paveikęs. Šis rezultatas rodo, kad mikrobiomo sutrikimas po ūmaus atrazino poveikio yra paveldimas iš kartos į kartą, net ir pašalinus ekspoziciją “.
Tyrėjai daro išvadą, kad nuolatinis atrazino poveikis mirtinomis dozėmis sukelia vapsvos žarnyno mikrobų pokyčius. Dėl to šeimininkui išsivysto atsparumas dėl toksiško junginio suskaidymo. Taigi tai yra atvejis, kai šeimininkas greitai prisitaiko prie aplinkos per žarnyno simbionus, siekiant įveikti naujus toksinus.
Ekologai turi pastebėti, kad tokie žarnyno mikrobiomos pokyčiai, kurie turi įtakos funkcijai ir gali būti perduoti iš eilės einančioms kartoms, turi būti įtrauktas į plataus masto pesticido poveikio įvairioms gyvybės formoms vertinimą, taip pat kaip įveikos strategijos dalis.
Atrazino metabolizuojantys genai taip pat buvo rasti laukinėse bitėse, veikiamose šio pesticido. Šis tyrimas rodo panašių išvadų galimybę įvairiose rūšyse dešimtims kartų nuo tada, kai pesticidas buvo pradėtas naudoti šeštajame dešimtmetyje.
Bruckeris pažymi, „Galų gale, šis poveikis gali turėti įtakos šeimininko elgesiui, medžiagų apykaitos stresas, imunitetas, ir šeimininko mikrobiotos reguliavimas “.
Tyrėjai dabar norėtų pažvelgti į konkrečius genus, kurie buvo atrinkti veikiant atrazinui, ir jų vaidmuo ugdant atsparumą toksinams ir reguliuojant mikrobiomą. Papildomai, jie svarsto galimybę sukurti probiotikus, skirtus apsaugoti bites nuo daugelio pesticidų toksiškumo.
Bakterijos taip pat gali būti naudojamos panašiai išvalyti vandenyno išsiliejimą, kaip žmonių probiotikas, veikiamas žemo lygio toksinų, arba apsaugoti žmones, augalai ir gyvūnai, kurie netyčia nukenčia naudojant pesticidus prieš kitas rūšis. Jie apibendrina:„Reikia atlikti tolesnius šeimininko ir mikrobiomų tyrimus, susijusius su kelių kartų ksenobiotinių junginių poveikiu, ypač atsižvelgiant į padidėjusią ksenobiotinio poveikio žmonėms riziką, augalai, gyvūnai, grybai, ir bakterijų visame pasaulyje “.
Alkoholis pažeidžia burnos mikrobiomą
Mokslininkai randa naują būdą apsisaugoti nuo ligų pagal MS modelį
Mokslininkai išsprendžia paslaptingą auto alaus daryklos sindromo atvejį
Vaikai yra apsaugoti nuo SARS-CoV-2
Virškinimo apraiškos dažnos, bet lengvos tarp hospitalizuotų COVID-19 pacientų
Parkinsono ligos gali išvengti žarnyno mikrobai
Didelio tyrimo metu nustatyta, kad SARS-CoV-2 viruso kiekis mažiausias vaikams
Naujas Nyderlandų mokslininkų tyrimas, verčiantis susimąstyti, patvirtina hipotezę, kad sergant sunkiu ūminiu kvėpavimo sindromu koronaviruso 2 (SARS-CoV-2) infekcija, aukštesnis amžius siejamas su pa
Neapdorotas naminių gyvūnėlių maistas kelia pavojų žmonėms ir gyvūnams
Naujame tyrime mokslininkai nustatė, kad naminiai šunys ir katės, vartojančios žalią mėsą, gali paskleisti žmonėms atsparias antibiotikams padermes. Jų tyrimas pavadintas „Žalios mėsos dietos gyvūnams
DNR metakodavimas galėtų pagerinti žmogaus mitybos analizę
Naujas tyrimas parodė, kad DNR metakodavimas yra galinga nauja priemonė, skirta stebėti žmonių suvartojamų augalų kiekį, tai galėtų padėti tyrėjams geriau suprasti, ką valgome ir kaip tai veikia žarny