Pesticider er mye brukt for å kontrollere insektarter som oppfattes som skadedyr og utgjør en stor utfordring for overlevelse av mange insektarter, fuglene som roper på dem, og plantene befruktet av dem, blant annet. Blant alle plantevernmidler, atrazine er nummer to når det gjelder volum som selges over hele verden. Atrazin er kjent for å ha mange effekter på dyr. Derimot, ikke mye er kjent om hvordan det påvirker mikrober som lever inne i disse dyrevertene.
Felles veps, Vespula vulgaris. Bildekreditt:Maciej Olszewski For å finne ut hva som skjer med tarmmikrober hos dyr utsatt for atrazin på en kontinuerlig eller akutt måte, på nivåer som ikke er høye nok til å drepe dem, forskerne valgte en vepseart som heter Nasonia vitripennis. De utsatte vepsene for 300 ppb (deler per milliard) atrazin, som er hva pollinatorer vanligvis blir utsatt for i et nybehandlet felt eller bekk.
De utsatte en annen gruppe for 30 ppb i 36 generasjoner.
En tredje gruppe utsatt for 30 ppb atrazin ble byttet til et atrazinfritt miljø fra generasjon 26 til 35.
De så på RNA -kopiene laget av de berørte vepsene, og de resulterende proteiner som ble produsert, over 36 påfølgende generasjoner med veps.
I et annet eksperiment, vepsene ble oppdratt i et bakteriefritt miljø. I en undergruppe av disse vepsene, tarmmikrobiomet til atrazin-eksponerte veps ble transplantert inn i den ikke-eksponerte gruppen. Tilstedeværelsen av atrazintoleranse ble sett etter i begge disse gruppene.
Etterforskerne fant at hvis disse vepsene ble utsatt for 300 ppb atrazin, de gjennomgikk endringer i immunfunksjonen, måten mitokondriene fungerer på, og deres generelle oppførsel.
Den første generasjonen eksponerte veps opplevde atferdsendringer i form av en endret tarmbakteriepopulasjon. Som et resultat, bakteriene ble mer mangfoldige og det totale bakterietallet ble større. Tarmbakteriemønstre arves fra mors side.
Forskerne fant et lignende skift i tarmmikrobiomet med så lite som 30 ppb, faktisk. Og denne endringen var også arvelig.
Med denne eksponeringen over 36 generasjoner, dødsraten på grunn av dette plantevernmidlet falt ti ganger, og en annen bemerkelsesverdig hendelse ble notert. Til tross for at han ikke ble utsatt for et annet ugressmiddel eller ugressdrepende middel som kalles glyfosat, vepsene viste også immunitet mot denne forbindelsen også.
I den tredje gruppen, hvor vepsene på 30 ppb atrazin ble satt på en diett der atrazine -eksponeringen påfallende var fraværende i de neste 6 generasjonene, bakteriemikrobiomet i tarmen nektet hardnakket å gå tilbake til det tidligere mønsteret, og klamret seg til foreldremønsteret.
I atrazin-eksponerte veps, en bemerkelsesverdig endring ble observert i tettheten til de sjeldne tarmbakteriene Serratia marcescens så vel som av Pseudomonas protegens . Disse bakteriene bryter ned atrazin, redusere den skadelige virkningen på vepsen. Disse bakteriene ble matet til atrazin-ueksponerte veps og deres toleranse ble vurdert.
Veps oppvokst i et tarmfritt miljø viste et tap av den tidligere arvelige atrazintoleransen. Men da tarmmikrobiomet til atrazin-eksponerte veps ble transplantert inn i disse ikke-eksponerte vepsene, de ble tolerante overfor atrazin. Dette viser at tarmmikrobiomet spiller en nøkkelrolle i pesticidresistens i dette tilfellet via symbio, både til forbindelsen den er utsatt for og til andre som det ikke har skjedd noen eksponering mot så langt.
Når S. marcescens og P. protegens ble matet til ikke-eksponerte veps, de fikk også atrazinresistens.
Etterforsker Robert Brucker sier, "Alt i alt, vi demonstrerer at det kan oppstå resistens mot flere plantevernmidler i en befolkning som er utsatt for sub-giftige konsentrasjoner, at mikrobiomet letter denne motstanden, og at det gir motstand mot andre plantevernmidler som vertsdyret aldri tidligere har blitt utsatt for. Dette resultatet indikerer at forstyrrelsen av mikrobiomet etter akutt eksponering for atrazin er arvet på tvers av generasjoner, selv etter at eksponeringen er fjernet. ”
Forskerne konkluderer med at konstant eksponering for atrazin ved sublethale doser forårsaker en endring i det mikrobielle mønsteret i vepstarmen. Dette får verten til å utvikle resistens som et resultat av nedbrytning av den giftige forbindelsen. Dette er dermed et tilfelle av høyhastighets tilpasning av verten til miljøet via tarmsymbionter, for å overvinne nye giftstoffer.
Økologer må merke seg at slike endringer i tarmmikrobiomet, som påvirker funksjonen og kan videreføres til påfølgende generasjoner, må være en del av den bredt vurderte effekten av et plantevernmiddel på ulike former for liv, og som en del av mestringsstrategien også.
Atrazin-metaboliserende gener er også funnet hos ville bier som er utsatt for dette plantevernmidlet. Denne studien viser muligheten for lignende funn på tvers av en rekke arter i flere titalls generasjoner siden plantevernmidlet begynte å bli brukt på 1950 -tallet.
Brucker påpeker, "Til syvende og sist, disse effektene kan ha konsekvenser for vertens oppførsel, metabolsk stress, immunkompetanse, og vertsmikrobioteregulering. ”
Forskerne vil nå se på de spesifikke genene som er valgt for ved atrazineksponering, og deres roller i utviklingen av resistens mot toksinene og i regulering av mikrobiomet. I tillegg, de vurderer utvikling av probiotika for å beskytte honningbier mot toksisiteten til flere plantevernmidler.
Bakterier kan også brukes på samme måte for å rydde opp i et oljeutslipp fra havet, som et probiotikum hos mennesker utsatt for giftstoffer på lavt nivå, eller for å beskytte mennesker, planter og dyr som utilsiktet påvirkes av bruk av plantevernmidler mot andre arter. De oppsummerer:"Ytterligere vertsmikrobiomstudier av multi-generasjons eksponering for xenobiotiske forbindelser er nødvendig, spesielt i lys av den økte risikoen for xenobiotisk eksponering for mennesker, planter, dyr, sopp, og bakterier over hele verden. "
Forskere utvikler en tilnærming for å vaksinere mot tarmbetennelse
Kan antivirale avledninger av mikroalger bekjempe SARS-CoV-2 og andre virus?
Forstå halsbrann
Kryptosporidiose forverret av ofte brukt probiotika
Oral sex kan utløse bakteriell vaginose
Forskere løser mystisk tilfelle av auto bryggerisyndrom
Probiotika som adjuvant behandling for COVID-19 pasienter
Tilbake i 1892, Doderlein etablerte først den fordelaktige sammenslutningen av mikroorganismer i menneskekroppen. Derfor, under COVID-19-pandemien, Det kan være nyttig å vurdere mikroorganismenes roll
Mat påvirker selektivt tarmmikrober, finner studier
Mat kan spille en rolle i dannelsen av den mikrobielle floraen i tarmene hos mennesker. Dette har blitt vist gang på gang i flere studier og forskning. Nå har forskere fra San Diego State University v
Forskere utvikler 3D -trykt pille som prøver bakterier som finnes i tarmen
Tarmmikrobiomet består av billioner av levende mikrober, og mer enn tusen bakteriearter. Det har vært kjent at tarmen spiller en viktig rolle i kroppens helse. Et team av universitetsingeniører kan ha