Пестициды широко используются для борьбы с видами насекомых, которые считаются вредителями, и представляют собой серьезную проблему для выживания многих видов насекомых. птицы, которые охотятся на них, и растения, удобренные ими, среди прочего. Среди всех пестицидов, Атразин занимает второе место по объему продаж в мире. Известно, что атразин оказывает множество эффектов на животных. Тем не мение, Мало что известно о том, как он влияет на микробы, живущие внутри этих животных-хозяев.
Обыкновенная оса, Веспула обыкновенная. Кредит изображения:Мацей Ольшевский Чтобы узнать, что происходит с кишечными микробами у животных, постоянно или остро подвергающихся воздействию атразина, на уровнях недостаточно высоких, чтобы убить их, исследователи выбрали вид ос под названием Nasonia vitripennis. Они подвергли ос воздействию 300 частей на миллиард (частей на миллиард) атразина, как правило, опылители подвергаются воздействию на только что обработанном поле или ручье.
Они подвергали другую группу воздействию 30 частей на миллиард в течение 36 поколений.
Третья группа, подвергавшаяся воздействию 30 частей на миллиард атразина, была переведена на среду без атразина с поколения 26 на 35.
Они посмотрели на копии РНК, сделанные пораженными осами, и полученные белки, которые были произведены, более 36 последовательных поколений ос.
В другом эксперименте осы были выращены в среде, свободной от микробов. В подгруппе этих ос Кишечный микробиом ос, подвергшихся воздействию атразина, был трансплантирован в группу, не подвергшуюся воздействию. В обеих этих группах искали наличие толерантности к атразину.
Исследователи обнаружили, что если эти осы подверглись воздействию 300 частей на миллиард атразина, у них произошли изменения в иммунной функции, в том, как работают их митохондрии, и их общее поведение.
У первого поколения ос, подвергшихся воздействию, произошли изменения в поведении в виде измененной популяции кишечных бактерий. Как результат, бактерии стали более разнообразными, и общее количество бактерий стало больше. Бактериальный состав кишечника передается по материнской линии.
Исследователи обнаружили аналогичный сдвиг в микробиоме кишечника всего на 30 частей на миллиард. по факту. И это изменение тоже было наследственным.
Благодаря этой экспозиции более 36 поколений, уровень смертности от этого пестицида снизился в десять раз, было отмечено еще одно примечательное событие. Несмотря на то, что он не подвергался воздействию другого гербицида или убийцы сорняков, называемого глифосатом, осы также проявили невосприимчивость к этому соединению.
В третьей группе где осы с 30 частями на миллиард атразина были помещены на диету, при которой воздействие атразина явно отсутствовало в течение следующих 6 поколений, бактериальный микробиом в их кишечнике упорно отказывался вернуться к прежней структуре, и цеплялась за родительский образец.
У ос, подвергшихся воздействию атразина, заметное изменение наблюдалось в плотности редких видов кишечных бактерий. Serratia marcescens а также Pseudomonas protegens . Эти бактерии расщепляют атразин, снижение вредного воздействия на осу. Этих бактерий скармливали осам, не подвергавшимся воздействию атразина, и оценивали их переносимость.
Осы, выращенные в среде, свободной от кишечника, показали потерю прежней унаследованной толерантности к атразину. Но когда микробиом кишечника ос, подвергшихся воздействию атразина, был трансплантирован этим осам, не подвергавшимся воздействию атразина, они стали толерантными к атразину. Это показывает, что микробиом кишечника играет ключевую роль в устойчивости к пестицидам в этом случае через симбиоз, как с соединением, которому он подвергается, так и с другими веществами, воздействие которых до сих пор не имело место.
Когда S. marcescens а также P. protegens скармливали незащищенным осам, они также приобрели устойчивость к атразину.
Следователь Роберт Брукер говорит:"Общий, мы демонстрируем, что устойчивость к нескольким пестицидам может возникнуть у населения, которое подвергается воздействию субтоксичных концентраций, что микробиом способствует этому сопротивлению, и что он обеспечивает устойчивость к другим пестицидам, воздействию которых животное-хозяин никогда ранее не подвергалось. Этот результат указывает на то, что нарушение микробиома после острого воздействия атразина передается из поколения в поколение. даже после того, как снимается экспонат ».
Исследователи пришли к выводу, что постоянное воздействие атразина в сублетальных дозах вызывает изменение микробной структуры в кишечнике осы. Это заставляет хозяина развивать устойчивость в результате распада токсичного соединения. Таким образом, это случай высокоскоростной адаптации хозяина к окружающей среде через кишечные симбионты, чтобы преодолеть новые токсины.
Экологам необходимо отметить, что такие изменения микробиома кишечника, которые влияют на функцию и могут передаваться последующим поколениям, должны быть частью широкой оценки воздействия пестицида на различные формы жизни, а также как часть стратегии выживания.
Гены, метаболизирующие атразин, также были обнаружены у диких пчел, подвергшихся воздействию этого пестицида. Это исследование показывает возможность получения аналогичных результатов для множества видов на протяжении десятков поколений с тех пор, как пестицид начал использоваться в 1950-х годах.
Брукер указывает:"В конечном счете, эти эффекты могут иметь последствия для поведения хозяина, метаболический стресс, иммунокомпетентность, и регулирование микробиоты хозяина ».
Теперь исследователи хотели бы изучить конкретные гены, которые отбираются при воздействии атразина. и их роль в развитии устойчивости к токсинам и регуляции микробиома. Кроме того, они рассматривают возможность разработки пробиотиков для защиты пчел от токсичности многих пестицидов.
Бактерии также можно использовать для очистки нефтяных разливов в океане. как пробиотик для людей, подвергающихся воздействию токсинов низкого уровня, или для защиты людей, растения и животные, которые случайно пострадали от использования пестицидов против других видов. Они резюмируют:«Необходимы дальнейшие исследования микробиома хозяина в отношении воздействия ксенобиотических соединений на разные поколения, особенно в свете повышенного риска воздействия ксенобиотиков на человека, растения животные грибы и бактерии по всему миру ».
Использование FLUOstar Omega для изучения новых кишечных бактерий, которые могут влиять на наше здоровье
Язвенный колит и отсутствие микробов в кишечнике
Генетически измененные кишечные бактерии снижают риск развития колоректального рака у мышей - результаты исследования
Сельская и городская микробиота отличается с юного возраста,
Ингибиторы GSK-3 перспективны при лечении коронавирусных инфекций
Болезнь Крона
Математическая модель выявляет риск заражения SARS-CoV-2 после трансплантации фекальной микробиоты
В их новой статье, доступной на bioRxiv * сервер препринтов, Американские исследователи из некоммерческой организации OpenBiome использовали математическую модель для моделирования полезности различ
Как справиться с синдромом раздраженного кишечника
Считается, что синдром раздраженного кишечника (СРК) поражает от 25 до 45 миллионов американцев, в основном женщины в возрасте от позднего подросткового возраста до начала 40-х годов. Состояние предст
Хронический кашель можно облегчить с помощью нового препарата
Пара исследований показала, что хронический кашель и его мучительные симптомы можно облегчить с помощью нового лекарства. Также, препарат не имеет побочных эффектов, которые могут ограничить его приме