זיהום קוקאין משנה את התנהגותם של דגי סלמון פראי

הנוכחות של עקבות של קוקאין ומטבוליטים שלו בנהרות ובאגמים מחשד בודד זה הפך לבעיה סביבתית מתועדת היטב. חומרים אלה, שמקורם בעיקר בשפכים עירוניים, מתחילים להראות השפעות מדידות על חיות בר, ובמיוחד על דגים נודדים.

סט של מחקרים בינלאומיים המתמקדים בסלמון אטלנטי צעיר מחקרים גילו כי זיהום קוקאין יכול לשנות באופן משמעותי את התנהגותם בטבע. הרחק מאקווריומים ומבריכות מעבדה, מדענים עקבו אחר סלמון פראי במערכות אקולוגיות טבעיות וגילו שדפוסי התנועה שלהם והשימוש שלהם במרחב משתנים כאשר הם נחשפים לתרכובות אלו.

כיצד קוקאין נכנס למים ומדוע זה מדאיג אקולוגים

באירופה ובאזורים אחרים בעולם, ה- קוקאין והמטבוליט העיקרי שלו, בנזוילקגוניןהם מתגלים בתדירות הולכת וגוברת בגופי מים מתוקים כמו נהרות, אגמים ושפכי נהרות. לאחר צריכה אנושית, הגוף הופך את הסם לנגזרות שונות המופנות דרך השתן ומגיעות בסופו של דבר למערכות הביוב.

הבעיה היא שרבים מתקני טיהור שפכים אינם מיועדים להסרתם לחלוטין סוגים אלה של תרכובות כימיות מורכבות. חלקן שורדות את תהליך הטיפול ומגיעות בסופו של דבר לנתיב המים, ומוסיפות למזהמים מתפתחים אחרים כמו תרופות נוגדות דיכאון, תרופות נוגדות חרדה, משככי כאבים או קפאין.

הם כבר זוהו בספרד, גרמניה ובריטניה. עקבות של קוקאין ובנזוילגונין בכמה נהרותבמסגרת תוכניות בקרת איכות שפכים ומים. למרות שריכוזי המזון נמוכים בדרך כלל, החשיפה המתמשכת של דגים ל"קוקטייל" כימי זה מתחילה להדאיג מומחים לאקולוגיה מימית.

הבעיה המרכזית אינה רק כמה סמים מגיעים לנהר, אלא אילו השפעות יש למינונים קטנים אך קבועים אלה על ההתנהגות? ובריאותם של מינים מרכזיים, כמו סלמון אטלנטי, אשר ממלאים תפקיד חיוני במבנה ובתפקוד של מערכות אקולוגיות של נהרות.

בשנים האחרונות תוארו באירופה מקרים בולטים של שימוש בחומרים פסיכואקטיביים אחרים: החל מ פורל עם תסמיני התמכרות וגמילה הקשורים למתאמפטמינים...אפילו דגים שמשנים את החברותיות או התעוזה שלהם בנוכחות תרופות נוגדות חרדה, ובמחקרי אוקיינוס ​​אחרים, כמו אלה הקשורים ל כרישים של איי בהאמהקוקאין ומטבוליטים שלו הם חלק מאותו תרחיש של זיהום תרופות עולמי.

הניסוי באגם טבעי גדול בשוודיה

כדי לברר האם מזהמים אלה אכן משנים את התנהגותם של דגים בטבע, צוות המורכב מ... חוקרים מאוניברסיטת גריפית' (אוסטרליה), האוניברסיטה השוודית למדעי החקלאות, האגודה הזואולוגית של לונדון ומכון מקס פלאנק להתנהגות בעלי חיים הוא ערך ניסוי בקנה מידה גדול באגם וטרן שבשוודיה.

המחקר, שפורסם בכתב העת המדעי Current Biology, התמקד ב... 105 סלמון אטלנטי צעיר דגימות אלו נוטרו במשך שמונה שבועות בסביבה טבעית לחלוטין. הן היו בשלב עדין במיוחד של מחזור חייהם, שבו תנועה ופיזור ברחבי בית הגידול משפיעים באופן קריטי על הישרדותן לאחר מכן.

המדענים חילקו את הדגים ל שלוש קבוצות טיפול: קבוצת ביקורת (ללא חשיפה), קבוצה שנחשפה לקוקאין וקבוצה שלישית שנחשפה לבנזוילקגונין, המטבוליט הנפוץ ביותר של סם זה וזה שבדרך כלל מזוהה במידה רבה יותר ברשתות תברואה ובמקורות מים.

כדי לשחזר את התנועות באגם גדול, הצוות השתמש ב שתלים כימיים בשחרור איטי בשילוב עם מערכות טלמטריה אקוסטיותכל דג סומן ועוקב באמצעות מקלטים שהותקנו באזורים שונים באגם, מה שאפשר לתעד את תנועותיו מבלי צורך להחזיקם בשבי או לשנות את האינטראקציות הטבעיות שלהם.

גישה זו היוותה קפיצת מדרגה משמעותית בהשוואה לרוב המחקרים הקודמים, שנערכו באקווריומים או במיכלים מבוקרים, שם הדגים חיים בבידוד מהמורכבות האמיתית של המערכת האקולוגית.באגם וטרן, לעומת זאת, הסלמון נאלץ להתמודד עם שינויי טמפרטורה, שינויים בזמינות המזון, נוכחות טורפים ותחרות על מקום, מה שהעניק לתוצאות רלוונטיות אקולוגית גדולה בהרבה.

תנועה אנומלית: הם שוחים רחוק יותר ומתפזרים יותר

לאחר תקופת המעקב, הנתונים גילו דפוס ברור: סלמון שנחשף לבנזוילקגונין נע בצורה שונה מאלה שלא נחשף.באופן ספציפי, הם שחו עד פי 1,9 בשבוע יותר מקבוצת הביקורת ופיזרו 12,3 קילומטרים נוספים על פני האגם.

החוקרים גם הבחינו כי הבדלים אלה במרחק הנסיעה ובפיזור התגברו עם הזמןזו לא הייתה השפעה חולפת של הימים הראשונים של החשיפה, אלא שינוי מתמשך באופן שבו הסלמון השתמש במרחב הפנוי במערכת האקולוגית הטבעית.

זה היה בולט במיוחד ש למטבוליט הייתה השפעה בולטת יותר מאשר לקוקאין עצמובעוד שדגים שנחשפו ישירות לתרופה הראו שינויים, דווקא אלו שנחשפו לבנזוילקגונין הראו את העלייה החזקה ביותר בפעילות ובתנועה למרחקים ארוכים.

תוצאה זו מדאיגה מומחים משום שבפועל, מה שנמצא בשפע ביותר בנהרות ובאגמים האירופיים הם דווקא מטבוליטים.לא כל כך החומר המקורי. הערכות סיכונים סביבתיות מתמקדות לעתים קרובות בקוקאין כתרכובת ייחוס, אך הן מתעלמות מהעובדה שנגזרות יכולות להיות עמידות יותר במים, ויתרה מכך, להפעיל השפעות ביולוגיות עזות יותר.

לדברי המחברים, המקום שאליו הדג פונה קובע מה הם אוכלים, אילו טורפים הם נתקלים בהם, וכיצד אוכלוסיות מאורגנות בתוך המערכת האקולוגית. אם זיהום מאלץ את הסלמון לנוע יותר מהרגיל ולהתפזר לאזורים שונים, סביר להניח שתנועות משתנות אלו ישפיעו בסופו של דבר על תהליכים אקולוגיים בסיסיים.

למה לזוז יותר זה לא בהכרח דבר טוב

במבט ראשון זה אולי נראה ש דג ששוחה רחוק יותר ועובר מרחקים גדולים יותר יש לו יתרון, למשל, במציאת מזון או בהתגברות על מכשולים כמו סכרים ותחנות הידרואלקטריות. עם זאת, חוקרים מתעקשים שלא מדובר בשיפור אדפטיבי, אלא בתגובה שנכפתה על ידי שינוי כימי של מערכת העצבים.

עלייה מתמשכת בפעילות השחייה מרמזת על הוצאה נוספת של אנרגיה סלמון צעיר עשוי להתקשות לפצות. בשלב בחיים שבו כל פיסת אנרגיה חשובה, השקעה מוגזמת בתנועה עלולה להשאיר פחות משאבים לגדילה, חיזוק מערכת החיסון או התמודדות עם הנדידה שלאחר מכן לים.

יתר על כן, לתנועה רבה יותר ולפיזור יתר יש השלכה נוספת: חשיפה מוגברת לטורפיםצעירים שעוזבים אזורים מוגנים יחסית או משנים את התנהגותם החברותית מאבדים חלק מהביטחון שמציעה הקבוצה, מה שעלול להתבטא בירידה בהישרדות בפועל, אם כי מדידה מדויקת של נקודה זו תדרוש מחקר נוסף.

המחברים מזכירים לנו שבאקולוגיה, תנועה אינה משתנה משני. קביעת הקשר בין אזורים שונים של נהר או אגםדבר זה משפיע על האופן שבו אוכלוסיות מתערבבות ומתנה את חילופי החומרים המזינים בין מקטעי נהרות למערכות אקולוגיות חופיות. שינוי מערכת זו, אפילו על ידי "רק" לגרום לדגים לשחות רחוק יותר, יכול לעורר שינויים שמתפשטים לכל אורך שרשרת המזון.

מחקרים אחרים על זיהום תרופות זיהו גם הם, השפעות על כימיה של המוח, עקה חמצונית ומטבוליזם של אנרגיה של בעלי חיים ימיים שנחשפו לתרכובות שונות. למרות שמחקר זה עם סלמון לא מדד ישירות משתנים כגון רבייה, צמיחה או הישרדות לטווח ארוך, ישנם מסלולים סבירים המקשרים שינויים התנהגותיים עם השפעות עוקבות על בריאות ודינמיקת אוכלוסיות.

בריאות האדם: אזעקה תקשורתית, אך סיכון ממשי נמוך מאוד

הרעיון שאולי יש "קוקאין בדגים" מגיע לעתים קרובות לכותרות מושכות את העין ודאגה מסוימת בקרב אלו הצורכים דגי נהר או דגים מחוות. עם זאת, החוקרים מדגישים כי תוצאות המחקר אינן מצביעות על בעיית בטיחות מזון עבור בני אדם.

מצד אחד, רמות החשיפה ששימשו בניסוי הם הותאמו לריכוזים שכבר זוהו בנתיבי מים מזוהמים, מבלי להוסיף כמויות מעבר למה שחלק מהמערכות האקולוגיות חוות בפועל. יתר על כן, תרכובות אלו אינן מצטברות ללא הגבלת זמן ברקמות, אלא עוברות מטבוליזם ומבוטלות לאורך זמן.

יתר על כן, הסלמון שנותח באגם וטרן היה צעירים הרבה מתחת לגודל המינימלי החוקי ללכידהבמילים אחרות, הם לא היו אמורים להיכנס לשרשרת המזון המיועדת לצריכה אנושית בשום פנים ואופן. המטרה הייתה להעריך את ההשפעה על התנהגות המין והאקולוגיה שלו, ולא את הסיכון הישיר לאוכלי דגים.

באופן כללי יותר, הנתונים הזמינים בנושא ניטור סביבתי וטוקסיקולוגיה הם מצביעים על כך שריכוזי הקוקאין ונגזרותיו הנמצאים בדגי בר באירופה נמוכים בהרבה מהספים הנחשבים מסוכנים לבריאות האדם. למרות שהתמונה של סלמון "מזוהם בקוקאין" עשויה להיות מטרידה, ראיות מדעיות עדכניות אינן תומכות בקיומו של סיכון משמעותי לבני אדם בהקשר זה.

הדאגה הגוברת נמצאת בתחום האקולוגי. המחקר מתווסף לגוף עבודות המראות כי ללא צורך להגיע למינונים רעילים חריפים, מזהמים תרופתיים יכולים לשנות באופן עדין אך מתמשך את ההתנהגות והפיזיולוגיה של בעלי חיים, עם השפעות מצטברות אפשריות ברמת האוכלוסייה.

בעיה עולמית של זיהום תרופות

קוקאין ומטבוליטים שלו הם רק חלק מפאזל גדול הרבה יותרסוגיית מזהמי התרופות במים פנימיים. עד היום, מאות חומרים ממקור אנושי - כולל יותר מ-900 תרכובות פרמצבטיות - זוהו בנהרות ובאגמים ברחבי העולם, מאירופה ועד אמריקה ואסיה, כפי שמעידים ממצאים ב... קוקאין, קפאין ומשככי כאבים בכרישים באיי בהאמה.

מזהמים אלה כוללים תרופות נוגדות דיכאון, תרופות נוגדות חרדה, משככי כאבים, תרופות נוגדות דלקת ותרופות נפוצות אחרות, שנועדו לפעול במינונים נמוכים מאוד על מערכות ביולוגיות ספציפיות. כאשר הן מגיעות לסביבה הטבעית, הן עלולות להשפיע באופן לא מכוון על דגים, חסרי חוליות ואורגניזמים אחרים שמעולם לא היו מטרה להתפתחותם המקורית.

במקרה של סלמון אטלנטי, הרגישות רלוונטית במיוחד. זהו מין שמבצע אחת הנדידות התובעניות ביותר בעולם החיהם מתחלפים בין מים מתוקים למים מלוחים, ומסתמכים על רמזים סביבתיים עדינים מאוד כדי להנחות את תנועותיהם. כל שינוי בהתנהגותם או במאזן האנרגיה שלהם יכול להשפיע באופן משמעותי על קיומם של אוכלוסיותיהם.

חוקרים מציינים כי נהרות אירופה, במובן מסוים, הופכים "מעבדות לא מכוונות" בהן מעורבבים תרכובות מרובות שהאינטראקציה וההשפעות ארוכות הטווח שלהם עדיין לא מובנות במלואן. נוכחותם בו זמנית של סמים אסורים, תרופות, מוצרי טיפוח אישי ומזהמים אחרים מסבכת את התמונה ומקשה על ייחוס כל שינוי שנצפה לחומר ספציפי.

הקשר זה הוביל את הקהילה המדעית לשאול מדיניות טיהור מים מתקדמות יותרהמסוגלים לחסל חלק גדול יותר מהפסולת הזו, ולחזק תוכניות ניטור סביבתיות כדי לזהות ולהעריך את המזהמים המתעוררים הללו לפני שהשפעותיהם הופכות לבלתי הפיכות במינים מסוימים.

אילו צעדים מציעים מדענים מעתה והלאה?

המחקר עם סלמון צעיר באגם וטרן נחשב ל... הצעד המפתח הראשון להדגמה בתנאים טבעיים שזיהום קוקאין וסמים שמקורם בקוקאין יכול לשנות את התנועה ואת ניצול המרחב בדגי בר. מכך, החוקרים מציעים מספר כיווני מחקר משלימים.

מצד אחד, המטרה היא לנתח כיצד סלמון בוגר מגיבמינים אלה מפגינים דפוסי נדידה מורכבים יותר והתנהגותם משפיעה ישירות על רבייה ותחזוקת האוכלוסייה. עד כה, בחירת הצעירים נבעה הן מסיבות ביולוגיות - זהו שלב קריטי - והן מסיבות מעשיות, שכן קל יותר לטפל בהם והניטור שלהם אמין יותר.

כמו כן מתוכנן מחקר נוסף השלכות אקולוגיות ארוכות טווח של שינויים אלה בתנועה. לשם כך, צוותי מחקר שוקלים שימוש במכשירי הקלטה מתקדמים, כגון ביולוגרים, המאפשרים להם לנטר מקרוב רמות לחץ, אירועי טריפה והמיקום המדויק של הדגים לאורך תקופות ממושכות.

עדיפות נוספת היא סקירת השיטות הנוכחיות להערכת סיכונים סביבתיים לשקול לא רק את החומרים המקוריים, אלא גם את המטבוליטים ואת תוצרי הפירוק שלהם. המקרה של בנזוילקגונין, אשר משפיע יותר על התנהגות הסלמון מאשר קוקאין, מראה כי התעלמות מנגזרות אלו יכולה להוביל להתעלמות מחלק מהותי בבעיה.

לבסוף, מדענים מתעקשים על הצורך לאמץ גישה משולבת יותר, המשלבת כימיה סביבתית, אקולוגיה התנהגותית ובריאות הציבוררק בדרך זו ניתן יהיה להעריך באופן קפדני את המידה שבה חשיפה כרונית לתרכובות אלו משנה לא רק את ההתנהגות האינדיבידואלית של הדגים, אלא גם את המבנה והתפקוד של המערכות האקולוגיות של הנהרות בכללותן.

הראיות המצטברות מצביעות על כך זיהום על ידי קוקאין ותרכובות פסיכואקטיביות אחרות זה לא רק מזהם את המים; זה משבש תהליכים בסיסיים כמו תנועה, הוצאות אנרגיה וכיצד דגי סלמון פראי מתפזרים בתוך בית הגידול שלהם. בעוד שהסיכון לצרכני דגים נראה כיום נמוך מאוד, ההשפעה האקולוגית על נהרות ואגמים אירופיים מתגלה כאתגר שקט הדורש שיפורים הן בטיפול במים והן בניטור מדעי של מזהמים מתעוררים אלה.