Исследователи изучают экскременты белых медведей, чтобы понять, как химикаты накапливаются в организме

Новое исследование Университета Торонто использует экскременты белых медведей, чтобы показать, как некоторые химические загрязнители могут задерживаться и накапливаться в организме.

Белые медведи склонны накапливать определенные загрязнители, потому что они находятся на вершине пищевой цепи, имеют очень жирный рацион и эволюционно приспособлены усваивать большое количество жира.

«Они как ловушка для этих химикатов», — говорит Фрэнк Вания, профессор кафедры физических и экологических наук U of T Scarborough, один из авторов исследования. — «Поступление загрязнителей очень велико, а способность их выводить очень мала».

В исследовании, опубликованном в журнале Environmental Science & Technology, Вания и аспирант Юхао Чен разработали новый метод изучения того, как определенные химические вещества, полихлорированные бифенилы (ПХБ), накапливаются в белых медведях из загрязненной пищи. Они проанализировали рацион и образцы фекалий белых медведей из Зоопарка Торонто, чтобы определить, какое количество ПХБ задерживается в организме по сравнению с выводимым.

Белые медведи подвержены биоусилению (биомагнификации), когда более высокие уровни токсинов накапливаются выше по пищевой цепи. Поскольку белые медведи находятся на вершине, они потребляют самый высокий уровень загрязнителей. (У белого медведя уровень загрязнителей выше, чем у тюленя, которого он ест, у тюленя — выше, чем у трески, у трески — выше, чем у мелкой рыбы и т.д.)

Исследователи также обнаружили, что ПХБ имеют тенденцию к более сильному биоусилению у белых медведей из-за их высокожирового рациона и способности их пищеварительной системы усваивать эти липиды.

Хотя животные и люди обычно хорошо выводят большинство чужеродных химических веществ, некоторые загрязнители труднее удалить из-за их свойств. Те, что растворимы в жирах и устойчивы, включая пестицид ДДТ и некоторые типы ПХБ, могут накапливаться в тканях, поскольку не могут быть легко расщеплены или выведены пищеварительной системой.

Сарра Гурли, руководитель отдела диетологии Зоопарка Торонто, предоставившая для исследования образцы рациона и фекалий, отмечает, что белые медведи эволюционировали, чтобы усваивать почти весь жир, который они едят — в основном из тюленьего жира. «Они способны извлекать около 97% жира из своего рациона, поэтому очень мало его фактически выводится», — говорит она.

Белым медведям в Зоопарке Торонто не скармливают дикий тюлений жир, который может содержать высокие уровни ПХБ. Чен отмечает, что у белых медведей, живущих в дикой природе, уровень загрязнителей намного выше, чем у особей в зоопарке, чей рацион чище.

Он подчеркивает важность мониторинга этих уровней из-за вреда, который они могут причинить. Исследования связывают высокие уровни ПХБ у диких белых медведей с более низким уровнем тестостерона, что может влиять на репродукцию. Это также связывают с нарушениями иммунной и эндокринной систем, что может снижать выживаемость.

«Уровни ПХБ превышают уровни, вызывающие озабоченность, до такой степени, что ожидается их негативное влияние на белых медведей, живущих в дикой природе», — говорит Вания.

ПХБ — группа высокотоксичных химических веществ, запрещенных во всем мире, но способных долго сохраняться в окружающей среде. Хотя в этом исследовании ученые рассматривали только ПХБ, они считают, что их подход также может помочь в мониторинге других химикатов, накапливающихся за счет биоусиления.

Неинвазивный метод для хищников-суперхищников и людей

Традиционный способ изучения биоусиления основан на анализе тканей, который можно проводить только на мертвых животных или людях. В результате практически нет исследований по биоусилению у людей или находящихся под угрозой исчезновения хищников-суперхищников. Исследователи надеются, что разработанный ими метод можно будет использовать на других диких суперхищниках, таких как львы или тигры.

Его также можно применить к людям. Чен говорит, что в настоящее время рассматривает возможность анализа образцов пищи и фекалий разных людей, чтобы увидеть, как загрязнители биоусиливаются в организме и есть ли различия между индивидуумами.

«Мы знаем, что эти загрязнители есть в людях, и мы знаем, как организм их усваивает. Чего мы не знаем, так это сколько этих загрязнителей запасается или выводится нашим телом, когда мы съедаем определенное количество загрязненной пищи».