Хрусталики рыбьего глаза регистрируют пожизненное воздействие токсичной ртути

Загрязнение ртутью представляет собой глобальную угрозу для здоровья человека, особенно для нерожденных младенцев и маленьких детей. Воздействие метилртути, которая образуется, когда ртуть попадает в озера и ручьи, может нанести вред развитию мозга у детей и вызвать симптомы, включая нарушения речи и мышечную слабость, у взрослых, которые употребляют морепродукты в качестве основного источника питания. Метилртуть также угрожает здоровью и воспроизводству рыб и других диких животных.

Ученые десятилетиями работали над тем, чтобы понять, как и когда рыба накапливает ртуть. Эта информация является ключевой для оценки рисков, связанных с ртутью в различных водоемах и ландшафтах, а также для оценки изменений в политике по сокращению выбросов ртути.

В течение десятилетий ученые использовали ушные камни рыб, известные как отолиты, чтобы получить представление о росте, миграции, питании и времени воздействия определенных загрязнителей на рыбу. Эти крошечные структуры карбоната кальция размером с горошину образуются во внутренних ушах рыб, где они помогают регулировать слух и равновесие. Отолиты также могут дать представление о том, как изменение климата влияет на рыб.

Однако некоторые загрязняющие вещества, в том числе ртуть, не попадают в отолиты. Скорее, они очень прочно связываются с тканями, содержащими серу, такими как мышечная ткань. Именно поэтому мышечные ткани исторически использовались для оценки загрязнения окружающей среды ртутью.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Environmental Science & Technology Letters, ученые описали новое окно в пожизненное воздействие ртути на отдельных рыб путем ее измерения в глазах рыб. Эта работа открывает новые возможности для понимания пожизненного воздействия этого мощного нейротоксиканта на рыб.

Сегодня специалисты анализируют поглощение ртути рыбой, измеряя, сколько ее накапливается во всем теле рыбы или часто только в филе — мышечных тканях. Такой подход показывает, сколько ртути накопила рыба за свою жизнь, но не говорит, когда именно рыба подверглась воздействию ртути. Нет никакой временной метки.

Концентрация ртути в рыбе любого вида может сильно варьироваться. Например, с 1991 по 2010 год государственные контрольные органы США обнаружили в треске уровень содержания ртути в среднем 0,111 частей на миллион, но варьировался до 0,989 частей на миллион, то есть в девять раз. Это говорит о том, что помимо изменений в выбросах ртути с течением времени, перемещения и рацион питания отдельных рыб могут существенно влиять на их экспозицию.

В новом исследовании предложен другой метод, сочетающий измерения старения отолита и ртути в линзах глаз рыбы для определения возраста концентрации ртути в глазу рыбы. Глазные линзы состоят из чистого белка, имеют высокое содержание серы и поэтому легко поглощают ртуть либо непосредственно из воды, либо из рациона рыбы.

Метилртуть, по-видимому, преимущественно поглощается определенными органами, включая глазные линзы. В больших дозах она может ухудшить зрение рыбы.

Подход начинается с хорошо зарекомендовавшего себя метода старения рыбы с помощью отолита. По мере роста и старения рыбы в отолитах ежегодно появляются слои карбоната кальция. Так можно оценить возраст и скорость роста рыбы, измерив расстояние между слоями годового роста, которые называются кольцами, подобно тому, как лесоводы определяют возраст деревьев, измеряя годовые кольца на их стволах.

Известно, что глаз рыбы растет со скоростью, пропорциональной росту ее отолита. Таким образом, в предложенном анализе ученые применили пропорциональное расстояние, которое обнаружили в отолите рыбы, к ее хрусталику.

По мере роста хрусталика глаза и накопления ртути можно точно определить, когда рыба подверглась воздействию ртути, используя это соответствие с отолитом. А поскольку хрусталик глаза рыбы растет послойно в течение всей жизни, можно проследить хронологию воздействия ртути на протяжении всей жизни.

С помощью этого нового метода можно начать отслеживать хронологию пожизненного воздействия ртути на рыбу.

Сильной стороной этого метода является то, что он предоставляет информацию по отдельным рыбам, которая так же важна, как и для человека. Разные рыбы обладают разными способностями к добыче, избеганию или переносу стресса, и все это может повлиять на их рост и воздействие ртути.

Эксклюзивный перевод*
Фото: Иветт Хеймбранд, CC BY-ND

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Geomorphology: Батагайский кратер быстро растет и угрожает соседней долине

621 Российские ученые из Московского университета имени М.В. Ломоносова предупреждают о быстро растущей термокарстовой впадине …