Поедание пенопласта изменило работу генов в кишечнике береговых рачков
Береговые рачки поедают попавший на побережье пенопласт и измельчают его до более мелких частиц. Исследование показало, что такая пища не привела к статистически значимому сокращению их жизни, но изменила активность генов, связанных с защитой организма, восстановлением ДНК и пищеварением.
Источник: Yuji Oshima/Kyushu University
МОСКВА, 5 сентября /Новости науки/. Поедание вспененного полистирола, из которого делают пенопласт, не привело к статистически значимому сокращению продолжительности жизни береговых рачков рода Ligia, но изменило работу ряда генов в их пищеварительном тракте. Результаты исследования опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.
Береговые рачки рода Ligia обитают на побережьях и питаются органическими остатками, участвуя в круговороте питательных веществ. Ранее исследователи установили, что эти животные также поедают оказавшийся на берегу вспененный полистирол и выделяют его в виде значительно более мелких фрагментов. Поэтому специалисты решили выяснить, как такая пища воздействует на самих рачков.
«Животные, которых кормили пенопластом, выглядели здоровыми и имели продолжительность жизни, сходную с продолжительностью жизни животных из контрольной группы; однако в их кишечнике наблюдались различия в экспрессии генов, связанных с химической защитой. Это говорит нам о том, что “отсутствие видимого вреда” не обязательно означает “отсутствие биологического воздействия”. Необходима дальнейшая работа, чтобы определить, приводят ли эти различия в экспрессии генов к функциональным изменениям у животных», — заявил автор исследования.
Для эксперимента пойманных в природе рачков разделили на две группы. Животным из одной группы в течение недели давали только кусочки обычной пенополистирольной плиты, тогда как контрольную группу оставили без пищи. Питавшиеся пенопластом рачки прожили в среднем 27,8 дня, а животные контрольной группы — 31,6 дня. Разница в 3,8 дня не была статистически значимой, поэтому в условиях эксперимента исследователи не обнаружили измеримого сокращения продолжительности жизни из-за поедания полистирола.
При этом анализ работы генов в пищеварительном тракте выявил более высокую активность нескольких генов, связанных с химической защитой организма. Среди них оказались гены трех ключевых ферментов детоксикации — цитохрома P450, УДФ-глюкуронозилтрансферазы и сульфотрансферазы. Вместе они участвуют в основных этапах обезвреживания чужеродных соединений: сначала изменяют их химическую структуру, а затем помогают преобразовать вещества в формы, которые легче выводятся из организма.
Повышенная активность наблюдалась также у гена, связанного с восстановлением ДНК. Одновременно несколько генов, кодирующих пищеварительные ферменты, работали менее активно. В их числе был ген фермента, участвующего в расщеплении растительных волокон.
Исследователи также изучили микроорганизмы, населяющие кишечник рачков. Существенных различий в их общем разнообразии и составе между группами обнаружено не было. Однако некоторые редкие микроорганизмы встречались только у животных, питавшихся пенопластом. Во всех трех исследованных образцах этой группы выявили три группы архей, включая представителей рода Methanospirillum, способных производить метан, а также одно семейство бактериофагов. В контрольных образцах их не обнаружили.
Вспененный полистирол широко применяется в упаковочной и рыбной промышленности. Благодаря малой плотности и высокой плавучести он может переноситься на большие расстояния и скапливаться на пляжах. Результаты исследования показывают, что обитающие на побережье животные не только поедают такой мусор и измельчают его до более мелких частиц, но и реагируют на его попадание в пищеварительный тракт изменением активности ряда генов.
Береговые рачки рода Ligia обитают на побережьях и питаются органическими остатками, участвуя в круговороте питательных веществ. Ранее исследователи установили, что эти животные также поедают оказавшийся на берегу вспененный полистирол и выделяют его в виде значительно более мелких фрагментов. Поэтому специалисты решили выяснить, как такая пища воздействует на самих рачков.
«Животные, которых кормили пенопластом, выглядели здоровыми и имели продолжительность жизни, сходную с продолжительностью жизни животных из контрольной группы; однако в их кишечнике наблюдались различия в экспрессии генов, связанных с химической защитой. Это говорит нам о том, что “отсутствие видимого вреда” не обязательно означает “отсутствие биологического воздействия”. Необходима дальнейшая работа, чтобы определить, приводят ли эти различия в экспрессии генов к функциональным изменениям у животных», — заявил автор исследования.
Для эксперимента пойманных в природе рачков разделили на две группы. Животным из одной группы в течение недели давали только кусочки обычной пенополистирольной плиты, тогда как контрольную группу оставили без пищи. Питавшиеся пенопластом рачки прожили в среднем 27,8 дня, а животные контрольной группы — 31,6 дня. Разница в 3,8 дня не была статистически значимой, поэтому в условиях эксперимента исследователи не обнаружили измеримого сокращения продолжительности жизни из-за поедания полистирола.
При этом анализ работы генов в пищеварительном тракте выявил более высокую активность нескольких генов, связанных с химической защитой организма. Среди них оказались гены трех ключевых ферментов детоксикации — цитохрома P450, УДФ-глюкуронозилтрансферазы и сульфотрансферазы. Вместе они участвуют в основных этапах обезвреживания чужеродных соединений: сначала изменяют их химическую структуру, а затем помогают преобразовать вещества в формы, которые легче выводятся из организма.
Повышенная активность наблюдалась также у гена, связанного с восстановлением ДНК. Одновременно несколько генов, кодирующих пищеварительные ферменты, работали менее активно. В их числе был ген фермента, участвующего в расщеплении растительных волокон.
Исследователи также изучили микроорганизмы, населяющие кишечник рачков. Существенных различий в их общем разнообразии и составе между группами обнаружено не было. Однако некоторые редкие микроорганизмы встречались только у животных, питавшихся пенопластом. Во всех трех исследованных образцах этой группы выявили три группы архей, включая представителей рода Methanospirillum, способных производить метан, а также одно семейство бактериофагов. В контрольных образцах их не обнаружили.
Вспененный полистирол широко применяется в упаковочной и рыбной промышленности. Благодаря малой плотности и высокой плавучести он может переноситься на большие расстояния и скапливаться на пляжах. Результаты исследования показывают, что обитающие на побережье животные не только поедают такой мусор и измельчают его до более мелких частиц, но и реагируют на его попадание в пищеварительный тракт изменением активности ряда генов.
