O genă fantomă lasă mamiferele oceanice vulnerabile la unele pesticide

O genă care ajută mamiferele să descompună anumite substanțe chimice toxice pare a fi defectă la mamiferele marine – potențial lăsând lamantinii, delfinii și alți locuitori ai apei cu sânge cald mai sensibili la pesticidele periculoase.

Gena, PON1, conține instrucțiuni pentru a produce o proteină care interacționează cu acizii grași ingerați cu alimente. Dar proteina respectivă a luat un alt rol în ultimele decenii: descompunerea substanțelor chimice toxice găsite într-o clasă populară de pesticide numite organofosfați. Pe măsură ce substanțele chimice se scurg din câmpurile agricole, ele pot otrăvi căile navigabile și zonele de coastă și pot dăuna vieții sălbatice, spune Wynn Meyer, genetician evoluționist la Universitatea din Pittsburgh.

O inspecție a instrucțiunilor genetice a 53 de specii de mamifere terestre a găsit gena intactă. Dar la cinci specii de mamifere marine, PON1 a fost plin de mutații care l-au făcut inutil, raportează Meyer și colegii în 10 august Ştiinţă. Gena a dispărut cu aproximativ 64 de milioane până la 21 de milioane de ani în urmă, probabil din cauza modificărilor dietetice sau comportamentale legate de mutarea strămoșilor mamiferelor marine de la uscat la mare, spun cercetătorii.

Echipa a măsurat, de asemenea, rata cu care două substanțe chimice organofosforate – chlorpyrifos oxon și diazoxon – s-au defalcat în probe de sânge de la cinci specii de mamifere terestre și șase specii de mamifere marine sau semiacvatice. În timp ce sângele de la speciile terestre, inclusiv oi, capre și dihori, a arătat o scădere a moleculelor toxice în timp, sângele speciilor marine nu a prezentat aproape nicio schimbare. Nici șoarecii modificați genetic pentru a nu avea gena nu au putut descompune substanțele chimice.

Neprezentare

Probe de sânge de la mamifere marine și semiacvatice (albastru) cu o versiune defectuoasă a unei gene numită PON1, precum și un șoarece cu gena eliminată, au arătat că majoritatea animalelor nu au descompus două substanțe chimice pesticide organofosforate – clorpirifos oxon și diazoxon. Mamifere terestre cu o versiune de lucru a PON1 a metabolizat mai bine compușii.

Un nefuncțional PON1 nu înseamnă neapărat că mamiferele marine sunt neajutorate împotriva organofosfaților, spune toxicologul de mediu Andrew Whitehead de la Universitatea din California, Davis, care nu a fost implicat în lucrare. Animalele pot avea alte mecanisme de apărare, dar în acest studiu, „nu se ridică la farfurie pentru a metaboliza acești organofosfați”, spune el.

Nu este clar dacă organofosfații se acumulează în corpul mamiferelor marine într-un mod similar cu DDT-ul, un tip de pesticid care nu se descompune ușor în mediu. DDT, care este interzis în zeci de țări, se poate acumula în țesuturile mamiferelor marine și poate provoca leziuni ale sistemului nervos și malformații congenitale (SN Online: 19.01.16).

În plus, „deși organofosfații nu rămân în mediu atât de mult ca DDT-ul, există aport persistent”, spune Whitehead. Substanțele chimice sunt adesea folosite pe culturi și pentru a ucide țânțarii și alți dăunători.

Cercetătorii intenționează să colecteze mostre de sânge de la delfini și lamantini din zonele de coastă acoperite cu scurgeri agricole, spune coautorul studiului Nathan Clark, un biolog evoluționist și la Universitatea din Pittsburgh. Acest lucru ar putea ajuta oamenii de știință să monitorizeze dacă animalele au fost expuse la pesticide și dacă acest lucru corespunde nivelurilor de substanțe chimice din mediu, spune el.

Nota editorului: această poveste a fost actualizată la 17 august 2018, pentru a corecta numărul de specii de mamifere marine cu o mutație PON1 gena.