Međunarodni tim naučnika predvođen ESRF-om, evropskim sinhrotronom, Grenobl, Francuska, otkrio je da carski pingvini detoksikuju živu i sumporom i selenom, što je novi put za morske predatore. Ovaj novi put detoksikacije žive otkriven je u studiji objavljenoj u Journal of Hazardous Materials.
SZO smatra da je živa jedna od deset najvećih hemikalija koje izazivaju zabrinutost za javno zdravlje. Živa se bioakumulira u organizmima tokom vremena i biouveličava u vodenim i kopnenim mrežama hrane kao neurotoksični oblik metil žive. Razumevanje unutrašnjih procesa detoksikacije metil žive kod životinja je od suštinskog značaja za zaštitu divljih životinja i dizajniranje tretmana protiv trovanja živom.
Alain Manceau, ESRF naučnik i istraživač emeritus na CNRS, zajedno sa svojim saradnicima sa Univerziteta La Rochelle i CNRS (LIENSs i CEBC), Geološkog zavoda Sjedinjenih Država i Univerziteta Kalifornije Davis, proučavao je kako životinje detoksikuju žive godine.
Još 2021. godine otkrili su da predatori na vrhuncu, kao što su morske ptice poput džinovskih burevica, i morski sisari poput kitova pilota, detoksikuju metil živu nizom reakcija koje uključuju smanjeni selen u obliku istaknutog selenoproteina. Pošto je živa na kraju detoksifikovana kao netoksični živin selenid, ona ima smanjene toksikološke posledice sve dok ima dovoljno selena, jer je živin selenid hemijski inertan.
„Znali smo mehanizam kojim životinje koje su izložene velikim količinama žive koriste; sada smo želeli da saznamo šta se dešava sa životinjama koje su niže u lancu ishrane, kao što su pingvini“, objašnjava Manceau.
Carski pingvini se uglavnom hrane antarktičkim srebrnim ribama i lignjama, koje sadrže metil živu, mada ne u velikim količinama. Zbog toga su pingvini manje kontaminirani živom od kitova zubaca, džinovskih burevica i drugih grabežljivaca koji se nalaze više u mreži hrane.
Naučnici, koji su koristili rendgensku apsorpcionu spektroskopiju, identifikovali su, po prvi put, drugi put demetilacije toksične metil žive. Kod carskih pingvina, toksična živa se delimično detoksikuje koristeći isti hemijski put kao i džinovske burevice, ali su ovi pingvini razvili i drugi mehanizam u kome njihovo telo formira Hg-ditiolat kompleks. Ovaj kompleks se vezuje za aminokiseline cisteina u enzimima, menjajući njihovu funkciju. Ovaj put demetilacije nikada ranije nije primećen kod životinja, samo kod bakterija.
Da bi došli do ovih rezultata, Manceau i Pieter Glatzel, naučnici ESRF-a, koristili su sinhrotronsku tehniku nazvanu spektroskopija rendgenske apsorpcije visoke energetske rezolucije blizu ivice strukture (HERFD-KSANES) za proučavanje oblika žive u jetri carskih pingvina. Zatim su uparili svoje podatke sa izotopima stabilnim na azot i živu da bi identifikovali izvor metil žive u ishrani i put hemijske reakcije. Izotopski sastav Hg-ditiolatnog kompleksa pokazao je da se demetilacija odvija unutar tela, a ne u mikrobiomu creva.
„Verujemo da je ovaj ‘manje razrađen’ put demetilacije češći kod kičmenjaka nižeg trofičnog nivoa jer su manje kontaminirani metil živom i ne treba im napredan sistem kao što su džinovske burevice“, objašnjavaju autori. Sledeći korak je analiza zmija, krokodila i plavoperajne tune, vrhunske ribe predatora.
Istraživanje je važno jer popunjava praznine u znanju u biogeohemijskom kruženju žive kroz vodene i kopnene ekosisteme, od bakterija do vrhunskih predatora.
Otkrijte najnovije u nauci, tehnologiji i prostoru sa preko 100.000 pretplatnika koji se oslanjaju na Phis.org za dnevne uvide.
Prijavite se za naš besplatni bilten i dobijajte novosti o otkrićima,
inovacije i istraživanja koja su važna – dnevno ili nedeljno.
Zahvaljujući ekspediciji na Antarktik, naučnici su za analizu dobili i jaja pingvina koja su roditelji napustili u ranoj inkubaciji, koja se odvija u hladnoj i mračnoj zimi.
Do sada je bilo poznato da mame pingvina prenose metil živu u belanku (belancu) jajeta na svoje piliće. U istoj studiji je otkriveno da se u žumancetu jajeta deo žive detoksikuje zahvaljujući naprednom putu, koji pingvini delimično koriste. Međutim, većina žive u jajetu je prisutna kao toksični oblik metil žive, zbog nesrazmerne količine belančevina u poređenju sa žumancetom.
„Ipak, eliminacija toksične žive tokom proizvodnje jaja je kvantitativno neznatna u poređenju sa depuracijom u perje tokom linjanja“, zaključuje Paco Bustamante, profesor na Univerzitetu La Rochelle.
To je pomalo kao kod ljudi, gde se metil živa delimično eliminiše kroz kosu, dok je poznato da njen placentni prenos tokom majčine trudnoće utiče na neurorazvoj fetusa.
