Smanjenje broja insekata ugrožava mnoge ekosisteme širom sveta. Iako su efekti pesticida dobro istraženi, postoji nedostatak znanja o efektima drugih antropogenih zagađivača. Ekolozi životinja sa Univerziteta u Bajrojtu su sada po prvi put proučavali efekte čestica izduvnih gasova dizel motora na bumbare.
U dve nove studije objavljene u Ecologi and Evolution i Journal of Hazardous Materials, oni pokazuju da ove fine čestice prašine mogu značajno oštetiti organizam bumbara ako se trajno unose hranom.
Čestice izduvnih gasova iz vozila na dizel motor mogu izazvati respiratorne ili plućne bolesti kod ljudi. U divljini često završe u nektaru biljnog cveća, kojim se hrane bumbari i drugi insekti. Naučnici istraživačke grupe za ekologiju životinja na Univerzitetu u Bajrojtu ponovo su kreirali ovo sazvežđe u laboratoriji.
Kao uzorni organizam odabrali su bumbare rasprostranjene vrste Bombus terrestris (bumbari bumbari). U saradnji sa Katedrom za tehničku termodinamiku i transportne procese na Univerzitetu u Bajrojtu, generisali su izduvne čestice nastale procesima sagorevanja u četvorocilindričnom dizel motoru tipa koji se često nalazi u putničkim automobilima. Ove čestice su dodavane u šećernu vodu kojom su se svakodnevno hranili bumbari u laboratoriji.
Količina je odgovarala količini izduvnih čestica dizela koje su već bile otkrivene u zemljištu u blizini prometnih seoskih puteva. Analiza čestica u laboratorijama Bajrojta sada je pokazala da se one delimično sastoje od elementarnog ugljenika, ali takođe sadrže teške metale i druge organske supstance kao što su policiklični aromatični ugljovodonici (PAH). Sumnja se da su PAH toksični za ljude i da podstiču razvoj raka.
Nakon što su bumbari konzumirali čestice izduvnih gasova pri svakom obroku tokom sedam dana, naučnici su primetili značajnu promenu u sastavu crevnog mikrobioma: od vrsta bakterija koje normalno čine glavne komponente crevne flore bumbara, neke su bile mnogo brojnije. , dok su drugi bili manje obilni.
Konkretno, bakterija Snodgrassella, koja je važna za formiranje biofilma koji štiti creva, bila je prisutna samo u veoma malom broju. U istraživanjima je poznato da takve promene u mikrobiomu creva slabe imunitet i otpornost na patogene insekata, čime se povećava njihova smrtnost.
U drugoj studiji, fokus je bio na tome kako čestice utiču na imuni sistem insekata. Deset dana, bumbari su gutali čestice izduvnih gasova pomešane u šećernu vodu u različitim koncentracijama. Nakon toga, njihov sadržaj masti se značajno smanjio u poređenju sa bumbarima hranjenim normalnom hranom.
„Smanjen sadržaj masti je pokazatelj da čestice pokreću procese detoksikacije u organima bumbara, koji su povezani sa povećanom potrošnjom energije. Ova istraživanja takođe sugerišu zaključak: dnevni unos izduvnih čestica hranom dovodi organizam bumbara u stres. Primetili smo da se njihov mortalitet značajno povećava“, kaže prvi autor dr Frederik Haftlajn. student istraživačke grupe za ekologiju životinja.
Takođe su otkrivene značajne promene u ekspresiji gena, proizvodnji vitalnih proteina kontrolisanih genima. Analiza transkriptoma – ovo je ukupnost RNK molekula proizvedenih u datom trenutku – otkrila je da se ekspresija 324 gena promenila. Proizvodnja molekula RNK je intenzivirana za 165 gena, ali je smanjena za 159 gena.
Uočene promene mogu se tumačiti kao indikacije da su degradacioni procesi u organizmu bumbara podstaknuti česticama razgradnje koje se unose hranom tokom dužeg vremenskog perioda, dok su procesi biosinteze usporavani.
„Postoji mnogo što ukazuje na to da je izmenjena ekspresija gena odgovor na stres koji napada i slabi energetske resurse insekata. Na Univerzitetu u Bajrojtu planiramo dalje studije u bliskoj budućnosti kako bismo još preciznije razjasnili ove odnose. Želimo da posmatramo ne samo pojedinačne insekte već i čitave kolonije i uključimo i druge antropogene faktore stresa pored izduvnih gasova dizela“, kaže prof.dr Hajke Feldhar, rukovodilac potprojekta „Uticaj čestica na insekte“ u mreži bavarskih projekata. BaiOkotok.
Autori novih studija naglašavaju da se značajni negativni efekti izduvnih gasova dizela na bumbare mogu utvrditi samo ako su čestice unesene hranom. Eksperimenti u kojima su bumbari udahnuli čestice nisu pokazali nikakve dokaze štetnih efekata na zdravlje.
„Kada su bumbari hranjeni česticama jednom ili samo nekoliko puta tokom 48 sati, nije bilo merljivih značajnih reakcija. Takođe je bilo malo promena u sadržaju masti u telu bumbara. Odlučujući faktor za oštećenje bumbara je da je upijanje čestica izduvnih gasova hronično, odnosno ponavlja se u dužem vremenskom periodu. Ako su biljke i zemljište zagađeni, može se zamisliti hronična izloženost zagađivačima“, izveštava dr Matijas Šot iz istraživačke grupe za ekologiju životinja.
Autori takođe ističu da u prirodnim uslovima čak i nesmrtonosni efekat izduvnih čestica može biti problematičan za bumbare. To je zato što su bumbari u okruženju obično istovremeno izloženi nekoliko faktora stresa, na primer drugim zagađivačima životne sredine kao što su pesticidi ili visokim dnevnim temperaturama tokom leta.
„Već desetak godina primećuje se nagli pad insekata u brojnim regionima sveta. Ovaj razvoj događaja je zabrinjavajući jer insekti obavljaju ili doprinose mnogim važnim funkcijama ekosistema kao što su oprašivanje, razlaganje organskog materijala i kontrola štetočina. Oni takođe formiraju nezamenljiva karika u mrežama ishrane.“
„Sada je jasno da je zagađenje životne sredine jedan od glavnih razloga za ovaj pad. Na Univerzitetu u Bajrojtu, želimo da iskoristimo našu stručnost kako bismo pomogli u razjašnjavanju odnosa između uzroka i posledica, uključujući na molekularnom i ćelijskom biološkom nivou“, kaže prof. dr Kristijan Laforš, katedra za ekologiju životinja, govoreći o bliskoj interdisciplinarnoj saradnji u projektu BaiOkotok.
