Kokaiinijääkide ja nende metaboliitide esinemine jõgedes ja järvedes on muutunud isoleeritud kahtlusest hästi dokumenteeritud keskkonnaprobleemiks. Need ained, mis pärinevad peamiselt linnade reoveest, hakkavad avaldama mõõdetavat mõju elusloodusele, eriti rändkaladele.
Rahvusvaheline uuringute seeria, mis keskendub noorloomadele, on näidanud, et kokaiini saastumine võib oluliselt muuta nende käitumist looduses. Teadlased on jälginud looduslikke lõhesid kaugel akvaariumitest ja laboripaakidest looduslikes ökosüsteemides ning leidnud, et nende liikumismustrid ja ruumikasutus muutuvad, kui nad nende ühenditega kokku puutuvad.
Kuidas kokaiin vette satub ja miks see ökoloogidele muret teeb
Euroopas ja teistes maailma piirkondades avastatakse kokaiini ja selle peamist metaboliiti bensoüülekgoniini üha sagedamini mageveekogudes, näiteks jõgedes, järvedes ja suudmealadel. Pärast inimkeha tarbimist muudab organism uimasti mitmesugusteks derivaatideks, mis erituvad uriiniga ja satuvad kanalisatsioonisüsteemidesse.
Probleem on selles, et paljud reoveepuhastid ei ole projekteeritud seda tüüpi keerulisi keemilisi ühendeid täielikult eemaldama. Mõned neist jäävad töötlemisprotsessist ellu ja satuvad veeteedesse, lisades end teistele tekkivatele saasteainetele, nagu antidepressandid, anksiolüütikumid, valuvaigistid ja kofeiin.
Reovee ja vee kvaliteedi seireprogrammide raames on kokaiini ja bensoüülekgoniini jälgi juba tuvastatud mitmes Hispaania, Saksamaa ja Ühendkuningriigi jões . Kuigi kontsentratsioonid on üldiselt madalad, hakkab kalade pidev kokkupuude selle keemilise kokteiliga veeökoloogia spetsialiste muretsema panema.
Keskne küsimus ei ole mitte ainult see, kui palju uimastit jõkke jõuab, vaid ka see, millist mõju avaldavad need väikesed, kuid püsivad annused võtmeliikide, näiteks atlandi lõhe, käitumisele ja tervisele, millel on oluline roll jõe ökosüsteemide struktuuris ja toimimises.
Viimastel aastatel on Euroopas kirjeldatud silmatorkavaid juhtumeid, mis on seotud ka teiste psühhoaktiivsete ainetega: alates forellidest, kellel esinevad metamfetamiinidega seotud sõltuvus- ja võõrutusnähud , kuni kaladeni, kelle seltskondlikkus või julgus anksiolüütikumide toimel muutub, ning teistes ookeaniuuringutes, näiteks Bahama saarte haidega seotud uuringutes . Kokaiin ja selle metaboliidid sobivad samasse ülemaailmse farmaatsiasaastumise stsenaariumi.
Katse suures looduslikus järves Rootsis
Et teada saada, kas need saasteained tegelikult muudavad kalade käitumist looduses, viisid Griffithi ülikooli (Austraalia), Rootsi Põllumajandusteaduste ülikooli, Londoni zooloogiaühingu ja Max Plancki loomade käitumise instituudi teadlaste meeskond läbi ulatusliku katse Vätterni järves Rootsis.
Teadusajakirjas Current Biology avaldatud uuring keskendus 105 noorele atlandi lõhele , keda jälgiti kaheksa nädala jooksul täiesti loomulikus keskkonnas. Need kalad olid oma elutsükli eriti õrnas faasis, kus liikumine ja levimine kogu elupaigas mõjutab kriitiliselt nende edasist ellujäämist.
Teadlased jagasid kalad kolme ravigruppi : kontrollgrupp (ilma kokkupuuteta), grupp, mis puutus kokku kokaiiniga, ja kolmas grupp, mis puutus kokku bensoüülekgoniiniga, mis on selle narkootikumi kõige levinum metaboliit ja mida avastatakse kõige sagedamini kanalisatsioonivõrkudes ja veeteedel.
Suures järves kalade liikumise rekonstrueerimiseks kasutas meeskond aeglaselt vabanevaid keemilisi implantaate koos akustiliste telemeetriasüsteemidega . Iga kala märgistati ja jälgiti järve eri piirkondadesse paigaldatud vastuvõtjate abil, mis võimaldas teadlastel salvestada nende liikumist ilma neid vangistuses hoidmata või nende loomulikku suhtlust häirimata.
See lähenemisviis oli märkimisväärne edasiminek võrreldes enamiku varasemate uuringutega, mis viidi läbi akvaariumides või kontrollitud mahutites, kus kalad elavad isoleeritult ökosüsteemi tegelikust keerukusest . Vätterni järves pidi lõhe aga toime tulema temperatuurimuutuste, toidu kättesaadavuse kõikumiste, kiskjate olemasolu ja ruumi pärast konkureerimisega, mis andis tulemustele palju suurema ökoloogilise olulisuse.
Anomaalne liikumine: nad ujuvad kaugemale ja hajuvad rohkem laiali
Pärast jälgimisperioodi ilmnes andmetes selge muster: bensoüülekgoniiniga kokku puutunud lõhed liikusid teisiti kui need, kes sellele ei olnud kokku puutunud . Täpsemalt ujusid nad nädalas kuni 1,9 korda kaugemale kui kontrollrühm ja liikusid üle järve veel 12,3 kilomeetrit.
Samuti täheldasid teadlased, et need erinevused läbitud vahemaades ja levikus süvenesid aja jooksul . See ei olnud esimeste kokkupuutepäevade ajutine mõju, vaid pigem püsiv muutus selles, kuidas lõhe looduslikus ökosüsteemis olemasolevat ruumi kasutas.
Eriti silmatorkav oli see, et metaboliidil oli tugevam mõju kui kokaiinil endal . Kuigi kaladel, kes puutusid narkootikumiga otse kokku, ilmnesid muutused, näitasid bensoüülekgoniiniga kokku puutunud kalad kõige tugevamat aktiivsuse ja pikamaa-liikumise suurenemist.
See leid teeb spetsialistidele muret, sest praktikas on Euroopa jõgedes ja järvedes kõige rikkalikumalt just metaboliite , mitte niivõrd algset ainet. Keskkonnariski hindamised keskenduvad tavaliselt kokaiinile kui võrdlusühendile, kuid jätavad tähelepanuta asjaolu, et selle derivaadid võivad vees olla püsivamad ja pealegi avaldada intensiivsemat bioloogilist mõju.
Autorite sõnul määrab kalade sihtkoht , mida nad söövad, milliste kiskjatega nad kokku puutuvad ja kuidas populatsioonid ökosüsteemis organiseeritud on. Kui reostus sunnib lõhet tavapärasest rohkem liikuma ja erinevatesse piirkondadesse hajuma, mõjutavad need muutunud liikumised tõenäoliselt põhilisi ökoloogilisi protsesse.
Miks rohkem liikumine pole tingimata hea asi
Esmapilgul võib tunduda, et kalal, mis ujub kaugemale ja läbib suuremaid vahemaid, on eelis näiteks toidu leidmisel või takistuste, näiteks tammide ja hüdroelektrijaamade, vältimisel. Teadlased väidavad aga, et see ei ole adaptiivne paranemine, vaid pigem närvisüsteemi keemilise muutuse poolt sunnitud reaktsioon.
Püsiv ujumisaktiivsuse suurenemine tähendab täiendavat energiakulu , mida noorlõhel võib olla raske kompenseerida. Eluetapis, kus iga energiavaru on oluline, võib liigne liikumisele investeerimine jätta vähem ressursse kasvuks, immuunsüsteemi tugevdamiseks või järgnevaks merre rändeks ettevalmistamiseks.
Lisaks on suurenenud liikumisel ja hajumisel veel üks tagajärg: need suurendavad kokkupuudet kiskjatega . Noorloomad, kes lahkuvad suhteliselt kaitstud aladelt või muudavad oma seltskondlikku käitumist, kaotavad osa grupi pakutavast turvalisusest, mis võib kaasa tuua tegeliku ellujäämise vähenemise, kuigi selle täpne mõõtmine nõuab täiendavaid uuringuid.
Autorid tuletavad meile meelde, et ökoloogias ei ole liikumine teisejärguline muutuja. See määrab seose jõe või järve eri piirkondade vahel , mõjutab populatsioonide segunemist ja tingib toitainete vahetust jõelõikude ja rannikuökosüsteemide vahel. Selle süsteemi muutmine, isegi "ainult" kalade rohkem ujuma panemisega, võib käivitada muutusi, mis levivad kogu toiduahelas.
Ka teised ravimite saastumise uuringud on tuvastanud mõju ajukeemiale, oksüdatiivsele stressile ja energiametabolismile veeloomadel, kes puutusid kokku erinevate ühenditega. Kuigi see lõheuuring ei mõõtnud otseselt selliseid muutujaid nagu paljunemine, kasv või pikaajaline ellujäämine, on olemas usutavad seosed käitumuslike muutuste ja hilisema mõju vahel tervisele ja populatsioonidünaamikale.
Inimeste tervis: meedia on häirekella all, kuid reaalne risk on väga madal
Idee, et "kalades võib leiduda kokaiini", tekitab jõe- või kalakasvandustes tarbivate inimeste seas sageli sensatsioonilisi pealkirju ja teatavat muret. Teadlased rõhutavad aga, et uuringu tulemused ei viita inimeste toiduohutuse probleemile.
Ühelt poolt kohandati eksperimendis kasutatud kontsentratsiooni saastunud veekogudes juba tuvastatud kontsentratsioonidega, lisamata koguseid, mis ületaksid mõnede ökosüsteemide tegelikke koguseid. Teisest küljest ei akumuleeru need ühendid kudedes lõputult, vaid metaboliseeruvad ja elimineeruvad aja jooksul.
Lisaks olid Vätterni järves analüüsitud lõhed noorkalad, kes olid tunduvalt väiksemad kui minimaalne lubatud püügisuurus . Teisisõnu, nad ei satuks mingil juhul inimtoiduks mõeldud toiduahelasse. Eesmärk oli hinnata mõju liigi käitumisele ja ökoloogiale, mitte otsest ohtu kalasööjatele.
Üldisemalt näitavad olemasolevad keskkonnaseire ja toksikoloogia andmed , et Euroopa looduslikes kalades leiduva kokaiini ja selle derivaatide kontsentratsioon on tunduvalt madalam inimeste tervisele ohtlikuks peetavatest piirmääradest. Kuigi pilt „kokaiiniga saastunud” lõhest võib olla häiriv, ei toeta praegused teaduslikud tõendid märkimisväärse ohu olemasolu inimestele selles osas.
Üha suuremat muret tekitab ökoloogiline sfäär. See uuring täiendab uuringute kogumit, mis näitab, et isegi ägeda toksilise annuseni jõudmata võivad farmaatsiatoodete saasteained loomade käitumist ja füsioloogiat peenelt, kuid püsivalt muuta , millel võib olla populatsiooni tasandil kumulatiivne mõju.
Ravimite saastumise ülemaailmne probleem
Kokaiin ja selle metaboliidid on vaid üks tükk palju suuremast puslest : siseveekogudes leiduvatest ravimitest tulenevatest saasteainetest. Praeguseks on jõgedes ja järvedes üle maailma, Euroopast Ameerika ja Aasiani, tuvastatud sadu inimese loodud aineid, sealhulgas üle 900 farmaatsiaühendi, nagu näitavad kokaiini, kofeiini ja valuvaigistite leiud haidelt Bahama saartel.
Nende saasteainete hulka kuuluvad antidepressandid, anksiolüütikumid, valuvaigistid, põletikuvastased ravimid ja muud tavaliselt kasutatavad ravimid, mis on loodud toimima väga väikestes annustes kindlatele bioloogilistele süsteemidele. Looduskeskkonda jõudes võivad need tahtmatult mõjutada kalu, selgrootuid ja teisi organisme, mis ei olnud kunagi nende algse arengu sihtmärgiks.
Atlandi lõhe puhul on tundlikkus eriti oluline. See liik läbib ühe loomariigi kõige nõudlikuma rände , vaheldumisi mage- ja soolases vees ning tuginedes oma liikumise juhtimiseks väga peentele keskkonnamärkidele. Igasugune muutus tema käitumises või energia tasakaalus võib oluliselt mõjutada tema populatsioonide elujõulisust.
Teadlased juhivad tähelepanu sellele, et Euroopa jõgedest on saamas omamoodi „teadmatud laborid“, kus segunevad mitmed ühendid , mille vastastikmõju ja pikaajalised mõjud pole veel täielikult mõistetud. Ebaseaduslike narkootikumide, ravimite, isikuhooldustoodete ja muude saasteainete samaaegne esinemine muudab pildi keerulisemaks ja raskendab iga täheldatud muutuse omistamist konkreetsele ainele.
See kontekst on pannud teadusringkondi nõudma täiustatud veepuhastuspoliitikat , mis suudaks eemaldada suurema osa neist jäätmetest, ning tugevdama keskkonnaseireprogramme, et avastada ja hinnata neid uusi saasteaineid enne, kui nende mõju muutub mõnele liigile pöördumatuks.
Milliseid samme teadlased nüüdsest peale välja pakuvad?
Vätterni järves elavate noorlõhede uuringut peetakse esimeseks oluliseks sammuks, mis näitab looduslikes tingimustes , et kokaiin ja kokaiinist saadud narkootikumide saastumine võivad muuta looduslike kalade liikumist ja ruumilist käitumist. Sellest lähtepunktist lähtuvalt pakuvad teadlased välja mitu täiendavat uurimissuunda.
Ühelt poolt on eesmärk analüüsida, kuidas täiskasvanud lõhed reageerivad , kuna neil on keerukamad rändemustri ja nende käitumine mõjutab otseselt paljunemist ja populatsiooni säilimist. Seni on noorkalade valik olnud tingitud nii bioloogilistest põhjustest – see on kriitiline etapp – kui ka praktilistest, kuna neid on lihtsam käsitseda ja nende jälgimine on usaldusväärsem.
Teadlased plaanivad ka süveneda nende liikumismuutuste pikaajalistesse ökoloogilistesse tagajärgedesse . Sel eesmärgil kaaluvad uurimisrühmad täiustatud salvestusseadmete, näiteks bioloogijate kasutamist, mis võimaldavad neil pikema aja jooksul tähelepanelikult jälgida stressitaset, kisklusi ja kalade täpset asukohta.
Teine prioriteet on praeguste keskkonnariski hindamise meetodite läbivaatamine , et võtta arvesse mitte ainult algseid aineid, vaid ka nende metaboliite ja lagunemissaadusi. Bensoüülekgoniini juhtum, millel on lõhe käitumisele suurem mõju kui kokaiinil, näitab, et nende derivaatide ignoreerimine võib tähendada probleemi olulise osa tähelepanuta jätmist.
Lõpuks rõhutavad teadlased vajadust integreerituma lähenemisviisi järele, mis ühendaks keskkonnakeemia, käitumusliku ökoloogia ja rahvatervise . Ainult sel viisil on võimalik täpselt hinnata, mil määral muudab krooniline kokkupuude nende ühenditega mitte ainult kalade individuaalset käitumist, vaid ka jõeökosüsteemide struktuuri ja funktsiooni tervikuna.
Kogunevad tõendid näitavad, et kokaiini ja teiste psühhoaktiivsete ühenditega saastumine ei piirdu ainult vee saastamisega, vaid häirib ka põhiprotsesse, nagu liikumine, energiakulu ja loodusliku lõhe levik nende elupaigas. Kuigi kalatarbijatele avalduv risk tundub praegu väga väike, on ökoloogiline mõju Euroopa jõgedele ja järvedele kujunemas vaikseks väljakutseks, mis nõuab nii vee töötlemise kui ka nende tekkivate saasteainete teadusliku seire parandamist.