Jeśli w zawierającym metale ciężkie otoczeniu umieścimy dżdżownice, lub muchy, zaobserwujemy negatywne zmiany zachodzące w ich organizmach.

Ten nieprzyjemny eksperyment może być jednak zbawienny dla człowieka.

Owady i dżdżownice mogą bowiem pełnić rolę bioindykatorów wykrywających skażenie środowiska.

METALE A FIZJOLOGIA

Jak przypomina dr hab. Elżbieta Pyza z Instytutu Zoologii http://darwin.iz.uj.edu.pl/iz/ Uniwersytetu Jagiellońskiego, metale gromadzące się w tkankach bezkręgowców i kręgowców wpływają na ich procesy fizjologiczne.

Konsekwencją takiego wpływu jest obniżenie płodności, pogorszenie kondycji zdrowotnej i większa śmiertelność.

Mechanizmy działania metali ciężkich na procesy zachodzące na poziomie komórkowym, w wyniku których dochodzi do osłabienia organizmu człowieka nie są jeszcze w pełni poznane.

W eksperymencie przeprowadzonym przez Elżbietę Pyzę wykorzystano dwa gatunki owadów - potencjalnych bioindykatorów skażenia środowiska: muchę domową (Musca domestica) oraz pająka skakuna (Tetrix tenuicornis).

Larwy muchy hodowano na pożywce skażonej badanymi metalami (miedź - Cu, cynk - Zn, ołów - Pb i kadm - Cd) oraz pożywkach kontrolnych, czyli nieskażonych.

Badano m.in. zawartość metali w tkankach poczwarek i osobników dorosłych, ekspresję białek szoku cieplnego (tzw. białka stresu) oraz liczbę i aktywność hemocytów (komórek krwi) w hemolimfie (krew owadów).

WOLNIEJSZY ROZWÓJ, WIĘKSZA ŚMIERTELNOŚĆ

Okazało się, że kumulacja miedzi, cynku, ołowiu i kadmu w tkankach muchy prowadzi do obniżenia tempa rozwoju oraz zmniejszenia przeżywalności larw i poczwarek.

Odnotowano podwyższenie ekspresji białek stresu oraz zmiany w układzie odpornościowym Musca domestica.

Naukowcy uważają, że przyczyną wysokiej śmiertelności owadów żyjących w skażonym środowisku może być obniżenie sprawności układu odpornościowego na skutek zmniejszenia liczby hemocytów i ich aktywności.

U skakunów zebranych z terenów skażonych stwierdzono aż ośmiokrotnie wyższe stężenie ołowiu i kadmu w tkankach niż u owadów przebywających na nieskażonym terenie.

Kolejnym obiektem doświadczalnym stały się cztery gatunki dżdżownic (Allolobophora chlorotica, Lumbricus terrestris, Eisenia fetida oraz Dendrobaena veneta).

TEST NA SKAŻENIE GLEBY

Dżdżownice hodowano w trzech rodzajach gleby: o wysokim skażeniu cynkiem, ołowiem, kadmem i miedzią; skażonej jedynie jonami miedzi; nieskażonej.

Przykładowo dżdżownice Allolobophora chlorotica z terenu skażonego jonami miedzi miały w swoim organizmie zakumulowane jony miedzi, a także minimalne ilości cynku, ołowiu i kadmu.

Przeżywały w dobrej kondycji, jednak po przeniesieniu do gleby o wysokim skażeniu zakumulowały w ciągu czterech tygodni duże ilości jonów Zn, Pb, Cd i Cu.

Towarzyszył temu spadek przeżywalności, obniżenie się masy ciała, zahamowanie rozrodczości i przejściowy spadek liczby celomocytów (komórki płynu celomatycznego biorące udział w reakcji odpornościowej).

Jak oceniają naukowcy, uzyskane wyniki można zastosować w praktyce do wypracowania testu na ocenę skażenia próbek gleby.

PAP - Nauka w Polsce, Joanna Poros