Kleszcz na etacie detektywa. Polscy naukowcy wzięli go pod lupę
Kleszcze zwykle kojarzą się wyłącznie z zagrożeniem dla zdrowia, jednak najnowsze badania prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu pokazują, że te niewielkie pajęczaki mogą odegrać ważną rolę w badaniach środowiska. Okazuje się, że mogą działać jak naturalne biologiczne czujniki, które dostarczają cennych informacji o obecności zanieczyszczeń w ekosystemach.
Wyniki projektu, zrealizowanego we współpracy z badaczami z Muzeum i Instytutu Zoologii Polskiej Akademii Nauk wskazują nowe możliwości monitorowania środowiska przy użyciu organizmów żywych.
Jednym z największych wyzwań współczesnej ochrony środowiska jest wykrywanie i śledzenie obecności metali ciężkich oraz innych toksycznych substancji w przyrodzie. Do tej grupy należą między innymi arsen, kadm, ołów czy rtęć, które mogą trafiać do gleby, wody i powietrza w wyniku działalności przemysłowej, transportu czy spalania paliw kopalnych. Ich szczególną cechą jest bardzo duża trwałość – nie ulegają rozkładowi biologicznemu, dlatego mogą pozostawać w środowisku przez setki lat.
Dodatkowym problemem jest zjawisko bioakumulacji, czyli stopniowego gromadzenia się tych pierwiastków w organizmach żywych. W efekcie najwyższe stężenia toksyn mogą występować u drapieżników znajdujących się na szczycie łańcucha pokarmowego, w tym również u człowieka.
Z tego powodu naukowcy od lat poszukują skutecznych sposobów monitorowania takich zanieczyszczeń. Tradycyjne metody analityczne bywają jednak kosztowne i wymagają skomplikowanej aparatury laboratoryjnej. Alternatywą mogą być bioindykatory, czyli organizmy żywe reagujące na zmiany w środowisku. Ich analiza pozwala ocenić stan ekosystemu w sposób bardziej naturalny i często znacznie tańszy.
Właśnie w tym kontekście uwagę badaczy przyciągnął kleszcz łąkowy Dermacentor reticulatus. Gatunek ten okazał się szczególnie interesujący z kilku powodów. Jest szeroko rozpowszechniony w Europie, żyje stosunkowo długo i znajduje się na wyższym poziomie łańcucha pokarmowego. Dzięki temu może odzwierciedlać obecność zanieczyszczeń krążących w całym ekosystemie. Dodatkowo jego twardy egzoszkielet zbudowany z chityny potrafi wiązać i zatrzymywać różne pierwiastki chemiczne, co sprawia, że organizm kleszcza staje się swoistym zapisem historii chemicznej środowiska, w którym żył.
Kleszcze zbierają zanieczyszczenia jak odkurzacz?
Aby sprawdzić tę hipotezę, badacze przeanalizowali dorosłe osobniki z trzech różnych regionów o odmiennym stopniu zanieczyszczenia. Materiał badawczy pochodził ze strefy wykluczenia wokół Czarnobyla w Ukrainie, z obszaru miejskiego w Warszawie oraz z terenu wiejskiego w miejscowości Kosewo Górne, który reprezentował środowisko stosunkowo mało przekształcone przez działalność człowieka. Tak dobrane lokalizacje pozwoliły porównać, jak różne warunki środowiskowe wpływają na skład chemiczny organizmów.
Wyniki badań potwierdziły, że kleszcze rzeczywiście odzwierciedlają charakter zanieczyszczeń występujących w miejscu ich bytowania. Osobniki z Polski wykazywały wyższe stężenia kadmu, co jest zgodne z danymi dotyczącymi emisji tego pierwiastka związanych z przemysłem i spalaniem paliw. Z kolei kleszcze pochodzące ze strefy wokół Czarnobyla zawierały więcej wapnia i potasu, a mniej typowych metali ciężkich, co może wskazywać na mniejszą presję przemysłową w tym regionie. Badacze zauważyli także różnice między samcami i samicami – te drugie gromadziły większe ilości niektórych pierwiastków, prawdopodobnie ze względu na specyfikę ich fizjologii.
Badania pokazują, że kleszcze mogą stać się skutecznym narzędziem biomonitoringu, czyli oceny jakości środowiska na podstawie analizy organizmów żywych. W praktyce oznacza to możliwość wykorzystania ich w programach monitorowania zanieczyszczeń, zwłaszcza w miejscach, gdzie klasyczne metody badawcze są trudne do zastosowania lub zbyt kosztowne. Analiza oskórka kleszcza pozwala przy tym uzyskać informacje nie tylko o chwilowym stanie środowiska, lecz także o długotrwałej ekspozycji na zanieczyszczenia. Wyniki projektu mają również znaczenie dla zdrowia publicznego. Kleszcze są wektorami wielu chorób, dlatego lepsze poznanie wpływu zanieczyszczeń na ich fizjologię i funkcjonowanie może pomóc w zrozumieniu, jak zmiany środowiskowe wpływają na ryzyko epidemiologiczne. Badania te wpisują się w coraz częściej stosowaną koncepcję One Health, która zakłada, że zdrowie ludzi, zwierząt i środowiska jest ze sobą ściśle powiązane.
Ostatecznie prace wrocławskich naukowców pokazują, że nawet organizmy postrzegane zwykle jako uciążliwe mogą okazać się niezwykle cennym źródłem wiedzy o stanie przyrody. Wykorzystanie kleszczy jako naturalnych bioindykatorów może w przyszłości pomóc w dokładniejszym monitorowaniu zanieczyszczeń oraz w lepszym zrozumieniu długofalowych skutków działalności człowieka dla ekosystemów.
Źródło: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Czytaj też: Polscy naukowcy weryfikują skuteczność witaminy E w ochronie przed UV
Grafika tytułowa: Erik Karits / Unsplash
