Исследователи из Вашингтонского государственного университета обнаружили, что лосось сталкивается с двойным ударом, когда плавает в ливневых стоках городских дорог.
Во-первых, как ученые узнали пару лет назад, токсичные загрязнения в воде могут их убить. Исследователи WSU установили, что рыба, выжившая в загрязненной ливневой воде, по-прежнему находится в группе риска.
Эксперименты как с личинками рыбок данио, моделью лосося, так и с настоящим кижучом показали, что токсичные стоки могут также повредить волосовидные датчики, которые рыбы используют для поиска пищи, обнаружения хищников и поиска пути в течении.
Мы показываем, что даже если рыбы выживают после воздействия ливневых вод, они все равно могут быть не в состоянии обнаружить окружающий мир, что может затруднить им поиск пищи или повысить вероятность чтобы их съели», - говорит Эллисон Коффин, доцент нейробиологии Университета WSU в Ванкувере.
Выводы Коффина опубликованы в Scientific Reports, журнале открытого доступа издательства Nature. Среди ее соавторов Дженифер Макинтайр, специалист по водной экотоксикологии из Университета штата Вашингтон, входившая в группу, которая в 2011 году обнаружила, что токсичные стоки убивают взрослых кижуча в городских водоразделах.
Яркое пятно в последующем исследовании показало, что системы фильтрации на основе почвы, такие как дождевые сады, могут улучшить выживаемость. Как это ни парадоксально, исследователи обнаружили, что преимущества фильтрации не были универсальными. Отфильтрованная вода притупляла сенсорное повреждение рыбок данио, но не кижуча. Рыба занесена в список находящихся под угрозой исчезновения на большей части Тихоокеанского побережья.
Обычно Коффин специализируется на слухе, изучая похожие на волоски пучки сенсорных клеток, расположенные вдоль каждой стороны рыбки данио в так называемой боковой линии. Подобно специальным волоскам в ушах животных, вибрации побуждают ионы в волосковых клетках вырабатывать электрический ток, который затем обрабатывается мозгом для расшифровки звука или обнаружения движения..
В текущем исследовании Коффин и ее коллеги подвергли рыбу воздействию ливневых вод, собранных на трассе 520 штата Вашингтон недалеко от Монтлейк-Кат. Шоссе соединяет Сиэтл с городами к востоку от озера Вашингтон и, с пропускной способностью около 70 000 автомобилей в день, является одним из самых загруженных маршрутов в штате, но на нем примерно вдвое меньше трафика, чем на межштатных автомагистралях 5 и 90.
У личинок рыбок данио, подвергшихся воздействию стока во время шторма в июне 2014 года, на голове и туловище образовалось на треть меньше волосковых клеток. Июньский сток 2015 года был откровенно смертельным, и даже при 10-процентной концентрации ливневой воды до чистой воды происходило значительное сокращение клеток. Эмбрионы кижуча, подвергшиеся воздействию ливневых вод во время развития, также имели меньше волосковых клеток, хотя и в меньшей степени.
Коффин также обрабатывал клетки красителем, который светится, когда они активируются. Она увидела, что клетки старых эмбрионов рыбок данио не сильно светились, когда они подвергались воздействию ливневой воды в декабре 2014 и июне 2015 года, а это означает, что клетки не были очень активными.
«Эти результаты показывают, что развитые волосковые клетки выживают при остром воздействии ливневых вод, но эта функция нарушена», - пишут она и ее коллеги.
Непонятно, что может происходить. По словам Коффина, для развития боковой линии необходимо включить определенные гены.
"Мы думаем, что ливневые воды вмешиваются в этот генетический процесс", - сказала она.
Исследователи также заметили, что фильтрация ливневых вод мало помогает в защите боковой линии. Предыдущая работа показала, что он предотвращает убийство кижуча ливневыми водами. Но в этом исследовании исследователи увидели, что это не предотвратило появление дефектов боковой линии кижуча. Это может быть связано с тем, что для развития кижуча требуется больше времени, чем для рыбок данио, что делает их эмбрионы более чувствительными к следовым количествам токсичных веществ.
Неясно, что в ливневой воде вызывает такие эффекты. Ливневая вода представляет собой токсичную смесь, которая может включать полициклические ароматические углеводороды, многие из которых являются канцерогенными, металлы, взвешенные частицы и другие органические соединения, большинство из которых еще предстоит идентифицировать.