Используя эволюцию для понимания загрязнения

Жизнь эволюционировала в токсичном мире задолго до того, как люди начали его загрязнять. Понимание эволюционного ответа жизни на экологические яды может помочь человечеству бороться с их разрушительными эффектами, считает эколог-токсиколог из Массачусетского университета.

Эмили Моноссон, автор книги «Эволюция в токсичном мире», отмечает, что в токсикологии — науке о воздействии ядов на живые организмы — в значительной степени отсутствует понимание как скорости, так и механизмов эволюционной адаптации к токсичным загрязнителям. По её мнению, уроки эволюционного прошлого, которые могли бы помочь избежать проблем, игнорируются как токсикологами, так и промышленностью. Токсикологии необходимы изменения, поскольку она до сих пор использует инструменты 40-летней давности.

Примеры быстрой эволюционной адаптации многочисленны: бактерии быстро развивают устойчивость к лекарствам, насекомые — к пестицидам, а сорняки — к гербицидам. Так, генетически модифицированные соевые бобы «Roundup Ready» были созданы устойчивыми к гербициду Раундап, но после массового применения у сорняков также начала развиваться резистентность. Медленные эволюционные изменения также важны. Например, рецепторы эстрогена, критически важные для репродукции, эволюционно консервативны и медленно меняются. Химические вещества, связывающиеся с ними, вызывают широкомасштабные нарушения, что можно было бы предсказать, понимая их эволюционную значимость.

«Есть множество проблем, которых мы могли бы избежать, если бы понимали силу эволюции в присутствии токсичных химикатов», — заявила Моноссон. Сегодня в наших организмах присутствует множество химических веществ, которых не было у наших бабушек и дедушек. Эволюционный подход к пониманию того, как системы эволюционировали для детоксикации, может помочь нам научиться справляться с этим самим.

Токсичная Земля — не новость для жизни. Когда 3,8 миллиарда лет назад жизнь только зародилась, её окружали яды: металлы, отсутствие озонового слоя и ультрафиолетовое (УФ) излучение. В ответ ранние формы жизни развили ферменты для ремонта ДНК (фотолиаза) и детоксикации, например, каталазу для расщепления токсичной перекиси водорода. Сегодня изменение климата, озоновые дыры и новые синтетические загрязнители создают для организмов вызовы, к которым некоторым, подобно рыбам реки Гудзон, устойчивым к ПХБ, удастся адаптироваться, в то время как другим может потребоваться помощь человека. «Проблема сегодня в том, что в мгновение ока мы изменили Землю. Мы добавили много новых синтетических химикатов и перераспределили множество природных», — заключила учёный.