Экологический стресс усиливает действие загрязнителей

Каждый организм на Земле подвержен влиянию различных условий окружающей среды и других живых существ. Эти факторы могут вызывать стресс и делать организм более уязвимым к внешним воздействиям. Команда под руководством исследователей из Центра экологических исследований имени Гельмгольца (UFZ) на примере водных организмов продемонстрировала, что наличие экологического стресса умножает эффекты загрязняющих веществ. Кроме того, они разработали модель, позволяющую на основе интенсивности экологического стресса прогнозировать усиленное воздействие загрязнителей. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

Животные и растения одновременно подвергаются множеству природных и антропогенных стрессоров, таких как нехватка воды, конкуренция за пищу, заражение паразитами или воздействие пестицидов. Известно, что совокупное действие множества стрессоров может иметь серьёзные последствия для экосистем, тогда как по отдельности они часто не вызывают заметных эффектов.

Как показало исследование учёных из UFZ, Университета Кобленц-Ландау и Университета бундесвера в Мюнхене, наличие экологического стресса может усиливать действие загрязнителей вплоть до 100 раз.

Для разработки эффективных мер по сохранению биоразнообразия крайне важна возможность прогнозировать влияние комбинации различных стрессоров на отдельные популяции. Несмотря на множество работ по этой теме, универсального подхода к таким прогнозам до сих пор не существовало.

«Мы разработали модель, которая позволяет рассчитать общее количественное воздействие стресса на организм, — поясняет руководитель исследования профессор д-р Маттиас Лисс из UFZ. — Мы достигли этого, определив взаимосвязи между отдельными стрессорами и учтя индивидуальную стрессоустойчивость организмов в популяции».

Исследование основано на данных научных работ за последние 15 лет, изучавших комбинированное действие пестицидов и тяжёлых металлов на фоне экологических стрессоров — нехватки пищи, давления хищников и УФ-B излучения. На этой основе за три года учёные выявили универсальные закономерности совокупного воздействия на позвоночных и беспозвоночных в водных системах и формализовали их в модели SAM (Stress Addition Model). Эта модель теперь позволяет прогнозировать комбинированный эффект стрессоров на популяции насекомых, ракообразных и земноводных.

Исследователи ожидают, что в ближайшие годы смогут доработать модель так, чтобы она была применима ко всем комбинациям стрессоров. По мнению Маттиаса Лисса, вполне вероятно, что область применения модели может быть расширена за пределы изученной водной среды: «Связь между интенсивностью экологического стресса и эффектами загрязнителей, по-видимому, носит настолько универсальный характер, что, вероятно, применима и к наземным системам, и к человеку».