Изучение "генеалогических деревьев" водных насекомых помогает понять их чувствительность к загрязнению

Исследование Университета штата Северная Каролина, опубликованное на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что изучение «семейного древа» насекомого может помочь предсказать уровень толерантности к загрязнителям у его «родственных» видов. Этот подход может стать надежным способом понять, почему определенные виды насекомых процветают или страдают в конкретных экологических условиях.

Оценка состояния рек и ручьев часто основана на наличии или отсутствии водных насекомых. Однако такие исследования популяций не объясняют, почему конкретные виды исчезают из определенных мест. Результаты работы открывают возможность прогнозировать толерантность видов к экологическим проблемам на основе их эволюционной истории, что особенно важно для понимания реакций более 6500 видов водных насекомых Северной Америки на стрессоры окружающей среды.

Ученые исследовали, как 21 вид насекомых, собранных в ручьях Северной Каролины, Калифорнии, Колорадо и Орегона, переносит кадмий — токсичный для человека следовой металл, используемый в батареях и встречающийся вблизи мест добычи полезных ископаемых и промышленных объектов. Используя метод с гамма-излучающим изотопом кадмия, они измерили скорость поглощения и выведения металла, а также способность насекомых детоксифицировать его с помощью белков. Результаты показали значительную вариацию во внутренней обработке кадмия: разница в скорости поглощения достигала 65 раз, а в скорости выведения — 25 раз. При этом насекомые из одного семейства в основном демонстрировали сходную чувствительность к загрязнению. Исследование также выявило возможный компромисс между способностью защищать клетки от кадмия и способностью выводить его из тканей.