Nietoperze mogą być skutecznym bioindykatorem zanieczyszczenia metalami śladowymi

Przyspieszony spadek różnorodności biologicznej jest aktualnie jednym z największych globalnych problemów. Poważnym zagrożeniem dla bioróżnorodności i liczebności populacji są zaś obecne w środowisku w nadmiarze metale śladowe pochodzące ze źródeł antropogenicznych, głównie hutnictwa, górnictwa, ruchu drogowego czy przemysłu farbiarskiego. Ze względu na tendencję do długotrwałego utrzymywania się w środowisku, akumulacji i toksyczności, monitorowanie i ocena wpływu metali śladowych na ekosystemy ma zasadnicze znaczenie.

Naturalne wskaźniki zanieczyszczenia środowiska

Już kilkadziesiąt lat temu narodził się pomysł, aby wykorzystywać zwierzęta, rośliny i inne organizmy jako wskaźniki zanieczyszczenia środowiska. Gatunki, które się do tego nadają muszą jednak spełniać określone warunki. Nietoperze mają kilka cech, które czynią je idealnymi kandydatami do takich zastosowań.

– Najważniejsze jest to, że nietoperze znajdują się na szczycie łańcucha troficznego; są drapieżnikami, którymi właściwie już nikt inny się nie żywi. Pobierane wraz z pokarmem (w przypadku nietoperzy europejskich są to głównie owady) zanieczyszczenia mają więc szansę przez lata kumulować się w ich organizmach. A z wcześniejszych badań wiemy, że niektóre substancje toksyczne mają zdolność do akumulowania się w łańcuchu troficznym” – opowiada PAP prof. dr hab. Ryszard Laskowski z Instytut Nauk o Środowisku UJ, kierownik Zespołu Ekosystemów Lądowych i Ekotoksykologii. Poza tym – dodaje – nietoperze mogą dożywać nawet do kilkunastu lat, przez co szkodliwe substancje gromadzą się w ich tkankach przez naprawdę długi czas.

Profesor wraz z doktorantką Olhą Timofieievą połączyli swoje kluczowe zainteresowania naukowe, czyli ekotoksykolgię i badania nad biologią nietoperzy. Efektem jest publikacja na łamach Science of the Total Environment.

Wyjątkowość nietoperzy

– Jako drapieżniki szczytowe zwierzęta te zjadają dużo pożywienia. Stężenie substancji toksycznych w ich tkankach może z czasem wzrastać, o ile nie są one wydalane z organizmu. Klasycznym przykładem są pestycydy, które łatwo rozpuszczają się w tłuszczach, za to trudno w wodzie, przez co nie są wydalane z moczem i gromadzą się w tkance tłuszczowej. Kiedy przychodzi okres głodu, tłuszcz jest zużywany, a toksyny uwalniają się do krwiobiegu. Ponieważ gromadziły się przez długi czas, ich poziom tysiące, a nawet miliony razy przewyższa stężenia środowiskowe, przez co mogą stać się silnie toksyczne dla organizmu – mówi specjalista z UJ.

Kolejnym aspektem, który wyróżnia nietoperze jest to, że w przeciwieństwie do np. ptaków nie mają one na skrzydłach pierza ani sierści. Ich błona lotna nie jest niczym osłonięta, za to silnie ukrwiona. – To potencjalna dodatkowa droga skażenia tych zwierząt – przez powierzchnię ciała. U innych gatunków duża część toksyn osadza się właśnie na piórach i sierści, co chroni przed przedostaniem się szkodliwych związków do wnętrza organizmów. U nietoperzy takiego zabezpieczenia nie ma – wyjaśnia naukowiec.

Dodaje, że w przypadku metali nie ma to aż tak dużego znaczenia, natomiast jest ogromnie ważne przy zanieczyszczeniu insektycydami (substancje do zwalczania szkodników w uprawach), które są powszechnie rozpylane przez rolników. Prof. Laskowski przytacza ciekawostkę: od kilku lat, aby chronić zapylacze przed tymi środkami, obowiązuje nakaz rozpylania ich dopiero pod wieczór, kiedy owady już nie żerują na kwiatach. Tymczasem nietoperze, jako zwierzęta nocne, właśnie wtedy zaczynają wychodzić na żer. – To był kolejny aspekt, który przemawiał za tym, aby zająć się właśnie nimi – mówi ekotoksykolog.

Ponieważ wszystkie nietoperze są niezwykle pożytecznymi zwierzętami, objętymi ochroną, nie wchodzi w grę zabijanie ich na potrzeby monitorowania środowiska czy jakichkolwiek innych badań. Ale bez uszczerbku dla ich zdrowia można pobierać niewielkie próbki sierści lub błony lotnej, które potem odrastają. – Nasza praca właśnie do tego zmierzała: chcieliśmy zobaczyć, czy stężenia metali śladowych, które znajdujemy w sierści i błonie lotnej, i które są łatwe do zmierzenia, dobrze odzwierciedlają stężenia w tkankach wewnętrznych – wyjaśnia badacz.

Współpraca ukraińsko-polska

Wszystkie osobniki użyte w eksperymencie pochodziły z Centrum Rehabilitacji Nietoperzy w ukraińskim Charkowie. Do ośrodka zwożone są osobniki chore, niepełnosprawne, itp., które po przejściu rehabilitacji wypuszcza się na wolność. – Te, których nie dało się uratować i padły, przechowywane są na potrzeby naukowe i to z nich korzystaliśmy – mówi naukowiec.

Okazało się, że stężenia w tkankach zewnętrznych rzeczywiście dobrze odzwierciedlają to, co dzieje się w kluczowych dla funkcjonowania organizmu tkankach wewnętrznych, czyli głównie nerkach i wątrobie, które mają skłonność do kumulowania metali oraz innych szkodliwych substancji. – A kiedy substancje te kumulują się latami, może w końcu wystąpić efekt toksyczny. Nam chodziło więc nie tyle o ocenę samego skażenia środowiska, ale o narażenie na te skażenia żyjących w danym ekosystemie zwierząt. Okazało się na przykład, że choć w okolicach Mariupola badania gleby nie wykazały wysokiego skażenia metalami śladowymi, to w tkankach nietoperzy ich stężenie było już istotnie podwyższone – – opowiada biolog.

Kolejny etap badań zespołu prof. Laskowskiego prowadzony jest już w Polsce, w okolicach Olkusza. Wstępne wyniki są optymistyczne, ponieważ – mimo znacznego skażenia środowiska – nietoperze dość dobrze regulują stężenia metali śladowych wewnątrz organizmu. Świadczy o tym fakt, że zawartość tych pierwiastków w tkankach wewnętrznych nie była bardzo wysoka, ale już w odchodach – wręcz ogromna. – Widać więc, że nietoperze są na te skażenia narażone; że przechodzą one przez ich przewód pokarmowy. Póki co wydalane są efektywnie, co jest dobrą wiadomością, ale nie wiemy, jakim kosztem. A trzeba pamiętać, że w biologii i fizjologii nie ma nic za darmo. Jaki jest to koszt, postaramy się odpowiedzieć w kolejnych badaniach – mówi ekspert. Podejrzenie jest takie, że może się to odbywać ze szkodą dla układu immunologicznego, rozrodczego lub wydajności polowań.

Zagadkowe DDT

Prof. Laskowski przytacza jeszcze jeden ciekawy wynik z analizy próbek pobranych w okolicach Krakowa: Znaleźliśmy w nich pewne ilość DDT (dichlorodifenylotrichloroetanu – przyp. PAP), co jest o tyle ciekawe, że stosowanie tej substancji jest zakazane właściwie na całym świecie od lat 70. Pozostaje zagadką, czy jest to DDT, którego użyto gdzieś wbrew zakazowi, czy może, z uwagi na to, że jest to bardzo trwała substancja, pochodzi on z utrzymujących się jeszcze w środowisku dawnych oprysków, bo taka sytuacja jest jak najbardziej możliwa.

Specjalista podsumowuje, że omawiane badanie dostarcza nowatorskich danych na temat akumulacji metali śladowych u nietoperzy. – Stwierdziliśmy, że zwierzęta żyjące na obszarze uprzemysłowionym gromadziły więcej kadmu, ołowiu i cynku w tkankach zewnętrznych niż osobniki pochodzące z obszaru wiejskiego. U jednego z badanych gatunków wykazaliśmy także istotną korelację pomiędzy stężeniem metali w tkankach zewnętrznych i organach wewnętrznych. Pokazuje to, że zagrożenie nietoperzy przez skażenie metalami śladowymi może być znaczące oraz że stopień zagrożenia poszczególnych populacji można monitorować poprzez przyżyciowe pobieranie próbek (pozyskiwanie ich od żywych osobników – PAP) tkanek zewnętrznych – mówi.