Kehadiran kesan kokain dan metabolitnya di sungai dan tasik Ia telah berubah daripada satu syak wasangka terpencil kepada masalah alam sekitar yang didokumentasikan dengan baik. Bahan-bahan ini, yang sebahagian besarnya berasal dari air sisa bandar, mula menunjukkan kesan yang boleh diukur terhadap hidupan liar, terutamanya ikan yang berhijrah.
Satu set kajian antarabangsa tertumpu pada salmon Atlantik juvenil Kajian telah mendedahkan bahawa pencemaran kokain boleh mengubah tingkah laku mereka di alam liar dengan ketara. Jauh daripada akuarium dan tangki makmal, saintis telah menjejaki salmon liar dalam ekosistem semula jadi dan mendapati bahawa corak pergerakan dan penggunaan ruang mereka berubah apabila terdedah kepada sebatian ini.
Bagaimana kokain masuk ke dalam air dan mengapa ia membimbangkan ahli ekologi
Di Eropah dan kawasan lain di dunia, kokain dan metabolit utamanya, benzoilekgoninaIa dikesan dengan kekerapan yang semakin meningkat di kawasan air tawar seperti sungai, tasik dan muara sungai. Selepas pengambilan manusia, badan mengubah dadah tersebut menjadi pelbagai derivatif yang disingkirkan melalui air kencing dan berakhir di sistem kumbahan.
Masalahnya ialah ramai Loji rawatan air sisa tidak direka bentuk untuk membuang sepenuhnya Jenis sebatian kimia kompleks ini. Sebahagian daripadanya terselamat daripada proses rawatan dan berakhir di saluran air, menambah kepada bahan pencemar lain yang muncul seperti antidepresan, ansiolitik, analgesik atau kafein.
Mereka telah dikenal pasti di Sepanyol, Jerman, dan United Kingdom. kesan kokain dan benzoylecgonine di beberapa sungaidalam program kawalan kualiti air sisa dan air. Walaupun kepekatannya pada amnya rendah, pendedahan berterusan ikan kepada "koktel" kimia ini mula membimbangkan pakar ekologi akuatik.
Isu utama bukan sekadar berapa banyak dadah yang sampai ke sungai, tetapi Apakah kesan dos yang kecil tetapi berterusan ini terhadap tingkah laku? dan kesihatan spesies utama, seperti salmon Atlantik, yang memainkan peranan penting dalam struktur dan fungsi ekosistem sungai.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kes-kes yang ketara telah diterangkan di Eropah dengan bahan psikoaktif lain: dari ikan trout dengan gejala ketagihan dan penarikan diri yang berkaitan dengan metamfetamin...malah ikan yang mengubah suai keramahan atau keberanian mereka dengan kehadiran ubat anxiolytic, dan dalam kajian lautan lain, seperti yang berkaitan dengan Jerung BahamasKokain dan metabolitnya adalah sebahagian daripada senario pencemaran farmaseutikal global yang sama ini.
Eksperimen di tasik semula jadi yang besar di Sweden
Untuk mengetahui sama ada bahan pencemar ini benar-benar mengubah tingkah laku ikan di alam liar, satu pasukan yang terdiri daripada Penyelidik dari Universiti Griffith (Australia), Universiti Sains Pertanian Sweden, Persatuan Zoologi London dan Institut Tingkah Laku Haiwan Max Planck Dia menjalankan eksperimen berskala besar di Tasik Vättern di Sweden.
Kajian yang diterbitkan dalam jurnal saintifik Current Biology itu memberi tumpuan kepada 105 ekor salmon Atlantik muda Spesimen-spesimen ini dipantau selama lapan minggu dalam persekitaran yang semula jadi sepenuhnya. Spesimen-spesimen ini berada dalam fasa yang sangat halus dalam kitaran hidup mereka, di mana pergerakan dan penyebaran di seluruh habitat sangat mempengaruhi kelangsungan hidup mereka seterusnya.
Para saintis membahagikan ikan kepada tiga kumpulan rawatan: kumpulan kawalan (tiada pendedahan), kumpulan yang terdedah kepada kokain dan kumpulan ketiga yang terdedah kepada benzoylecgonine, metabolit paling biasa bagi ubat ini dan yang biasanya dikesan pada tahap yang lebih tinggi dalam rangkaian sanitasi dan saluran air.
Untuk membina semula pergerakan di tasik yang besar, pasukan itu menggunakan implan kimia pelepasan perlahan yang digabungkan dengan sistem telemetri akustikSetiap ikan telah ditanda dan dijejaki menggunakan penerima yang dipasang di kawasan berbeza di tasik, membolehkan pergerakan mereka direkodkan tanpa perlu mengurung mereka atau mengubah interaksi semula jadi mereka.
Pendekatan ini mewakili satu lonjakan ketara ke hadapan berbanding kebanyakan kajian terdahulu, yang dijalankan di akuarium atau tangki terkawal, di mana Ikan-ikan itu hidup terasing daripada kerumitan ekosistem yang sebenar.Walau bagaimanapun, di Tasik Vättern, salmon terpaksa menghadapi perubahan suhu, variasi ketersediaan makanan, kehadiran pemangsa, dan persaingan untuk ruang, memberikan hasil yang jauh lebih relevan dengan ekologi.
Pergerakan anomali: mereka berenang lebih jauh dan lebih banyak bersurai
Selepas tempoh susulan, data menunjukkan corak yang jelas: Salmon yang terdedah kepada benzoylecgonine bergerak secara berbeza daripada yang tidak terdedah.Secara khusus, mereka berenang sehingga 1,9 kali lebih jauh seminggu berbanding kumpulan kawalan dan tersebar tambahan 12,3 kilometer merentasi tasik.
Para penyelidik juga memerhatikan bahawa Perbezaan jarak perjalanan dan penyebaran ini semakin meningkat dari semasa ke semasaIni bukanlah kesan sementara daripada beberapa hari pertama pendedahan, tetapi perubahan berterusan dalam cara salmon menggunakan ruang yang ada dalam ekosistem semula jadi.
Amat ketara sekali bahawa metabolit tersebut mempunyai kesan yang lebih ketara berbanding kokain itu sendiriWalaupun ikan yang terdedah secara langsung kepada ubat menunjukkan perubahan, ikan yang terdedah kepada benzoylecgonine menunjukkan peningkatan aktiviti dan pergerakan jarak jauh yang paling kuat.
Keputusan ini membimbangkan pakar kerana, dalam praktiknya, Apa yang paling banyak terdapat di sungai dan tasik Eropah sebenarnya adalah metabolit.bukan bahan asalnya. Penilaian risiko alam sekitar sering tertumpu pada kokain sebagai sebatian rujukan, tetapi mereka terlepas pandang hakikat bahawa derivatif boleh menjadi lebih tegar dalam air dan, lebih-lebih lagi, memberikan kesan biologi yang lebih kuat.
Menurut penulis, tempat yang dituju ikan menentukan apa yang mereka makan, pemangsa yang mereka temui, dan bagaimana populasi disusun dalam ekosistem. Jika pencemaran memaksa salmon bergerak lebih daripada biasa dan tersebar ke kawasan yang berbeza, kemungkinan pergerakan yang diubah ini akan memberi kesan kepada proses ekologi asas.
Mengapa bergerak lebih banyak tidak semestinya sesuatu yang baik
Pada pandangan pertama mungkin kelihatan bahawa ikan yang berenang lebih jauh dan bergerak jarak yang lebih jauh Ia mempunyai kelebihan, contohnya, apabila mencari makanan atau mengatasi halangan seperti empangan dan loji hidroelektrik. Walau bagaimanapun, para penyelidik menegaskan bahawa ini bukanlah peningkatan adaptif, tetapi sebaliknya tindak balas yang dipaksa oleh perubahan kimia sistem saraf.
Peningkatan berterusan dalam aktiviti berenang menunjukkan perbelanjaan tenaga tambahan Ikan salmon muda mungkin menghadapi kesukaran untuk mengimbanginya. Pada peringkat kehidupan di mana setiap tenaga penting, melabur terlalu banyak dalam pergerakan boleh menyebabkan lebih sedikit sumber untuk pertumbuhan, menguatkan sistem imun atau menghadapi penghijrahan seterusnya ke laut.
Tambahan pula, bergerak lebih banyak dan berselerak secara berlebihan mempunyai akibat lain: peningkatan pendedahan kepada pemangsaJuvana yang meninggalkan kawasan yang agak terlindung atau mengubah tingkah laku suka berkawan mereka kehilangan sebahagian daripada keselamatan yang ditawarkan oleh kumpulan tersebut, yang boleh diterjemahkan kepada pengurangan dalam kelangsungan hidup sebenar, walaupun mengukur titik ini dengan tepat memerlukan penyelidikan lanjut.
Penulis mengingatkan kita bahawa, dalam ekologi, pergerakan bukanlah pembolehubah sekunder. Tentukan hubungan antara kawasan sungai atau tasik yang berbezaIni mempengaruhi bagaimana populasi bercampur dan mengkondisikan pertukaran nutrien antara bahagian sungai dan ekosistem pesisir. Mengubah sistem ini, walaupun dengan "hanya" membuat ikan berenang lebih jauh, boleh mencetuskan perubahan yang merebak ke seluruh rantaian makanan.
Kajian-kajian lain mengenai pencemaran farmaseutikal juga telah mengesan, kesan terhadap kimia otak, tekanan oksidatif dan metabolisme tenaga haiwan akuatik yang terdedah kepada sebatian yang berbeza. Walaupun kajian dengan salmon ini tidak mengukur secara langsung pembolehubah seperti pembiakan, pertumbuhan atau kelangsungan hidup jangka panjang, terdapat laluan yang munasabah yang menghubungkan perubahan tingkah laku dengan kesan seterusnya terhadap kesihatan dan dinamik populasi.
Kesihatan manusia: penggera media, tetapi risiko sebenar yang sangat rendah
Idea bahawa mungkin terdapat "Kokain dalam ikan" sering menjadi tajuk utama yang menarik perhatian dan beberapa kebimbangan dalam kalangan mereka yang mengambil ikan sungai atau ikan ternakan. Walau bagaimanapun, para penyelidik menekankan bahawa keputusan kajian itu tidak menunjukkan masalah keselamatan makanan bagi manusia.
Di satu pihak, tahap pendedahan yang digunakan dalam eksperimen Ia telah diselaraskan kepada kepekatan yang telah dikesan di laluan air yang tercemar, tanpa menambah jumlah melebihi apa yang sebenarnya dialami oleh sesetengah ekosistem. Tambahan pula, sebatian ini tidak terkumpul selama-lamanya dalam tisu, tetapi dimetabolismekan dan disingkirkan dari semasa ke semasa.
Tambahan pula, salmon yang dianalisis di Tasik Vättern adalah juvana jauh di bawah saiz minimum yang sah untuk ditangkapDalam erti kata lain, mereka tidak akan pernah memasuki rantaian makanan yang bertujuan untuk kegunaan manusia. Tujuannya adalah untuk menilai kesan terhadap tingkah laku dan ekologi spesies, bukan risiko langsung kepada pemakan ikan.
Secara lebih umum, data yang tersedia mengenai Pemantauan alam sekitar dan toksikologi Mereka menunjukkan bahawa kepekatan kokain dan derivatifnya yang terdapat dalam ikan liar di Eropah adalah jauh di bawah ambang batas yang dianggap berbahaya kepada kesihatan manusia. Walaupun imej salmon yang "dicemari oleh kokain" mungkin mengganggu, bukti saintifik semasa tidak menyokong kewujudan risiko yang ketara kepada manusia dalam hal ini.
Di mana terdapat kebimbangan yang semakin meningkat adalah dalam bidang ekologi. Kajian ini menambah kepada sejumlah kerja yang menunjukkan bahawa, tanpa perlu mencapai dos toksik akut, Bahan cemar farmaseutikal boleh mengubah tingkah laku dan fisiologi haiwan secara halus tetapi berterusan, dengan kemungkinan kesan kumulatif pada peringkat populasi.
Masalah global pencemaran farmaseutikal
Kokain dan metabolitnya hanya sekeping teka-teki yang jauh lebih besarIsu bahan cemar farmaseutikal di perairan pedalaman. Sehingga kini, beratus-ratus bahan yang berasal dari manusia—termasuk lebih daripada 900 sebatian farmaseutikal—telah dikenal pasti di sungai dan tasik di seluruh dunia, dari Eropah hingga ke Amerika dan Asia, seperti yang ditunjukkan oleh penemuan pada Kokain, kafein, dan ubat penahan sakit pada jerung di Bahamas.
Bahan pencemar ini termasuk antidepresan, ansiolitik, analgesik, anti-radang dan ubat-ubatan lain yang biasa digunakan, direka untuk bertindak pada dos yang sangat rendah pada sistem biologi tertentu. Apabila ia sampai ke persekitaran semula jadi, ia boleh secara tidak sengaja menjejaskan ikan, invertebrata dan organisma lain yang tidak pernah menjadi sasaran perkembangan asalnya.
Dalam kes salmon Atlantik, kepekaan amat relevan. Ini adalah spesies yang menjalankan salah satu migrasi yang paling mencabar dalam dunia haiwanMereka berselang-seli antara air tawar dan air masin, dan bergantung pada isyarat persekitaran yang sangat halus untuk membimbing pergerakan mereka. Sebarang perubahan dalam tingkah laku atau keseimbangan tenaga mereka boleh memberi kesan yang ketara kepada daya hidup populasi mereka.
Para penyelidik menunjukkan bahawa sungai-sungai Eropah, dalam satu cara, menjadi "makmal yang tidak disengajakan" di mana pelbagai sebatian dicampurkan yang interaksi dan kesan jangka panjangnya masih belum difahami sepenuhnya. Kehadiran serentak dadah haram, ubat-ubatan, produk penjagaan diri dan bahan cemar lain merumitkan keadaan dan menjadikannya lebih sukar untuk mengaitkan setiap perubahan yang diperhatikan dengan bahan tertentu.
Konteks ini telah mendorong komuniti saintifik untuk bertanya dasar penulenan air yang lebih majumampu menghapuskan sebahagian besar sisa buangan ini, dan memperkukuh program pemantauan alam sekitar untuk mengesan dan menilai bahan pencemar yang baru muncul ini sebelum kesannya menjadi tidak dapat dipulihkan dalam sesetengah spesies.
Apakah langkah-langkah yang dicadangkan oleh saintis mulai sekarang?
Kajian dengan juvenil salmon di Tasik Vättern dianggap sebagai langkah utama pertama untuk menunjukkan dalam keadaan semula jadi bahawa kokain dan pencemaran dadah yang berasal dari kokain boleh mengubah pergerakan dan penggunaan ruang angkasa dalam ikan liar. Daripada ini, para penyelidik mencadangkan beberapa penyelidikan pelengkap.
Di satu pihak, tujuannya adalah untuk menganalisis bagaimana salmon dewasa bertindak balasSpesies ini mempamerkan corak migrasi yang lebih kompleks dan tingkah laku mereka secara langsung mempengaruhi pembiakan dan pengekalan populasi. Sehingga kini, pemilihan juvenil adalah disebabkan oleh kedua-dua sebab biologi—ia merupakan peringkat kritikal—dan praktikal, kerana ia lebih mudah dikendalikan dan pemantauannya lebih andal.
Kajian lanjut juga dirancang akibat ekologi jangka panjang perubahan pergerakan ini. Untuk melakukan ini, pasukan penyelidikan sedang mempertimbangkan penggunaan peranti perakam canggih, seperti biologger, yang membolehkan mereka memantau tahap tekanan, kejadian pemangsaan dan lokasi ikan yang tepat dalam tempoh yang lama.
Satu lagi keutamaan ialah semak kaedah penilaian risiko alam sekitar semasa untuk mempertimbangkan bukan sahaja bahan asal, tetapi juga metabolit dan produk degradasinya. Kes benzoylecgonine, yang mempunyai kesan yang lebih besar terhadap tingkah laku salmon berbanding kokain, menunjukkan bahawa mengabaikan derivatif ini boleh bermakna terlepas pandang bahagian penting masalah ini.
Akhirnya, saintis menegaskan keperluan untuk menerima pakai pendekatan yang lebih bersepadu, menggabungkan kimia persekitaran, ekologi tingkah laku dan kesihatan awamHanya dengan cara ini barulah dapat menganggarkan dengan teliti sejauh mana pendedahan kronik kepada sebatian ini mengubah bukan sahaja tingkah laku individu ikan, tetapi juga struktur dan fungsi ekosistem sungai secara keseluruhan.
Bukti yang terkumpul menunjukkan bahawa pencemaran oleh kokain dan sebatian psikoaktif lain Ia bukan sahaja mencemarkan air; ia mengganggu proses asas seperti pergerakan, perbelanjaan tenaga dan bagaimana salmon liar menyebarkan diri mereka di dalam habitat mereka. Walaupun risiko kepada pengguna ikan pada masa ini kelihatan sangat rendah, kesan ekologi terhadap sungai dan tasik Eropah muncul sebagai cabaran senyap yang memerlukan penambahbaikan dalam rawatan air dan pemantauan saintifik terhadap bahan cemar yang muncul ini.