Блог

Oct 14, 2023

Текущий уровень загрязнения микропластиком влияет на микробиом кишечника диких морских птиц

Экология природы и эволюция

Nature Ecology & Evolution, том 7, страницы 698–706 (2023 г.) Процитировать эту статью

8271 Доступов

2 цитаты

693 Альтметрика

Подробности о метриках

Микропластик загрязняет окружающую среду по всему миру и попадает в организм множества видов, на здоровье которых влияет множество способов. Ключевым аспектом здоровья, который может быть затронут, является микробиом кишечника, но эти эффекты относительно неизучены. Здесь мы исследовали, связан ли микропластик с изменениями в микробиомах желудочка и клоаки у двух видов морских птиц, которые хронически поглощают микропластик: глупышей и буревестников Кори. Количество микропластика в кишечнике в значительной степени коррелировало с микробным разнообразием и составом кишечника: микропластик был связан с уменьшением комменсальной микробиоты и увеличением количества (зоонозных) патогенов, а также устойчивых к антибиотикам и разлагающих пластик микробов. Эти результаты показывают, что экологически важные концентрации и смеси микропластика связаны с изменениями в микробиоме кишечника диких морских птиц.

Микропластик представляет собой новую угрозу дикой природе и здоровью человека1,2. Эти мелкие (<5 мм) пластиковые частицы загрязняют водоемы, почву и воздух1,3. Повсеместное распространение микропластика способствовало широким исследованиям, направленным на определение потенциальных негативных последствий для здоровья животных, включая людей1,3. Исследования показали, что микропластик может пагубно влиять на животных и их здоровье3. Несмотря на эту работу, наше понимание влияния приема микропластика на микробиомы кишечника оставляет желать лучшего.

Микробиом — это совокупность микробов в определенной области тела, сформировавшая эволюционные симбиотические отношения с видами-хозяевами4. Таким образом, микробиомы необходимы для питания, физиологии, иммунной функции, развития и даже поведения хозяина, и многие заболевания связаны с измененными микробиомами кишечника5. Таксономическое и функциональное разнообразие микробиомов может меняться у животных, подвергающихся антропогенным стрессам, таким как загрязнение окружающей среды6,7. В этом направлении лабораторные исследования показали, что микропластик может вызывать изменения в микробиоме кишечника с негативными последствиями для здоровья8,9,10. Однако, поскольку эта область находится в зачаточном состоянии, влияние микропластика на дикие популяции до сих пор неизвестно. Учитывая, что уровень загрязнения микропластиком, как ожидается, со временем будет расти и накапливаться11, крайне важно понимать, как это влияет на здоровье дикой природы, отражаемое кишечным микробиомом.

В этой статье мы изучили микробную реакцию кишечника на попадание микропластика в различной степени, количественно выраженную путем подсчета и взвешивания микропластика, у двух разных видов морских птиц: буревестников Кори (Calonectris Borealis), n = 58 особей, собранных на архипелаге Азорских островов в Португалии и глупыши (Fulmarus glacialis), n = 27 особей, собраны в Баффиновом заливе, Канада. Их распространение охватывает оба полушария (расширенные данные, рис. 1). Оба вида поглощают пластиковый мусор, и, в частности, глупыш считается биоиндикатором пластика12,13,14,15. Расширив фокус внимания исключительно с микробиома кишечника (который у птиц обычно определяется путем отбора проб клоаки) и включив также микробиом преджелудка, мы также стремились определить, имеет ли прием внутрь микропластика аналогичные последствия для микробиомов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). ) по мере продвижения по пищеварительному тракту. Используя секвенирование гена 16S рибосомальной РНК, мы обнаружили, что наиболее распространенными типами в наборе данных были Proteobacteria (49,9%), Firmicutes (33,1%), Actinobacteriota (6,2%), Fusobacteriota (4,2%) и Bacteroidota (3,7%; рис. расширенных данных). . 2), на долю которых пришлось более 97% из 4 602 578 прочтений.

Используя линейные смешанные модели и учитывая другие биологические и экспериментальные переменные (дополнительные результаты), мы проверили, является ли микробное альфа-разнообразие (наблюдаемое количество вариантов последовательностей ампликонов (ASV), индекс Шеннона, филогенетическое разнообразие Фейта (PD) и показатель H Аллена) желудочковых клеток. и клоакальных микробиомов у двух видов было связано с микропластиком (количество и масса; дополнительные результаты) и, путем включения условий взаимодействия, было ли воздействие микропластика одинаковым между видами морских птиц и во всем желудочно-кишечном тракте. Для всех показателей альфа-разнообразия количество микропластика достоверно положительно коррелировало с микробным альфа-разнообразием в преджелудке (наблюдаемое количество ASV: β = 0,67, t81 = 2,96, P = 0,004; индекс Шеннона: β = 0,27, t81 = 2,85, P = 0,006; PD Фейта: β = 1,68, t81 = 3,46, P <0,001; H-метрика Аллена: β = 0,07, t81 = 2,73, P = 0,007; рис. 1, расширенные данные (рис. 3 и дополнительная таблица 1). Эти ассоциации были значительно выше в преджелудке, чем в клоаке (наблюдаемое количество ASV: P = 0,011; PD Фейта: P = 0,001; с тенденцией к индексу Шеннона: P = 0,084 и H-метрике Аллена: P = 0,089), где это эффект был близок к нулю (наблюдаемое количество ASV: β = 0,01; индекс Шеннона: β = 0,08; PD Фейта: β = -0,06; H-метрика Аллена: β = 0,02).