Новое исследование выявило тревожные уровни токсинов в морской жизни Тихого океана
В обзорной статье, опубликованной в журнале Science of the Total Environment, описывается, как остаточные токсины в водных животных могут повлиять на безопасность пищевых продуктов, продовольственную безопасность и здоровье человека. Водная экосистема очень чувствительна к изменению климата и другим факторам окружающей среды, включая остаточные токсины. Загрязнение морской среды может изменить биологическое, физическое и химическое состояние океана, что, в свою очередь, может серьезно повлиять на морскую экосистему и морскую фауну.
Тихий океан занимает около 28% поверхности Земли и входит в пятерку крупнейших и глубоких океанов мира. С 2003 по 2012 год количество химических загрязнителей, попадающих в Тихий океан, увеличилось на 50%. Учитывая значительное влияние на безопасность пищевых продуктов, продовольственную безопасность и здоровье человека, загрязнение морской среды стало серьезной проблемой общественного здравоохранения во всем мире.
По происхождению водные остаточные токсины можно разделить на две категории: токсины морского происхождения и токсины, связанные с деятельностью человека. Морские биотоксины, образующиеся из плотных скоплений одноклеточных водорослей, обозначаются как «Вредное цветение водорослей» (ВЦВ). Эти биотоксины могут накапливаться в оболочниках, иглокожих, брюхоногих моллюсках, рыбах и фауне-фильтраторе.
Фактические данные указывают на пространственный рост ВЦВ в последние десятилетия из-за изменения климата и антропогенной деятельности, особенно в Азиатско-Тихоокеанском и Северо-Тихоокеанском регионах. Однако значительного временного увеличения ВЦВ пока не зафиксировано.
Цианобактерии получают энергию посредством фотосинтеза и производят вторичные метаболиты, называемые цианотоксинами. Наиболее широко изученными цианотоксинами являются сакситоксины и микроцистины. Частота производства цианотоксина цианобактериями увеличилась во многих регионах мира, включая северо-запад Тихого океана.
Стойкие органические загрязнители, тяжелые металлы и микропластик считаются загрязнителями, вызывающими растущую озабоченность. Эти токсичные загрязнители в основном происходят из заводов, больниц и жилых домов, сельскохозяйственных стоков и сточных вод свалок.
В последние годы некоторые меры значительно сократили выбросы и последующее накопление стойких органических загрязнителей в водных организмах.
Напротив, в последние годы наблюдается резкий рост загрязнения микропластиком. Имеющиеся данные показывают, что пластиковые отходы составляют около четырех пятых всего морского мусора. По последним оценкам, выброс пластика с материка в океан может достигать 12,7 млн тонн ежегодно.
Небиоразлагаемые и токсичные тяжелые металлы попадают в водную среду главным образом через сельскохозяйственные стоки. Эти металлы, такие как ртуть, могут легко накапливаться в водных организмах и переходить на более высокие трофические уровни. Деятельность человека привела к значительному увеличению выбросов ртути в окружающую среду.
Микропластик является основным источником загрязнения водной среды, от которого страдают более 100 видов животных, от планктона до крупных морских животных. В северной части Тихого океана в жировой ткани и желудке морских птиц обнаружен повышенный, чем обычно, уровень полибромдифениловых эфиров из-за потребления микропластика.
Было обнаружено, что накопление микропластика у мелких животных, обитающих на дне Тихого океана, снижает выживаемость и популяцию вида. В восточной и северной части Тихого океана были обнаружены многие водные виды со значительно высоким уровнем микропластика в пищеварительной системе.
Анализ различных видов рыб с рыбных рынков Индонезии и Калифорнии показал большое количество пластикового мусора и искусственных волокон в рыбе. Известно, что эти загрязнители влияют на эндокринную, иммунную и репродуктивную системы морских рыб.
Известно, что помимо микропластика на морских млекопитающих, включая дельфинов и китов, воздействуют токсичные химические вещества, выбрасываемые в морскую среду, такие как полихлорированные дифенилы. Эти токсичные химические вещества могут проникать в организм морских животных через пищу, воду или воздух и вызывать эндокринные и пищеварительные нарушения.
По последним оценкам, потребление рыбы на душу населения выросло с 9 кг в 1961 году до 20 кг в 2018 году. Потребление зараженных водных животных, в том числе рыбы, может существенно повлиять на здоровье человека. Остаточные токсины могут нарушить баланс между потребностью в пище и ее запасами, влияя на здоровье и выживание морских животных.
Остаточные токсины, накапливающиеся в организме человека при употреблении в пищу загрязненных морепродуктов, могут вызвать ряд осложнений со здоровьем, включая когнитивные нарушения и другие неврологические проблемы. Паралитическое отравление моллюсками, вызванное токсинами HAB, связано с серьезными проблемами со здоровьем у людей, включая сердечно-сосудистый шок или дыхательный паралич.
Было обнаружено, что цианотоксины поражают многие органы человека, включая печень, нервную систему, кожу и пищеварительную систему. Некоторые общие симптомы включают диарею, слабость, мышечную дрожь, рвоту, бледность слизистых оболочек, боль в животе, боль в горле и раздражение кожи. Известно также, что цианотоксины связаны с патогенезом первичного рака печени.
Было обнаружено, что стойкие органические загрязнители вызывают хронические осложнения у людей. Чрезмерное воздействие этих загрязнителей может вызвать врожденные нарушения, сердечно-сосудистые и метаболические проблемы, эндокринные, репродуктивные, иммунные осложнения и рак.
Употребление в пищу водных животных, загрязненных тяжелыми металлами, может привести к фатальным последствиям для человека. Ртуть вызывает особое беспокойство среди тяжелых металлов, поскольку она очень токсична и может подвергаться биомагнификации в пищевой цепи. Кроме того, кадмий и мышьяк вредны для различных физиологических систем, в том числе репродуктивной и нервной.
Учитывая серьезные последствия потребления загрязненных морепродуктов для здоровья человека, были приняты различные меры контроля для защиты водных животных от воздействия остаточных токсинов. В этом контексте методы искусственного интеллекта и машинного обучения могут быть эффективными для прогнозирования источников загрязнения, определения уровней вылова и выявления признаков загрязнения морепродуктов.
