Между изменением климата, человеческими конфликтами и утратой среды обитания у белых медведей есть более чем достаточно поводов для беспокойства. Но оказывается, что эти уязвимые природоохранные символы также сталкиваются с более маловероятной угрозой: промышленные химикаты, которые были запрещены почти 40 лет назад. Новая статья в журнале Proceedings of the Royal Society B обнаруживает, что эти и другие загрязнители все еще попадают в тела белых медведей, где они могут нанести ущерб своим репродуктивным системам и фертильности сегодня.
Связанный контент
- Загрязнители делают кости пениса белых медведей более вероятными для разрушения
- Еще не поздно спасти белого медведя
- Белые медведи в списке под угрозой
Основными виновниками химических веществ являются ПХД или полихлорированные бифенилы, химические вещества, созданные человеком, которые появились на химическом заводе в Алабаме в 1920-х годах, а затем были произведены по всему миру. В 1979 году ПХБ были запрещены из-за опасений, что они представляют угрозу для здоровья человека и окружающей среды. Тем не менее, исследования последних лет показывают, как эти загрязняющие вещества сохраняются в окружающей среде в течение десятилетий и, возможно, прошли весь путь до яичек и сперматозоидов белых медведей.
Само собой разумеется, что плодородие имеет решающее значение для выживания любого вида. Но это особенно важно для белых медведей, потому что у них один из самых медленных репродуктивных показателей среди млекопитающих. Если самка по незнанию спаривается с бесплодным самцом в течение одного года, ей не повезет в этом сезоне размножения - один из пяти, которые она имеет за свою жизнь. Другими словами, любая угроза фертильности белого медведя может серьезно помешать росту популяции.
«Самая большая опасность такого тайного бесплодия заключается в том, что мужчины фактически используют шанс зачатия для женщины», - говорит Виола Павлова, эколог Академии наук в Чешской Республике и ведущий автор статьи. «Поэтому для самок очень важно иметь достаточно самцов для размножения».
ПХБ могут по-разному влиять на фертильность белых медведей и других ведущих арктических хищников. Как разрушители гормонов, они могут мешать нормальной функции гормонов в организме как у животных, так и у людей. У людей исследователи обнаружили корреляцию между высоким воздействием ПХБ и изменениями подвижности и количества спермы у людей, среди других эффектов, включая повреждение печени и кожные заболевания. Хуже того, они стабильны, что означает, что они могут сохраняться в окружающей среде в течение десятилетий.
Соединения, которых насчитывается 209 различных типов, были впервые произведены коммерчески компанией Swann Chemical Company в Аннистоне, штат Алабама. Химический гигант Monsanto позже купил эту компанию и стал основным производителем продукта в США, в то время как другие компании по всему миру также начали его производить. К 1979 году производство ПХБ было полностью запрещено в США, но к тому времени примерно 150 миллионов фунтов стерлингов уже были рассеяны в окружающей среде. Это эквивалентно весу примерно 8000 школьных автобусов.
Многие из этих частиц путешествовали по воздуху и океанским течениям вплоть до Арктики, либо растворенные в воде, либо прикрепленные к илу, и попадающие в жабры рыб или в устья донных морских существ, питающихся в илистых районах, исследователи обнаружили за эти годы. Соединения накапливаются в жировых клетках животных и могут оставаться там на всю жизнь.
Когда верхний хищник, такой как белый медведь, съест жирного тюленя, который съел зараженную рыбу, белый медведь проглотит самую высокую дозу ПХД, чем любое другое животное в пищевой цепи. Поэтому животные, находящиеся на вершине пищевой сети, страдают от основного загрязнения, а арктические животные страдают особенно потому, что для выживания в суровых условиях они используют жирную, богатую энергией диету. (Этот процесс, известный как биомагнификация, является той же причиной, по которой более крупные хищные рыбы, такие как тунец, имеют более высокий риск загрязнения ртутью.)
Несмотря на то, что ПХБ были запрещены в США в 1979 году, они все еще сохраняются в окружающей среде и могут повлиять на фертильность белых медведей. (Алан Д. Уилсон / Wikimedia Commons) Команда Pavolva сосредоточила свое внимание на популяциях белых медведей в Восточной Гренландии и на Шпицбергене с середины 1990-х годов, которые показали признаки замедленного роста популяции и, как известно, имели повышенные уровни ПХБ. Чтобы оценить роль, которую могли играть ПХД, ее команда сначала проанализировала данные о влиянии ПХД на фертильность грызунов. Затем они использовали компьютерную модель для экстраполяции того, как подобное воздействие может помешать популяциям белых медведей на основе их моделей спаривания.
(Хотя непосредственное изучение влияния ПХД на семенники и фертильность белого медведя было бы идеальным, это не было возможностью для исследования, - говорит Павлова. - Это уязвимый вид, он защищен, - объясняет она. - Было бы очень трудно сделать что-то подобное в неволе, а получить это от диких животных довольно невозможно ».)
Это первый случай, когда кто-либо изучал влияние ПХБ на фертильность самцов белого медведя. Предыдущее исследование было сосредоточено на фертильности женщин, но мужчины, как правило, содержат более высокие концентрации ПХБ, чем женщины, вероятно, частично из-за потребления грудного молока, говорит Павлова. «Детеныш загрязняется, но, с другой стороны, самка избавляется от некоторого бремени (когда она кормит грудью)», - говорит она. «Мужчины не могут так легко избавиться от загрязнения».
Исследователи обнаружили, что ПХБ действительно могли влиять на фертильность мужчин, делая бесплодных мужчин нежизнеспособными партнерами. Механизм, посредством которого мужчины могут стать бесплодными от загрязнения, неясен; он может включать ряд эффектов гормональной системы или непосредственное влияние на качество самой спермы, говорит Джон Микер, исследователь из Мичиганского университета, который изучает влияние загрязнителей окружающей среды на здоровье человека. Другие исследования химических веществ, разрушающих гормоны, предполагают ослабление кости полового члена у белых медведей, наряду с другими костями, предполагая, что это имеет другие последствия для здоровья, которые снижают общую работоспособность как у самцов, так и у самок.
Микер, который не принимал участия в этом исследовании, отмечает, что точное определение путей воздействия на здоровье осложняется большим количеством различных ПХД. «Даже в пределах определенного класса у них могут быть разные механизмы», - говорит Микер. «Это может быть широкий диапазон».
Со временем, по словам Микера, концентрация вещества в окружающей среде со временем снизилась, но зато длительные источники все еще могут достигать животных и людей. Особую обеспокоенность у людей вызывают такие места, как места для токсичных отходов, содержащие загрязненные материалы, а также старые здания, в том числе школы, построенные в 1950–1970-х годах, в которых могут быть источники ПХБ, застрявшие в устаревших материалах, в том числе балласты для герметизации и флуоресцентного освещения.
Но самый распространенный способ воздействия на человека - это потребление пищи, особенно жирной рыбы, говорит Микер. В то время как люди обычно могут выбирать, есть ли морепродукты или нет, топовые морские хищники, включая тюленей и дельфинов, не могут. Сообщества инуитов, чья традиционная диета включает в себя этих главных хищников, также продемонстрировали повышенное воздействие химических веществ.
По словам автора исследования Кристиана Сонна, биолога из Орхусского университета в Дании, из всех хищников косатки демонстрируют самые высокие уровни ПХБ, даже выше, чем у белых медведей. «Их печень не может метаболизироваться так же, как белые медведи, и они не могут выделяться одинаково», - объясняет Сонне, отмечая, что косатки не производят мех, что является важным путем выведения соединений для белых медведей.,
Теперь, когда изменение климата перенаправляет океанические течения и структуры морского льда, арктические пищевые сети и схемы накопления ПХБ также могут измениться. Сонне говорит, что усиление голодания может также привести к накоплению ПХБ в крови животных, что будет иметь неизвестные последствия для здоровья.
Воздействие ПХД на белых медведей - это лишь один из многих способов, которыми так называемые химические вещества, разрушающие гормоны, могут воздействовать на дикую природу и людей - и напоминание о том, что новые химические вещества, производимые сегодня, наносят ущерб другим непредвиденным причинам. По словам Роберта Летчера, химика-эколога из Университета Карелтона в Канаде, несмотря на то, что старые химические вещества со временем удалялись из продуктов, их место заняла своего рода конвейер перемен.
Летчер добавляет, что не все эти химические вещества оказали негативное воздействие на животных, но «те, которые сохраняются у высших хищников, вызывают беспокойство, поскольку они пережили множество процессов, которые могут их разрушить». Он говорит, что Павлова важна для лучшего понимания влияния, которое это может оказать на белых медведей и других видов в долгосрочной перспективе. «Если на его плодовитость и способность к размножению как-то отрицательно повлияли, то вы ставите под сомнение способность этого вида продолжать», - говорит Летчер.
И в современном мире, добавляет он, нет безопасного места для бега, плавания или полета. «Нет первозданной среды», - говорит Летчер. «Не существует утопической популяции морских млекопитающих, которая сбежала. Это универсально ».
