Deepwater Horizon olie spilder dramatisk effekt på rokkers sensoriske evner

Det er næsten et årti siden Deepwater Horizon-olieudslippet. Beskrevet som den værste miljøkatastrofe i USA, næsten 5 millioner tønder råolie sivede ud i den Mexicanske Golf, alvorlig forringelse af det marine økosystem umiddelbart omkring spildstedet og direkte indvirkning på kysthabitater langs 1, 773 kilometer kystlinje. Omkring 10 millioner gallons er tilbage i sedimentet i bunden af ​​Golfen og kan fortsætte med at forårsage alvorlige fysiologiske skader på livet i havet, herunder svækkelse af sansesystemer.

Havfisk er afhængige af den effektive funktion af deres sensoriske systemer for at overleve. På trods af den åbenlyse betydning af deres olfaktoriske (lugtesans) system, virkningen af ​​råolieeksponering på sensorisk funktion forbliver stort set uudforsket.

Forskere ved Florida Atlantic University er de første til at kvantificere de fysiologiske virkninger af hel råolie på lugtfunktionen af ​​et hav hvirveldyr - den atlantiske rokke, Hypanus sabinus, en elasmobranch fisk. Resultaterne af undersøgelsen, udgivet i Videnskabelige rapporter , bekræfte, at eksponering for råolie, ved koncentrationer, der efterligner dem målt i kystområder efter Deepwater Horizon -olieudslippet, markant svækket lugtefunktion i den atlantiske rokke efter blot 48 timers eksponering. Disse resultater tyder på, at eksponering for råolie kan have en skadelig indvirkning på fitness, føre til for tidlig død, og forårsage yderligere kaskadeeffekter gennem lavere trofiske niveauer.

"Elasmobranchs er kendt for deres veludviklede sensoriske systemer, som er afgørende for at advare dem om tilstedeværelsen af ​​rovdyr, bytte, kammerater, og ugunstige miljøforhold. Enhver svækkelse af disse sensoriske systemer kan have en skadelig effekt på deres overlevelse og kondition, " sagde Stephen M. Kajiura, Ph.D., medforfatter, professor i biologiske videnskaber i FAU's Charles E. Schmidt College of Science og direktør for Elasmobranch Research Laboratory på FAU.

Værket blev dirigeret af Eloise J. Cave, som en del af hendes kandidatgrad i Kajiuras laboratorium. Hule, der nu er ph.d. studerende ved Florida Institute of Technology, anvendte et elektrofysiologisk assay til at teste olfaktoriske reaktioner fra rokker holdt under rent vand og oliebehandlet vand. Hun fandt ud af, at de olieeksponerede dyr udviste en mindre respons, med en langsommere begyndelse og længere varighed.

"I modsætning til andre sensoriske systemer, hvor receptorcellerne ikke er i umiddelbar kontakt med omgivelserne såsom øjet, indre øre, sidelinje, og elektroreceptorer, de kemo-sensoriske celler i lugteorganet er direkte eksponeret, gennem slimet, til havvandet, " sagde Kajiura. "Som et resultat, miljøforurenende stoffer har evnen til direkte at beskadige receptorcellerne og påvirke lugtefunktionen."

Selvom denne undersøgelse fokuserede på et lavt vand, kystnære arter, dybvands-elasmobranch-arter kan være meget modtagelige for eksponering for råolie. Forskerne advarer om, at dybhavsbundearter som skøjter - en type bruskfisk, der udvikler sig i længere perioder i ægtilfælde på havbunden - især, kunne kontinuerligt blive udsat for høje koncentrationer af råolie i sedimentet gennem følsomme udviklingsperioder. Også, fordi metaboliske hastigheder af marine organismer falder betydeligt med temperaturen, og dermed dybde, dybhavselasmobranch-arter har en meget langsommere metabolisk hastighed end lavtvandsarter og kan derfor metabolisere råolie meget langsommere. Denne langvarige eksponering kan vise sig som andre eller mere alvorlige resultater.

"Under markforhold, dyr vil sandsynligvis støde på variable eksponeringskoncentrationer, som kan være højere eller lavere end den koncentration, der blev brugt i vores undersøgelse, " sagde Kajiura. "Denne akutte eksponering har potentiale til at inducere andre fysiologiske reaktioner, potentielt forværre de negative virkninger af den ændrede olfaktoriske funktion. Selvom olien ikke forårsager øjeblikkelig eller direkte død, Sub-dødelige virkninger kan stadig reducere konditionen eller bidrage til for tidlig død. "

Råolie indeholder mange komplekse organiske og uorganiske forbindelser, herunder tungmetaller såsom aluminium, mangan, kobolt, kobber, zink, og kviksølv. Tungmetaller kan blokere natrium- og calciumionkanaler i teleosts olfaktoriske systemer - en forskelligartet gruppe af strålefinnede fisk - hvilket resulterer i reducerede olfaktoriske reaktioner. Ud over, vandopløselige fraktioner af råolie har forårsaget hyperplasi, nekrose, og læsioner på lugteepitelet. Alle disse fysiske fornærmelser kan resultere i reduceret olfaktorisk følsomhed over for kemiske stimuli.