Вчені з’ясували, як пінгвіни нейтралізують ртуть за допомогою селену (ФОТО)
Вчені виявили, що імператорські пінгвіни нейтралізують отруєння ртуттю за допомогою селену – це новий спосіб для морських тварин, який досі був відомий лише у бактерій.
Ртуть блищить, як срібло, і є одним з небагатьох металів, що залишаються рідкими при кімнатній температурі. Не дивно, що римські вчені, такі як Пліній Старший (23/24-79 рр. н. е.), вже називали цей важкий метал «Argentum vivum», тобто «живе срібло». Однак неправильне використання ртуті може швидко призвести до серйозного отруєння і смерті людини або тварини.
Тому на глобальному рівні органи охорони здоров'я класифікують ртуть як одну з найнебезпечніших речовин. Навіть у невеликих кількостях цей рідкий метал, при постійному потраплянні в організм, може стати шкідливим для більшості живих істот. Крім того, якщо він накопичується протягом тривалого часу в водних і наземних харчових ланцюгах, він може перетворюватися на метилртуть, яка є токсичною для нервової системи.
Лікарі та хіміки вже століттями досліджують, що може допомогти у разі отруєння. Дослідники черпають знання з цього питання, зокрема, з тваринного світу, спостерігаючи, як дикі тварини виводять ртуть з організму. Принаймні, новим для тварин є такий тип детоксикації, який, як виявила міжнародна група дослідників під керівництвом Алена Мансо, використовують імператорські пінгвіни.
«Місячний метал» проти ртуті
Протягом багатьох років Ален Мансо з CNRS, Національного центру наукових досліджень Франції, та його колеги вивчають, як тварини виводять ртуть з організму. У 2021 році вони виявили, що наземні та водні хижаки можуть різними способами хімічно нейтралізувати метилртуть.
Гігантські буревісники та гринди для цього поглинають металоїд селен, названий на честь грецької богині Місяця Селен. За допомогою селенопротеїнів ці тварини перетворюють шкідливу ртуть на селенід ртуті. Звичайно, це все одно не дуже корисно для здоров'я, але якщо тварини поглинають достатню кількість селену, це значно менш токсично.
«Ми знали про механізм дії на організм тварин, які піддаються впливу великих кількостей ртуті. Тепер ми хотіли дізнатися, що відбувається з тваринами, які знаходяться нижче в харчовому ланцюжку, такими як пінгвіни», — пояснює Ален Мансо.
Імператорські пінгвіни харчуються переважно антарктичним хеком і кальмарами. Ці види риб зазвичай містять метилртуть, хоча і в невеликих кількостях. Тому пінгвіни, як правило, менш забруднені ртуттю, ніж зубасті кити, гігантські буревісники та інші хижаки, що знаходяться вище в харчовому ланцюзі. Проте ці птахи в урочистому вбранні, що ходять по льоду, також розвинули внутрішній механізм захисту від ртуті.
Пінгвіни наслідують бактерії
Як виявили вчені за допомогою спектроскопії поглинання рентгенівських променів, імператорські пінгвіни частково детоксикуються тим самим хімічним шляхом, що й гігантські буревісники. Однак одна дрібна деталь робить велику різницю.
Замість того, щоб виробляти селенопротеїни, пінгвіни утворюють комплекс, який називається ртуть-дитиолат. Він зв'язується з певними ферментами і змінює їхню функцію так, що вони нейтралізують ртуть. Такий спосіб детоксикації раніше не спостерігався у тварин, а лише у бактерій.
«Ми вважаємо, що цей «менш складний» спосіб детоксикації частіше зустрічається у хребетних, які знаходяться нижче в харчовому ланцюжку. Вони менше забруднені метилртуттю і, ймовірно, не потребують такої досконалої системи, як у гігантських буревісників», – зазначають автори.
На наступному етапі дослідники хочуть вивчити, крім пінгвінів, ще й змій, крокодилів та червоного тунця, велику хижу рибу.
Від матері до пташеняти
Завдяки експедиції в Антарктиду вчені також мали можливість дослідити кладку пінгвінів. Це були яйця, покинуті батьками під час раннього інкубаційного періоду в холодну і темну зиму. Вже було відомо, що матері-пінгвіни передають метилртуть у білку яйця своїм пташенятам.
У тому ж дослідженні вчені виявили, що частина ртуті, яка міститься в жовтку яйця, детоксикується за допомогою вдосконаленого механізму пінгвінів. Однак, оскільки частка білка яйця вища, ніж жовтка, більша частина ртуті знаходиться в токсичній формі метилртуті.
«Проте, виділення токсичної ртуті під час утворення яєць є кількісно незначним порівняно з виділенням у пір'ї під час линьки», — робить висновок дослідник, професор Пако Бустаманте.
Це можна порівняти з людиною, у якої метилртуть частково виводиться через волосся, тоді як її перенесення через плаценту під час вагітності матері, як відомо, порушує нейрологічний розвиток плода.