Credito:Paul Hebert - La genomica funzionale infittisce la trama biologica. Gewin V, Biologia PLoS vol. 3/6/2005, e219. doi:10.1371/journal.pbio.0030219
Pulci d'acqua, o Daphnia , potrebbe fornire un importante "sistema di allerta precoce" per l'inquinamento chimico nei nostri laghi e fiumi.
Inoltre, dove la prevenzione per inquinare ha fallito, Daphnia potrebbe funzionare come agente di biorisanamento per aiutare a ridurre i rischi.
I ricercatori, guidati dall'Università di Birmingham, hanno ideato una nuova struttura utilizzando tecnologie "omiche" ad alto rendimento per rilevare gli effetti delle miscele chimiche ambientali, del tipo e della concentrazione che si trovano tipicamente nell'ambiente, sulla biologia degli organismi viventi. L'approccio utilizza Daphnia per capire quali sostanze chimiche possono essere tossiche per altre specie e come. Ciò è possibile perché tutti gli animali, compreso l'uomo, condividono i geni che sono alla base delle loro risposte ai cambiamenti ambientali, inclusa l'esposizione all'inquinamento.
I risultati, pubblicati su Scienze e tecnologie ambientali, offrire un progresso tanto necessario nel modo in cui i rischi esistenti e nuovi derivanti dall'inquinamento chimico vengono valutati e mitigati. Il lavoro potrebbe fornire un miglioramento significativo nel modo in cui le sostanze chimiche sono regolamentate.
Molte malattie moderne come il cancro e le malattie autoimmuni possono essere collegate all'inquinamento chimico, tuttavia la sicurezza delle sostanze chimiche è attualmente valutata utilizzando metodi obsoleti, testando una sostanza chimica alla volta e concentrandosi separatamente sui rischi per l'uomo e per l'ambiente. È urgente un nuovo approccio perché nell'ambiente sono presenti almeno 235.000 singole sostanze chimiche e 125.000 miscele chimiche non regolamentate.
Mentre Dafnia è stata a lungo riconosciuta come una "specie sentinella", utilizzata per identificare e fissare limiti di esposizione alle sostanze chimiche tossiche per regolamentazione, il quadro appena pubblicato amplia e perfeziona notevolmente il loro ruolo. Abilita Daphnia per rilevare i componenti bioattivi all'interno di miscele chimiche ambientali e prevedere quali sostanze chimiche potrebbero essere dannose.
Utilizzando la conoscenza che tutti gli animali si evolvono da un antenato comune, il team quantifica la tossicità in Daphnia e ne prevede l'impatto su altre specie. In questo quadro, Daphnia funziona come un canarino in una miniera di carbone, fornendo un sistema di allerta precoce di tossicità.
Allo stesso tempo, il team mostra anche che Daphnia i ceppi che si adattano naturalmente all'inquinamento chimico possono essere utilizzati come "agenti di rimozione" per rimuovere le sostanze chimiche dall'acqua tramite bioaccumulo, migliorando così la protezione della salute ambientale in modo sostenibile.
Il lavoro è importante perché le sostanze chimiche prodotte nei processi domestici e industriali, così come in agricoltura, non vengono eliminate dal trattamento delle acque reflue e finiscono nei nostri corsi d'acqua. Da lì si accumulano lungo la catena alimentare, per poi finire sulle nostre tavole come cibo e acqua potabile.
Il nuovo framework ha coinvolto l'Università di Birmingham, in collaborazione con i colleghi di Friends of the Muskoka Watershed, in Canada, la China Jiliang University e l'Alan Turing Institute.
La professoressa Luisa Orsini, autrice senior dell'articolo, ha affermato:"Abbiamo bisogno di una migliore diagnosi dell'impatto delle sostanze chimiche sulla fauna selvatica e sugli esseri umani, ma anche, quando le sostanze chimiche sono entrate nell'ambiente, abbiamo bisogno di una bonifica sostenibile del loro impatto. Daphnia è un minuscolo crostaceo delle dimensioni di un chicco di riso e spesso viene trascurato. Eppure sono super abbondanti e possono rivoluzionare il modo in cui valutiamo e mitighiamo l'inquinamento chimico in modo sostenibile. Ciò avrà effetti positivi sulla salute umana, aiutando a prevenire le malattie associate all'inquinamento chimico."
Il Dr. Li, autore corrispondente dell'articolo, ha affermato:"Il caso di studio che riportiamo nel documento mostra come utilizzando l'apprendimento automatico possiamo identificare gli inquinanti bioattivi all'interno di miscele chimiche ambientali che si trovano nelle acque dei fiumi, identificando gli obiettivi per i regolatori".
Il team prevede che l'approccio sviluppato potrebbe offrire un cambiamento radicale nella regolamentazione chimica in cui, in genere, le sostanze chimiche vengono valutate isolatamente e solitamente ad alte concentrazioni, ignorando gli effetti cumulativi di dosi più basse e delle miscele chimiche.
Un ulteriore importante vantaggio del nuovo approccio è che offre l'opportunità di ridurre i test chimici sugli animali. Il quadro mostra anche che le soluzioni basate sulla natura sono un'alternativa promettente agli attuali processi chimici/meccanici, per consentire il riutilizzo dell'acqua. L'Università di Birmingham sta guidando una partnership internazionale per migliorare la valutazione della sicurezza chimica utilizzando specie modello non tradizionali e più etiche e approcci computazionali. + Esplora ulteriormente
