È passato quasi un decennio dalla fuoriuscita di petrolio della Deepwater Horizon. Descritto come il peggior disastro ambientale negli Stati Uniti, quasi 5 milioni di barili di greggio trapelati nel Golfo del Messico, degradare gravemente l'ecosistema marino immediatamente circostante il sito della fuoriuscita e avere un impatto diretto sugli habitat costieri lungo 1, 773 chilometri di costa. Circa 10 milioni di galloni rimangono nel sedimento sul fondo del Golfo e possono continuare a causare gravi danni fisiologici alla vita marina, compresa la compromissione dei sistemi sensoriali.

I pesci marini si affidano all'efficace funzionamento dei loro sistemi sensoriali per sopravvivere. Nonostante l'ovvia importanza del loro sistema olfattivo (olfatto), l'impatto dell'esposizione al petrolio greggio sulla funzione sensoriale rimane in gran parte inesplorato.

I ricercatori della Florida Atlantic University sono i primi a quantificare gli effetti fisiologici dell'intero petrolio greggio sulla funzione olfattiva di un vertebrato marino:la pastinaca atlantica, Hypanus sabino, un pesce elasmobranco. Risultati dello studio, pubblicato in Rapporti scientifici , confermare che l'esposizione al petrolio greggio, a concentrazioni che imitano quelle misurate nelle aree costiere a seguito della fuoriuscita di petrolio di Deepwater Horizon, funzione olfattiva significativamente compromessa nella pastinaca atlantica dopo appena 48 ore di esposizione. Questi risultati suggeriscono che l'esposizione al petrolio greggio potrebbe avere un impatto negativo sull'idoneità, portare alla morte prematura, e causare ulteriori effetti a cascata attraverso livelli trofici inferiori.

"Gli Elasmobranchi sono rinomati per i loro sistemi sensoriali ben sviluppati, che sono fondamentali per avvisarli della presenza di predatori, preda, compagni, e condizioni ambientali sfavorevoli. Qualsiasi danno a questi sistemi sensoriali potrebbe avere un effetto dannoso sulla loro sopravvivenza e idoneità, " ha detto Stephen M. Kajiura, dottorato di ricerca, coautore, un professore di scienze biologiche nel Charles E. Schmidt College of Science della FAU e direttore dell'Elasmobranch Research Laboratory della FAU.

Il lavoro è stato condotto da Eloise J. Cave, come parte del suo master nel laboratorio di Kajiura. Grotta, che ora è un dottorato di ricerca. studente al Florida Institute of Technology, ha impiegato un test elettrofisiologico per testare le risposte olfattive delle razze tenute sotto l'acqua pulita e l'acqua trattata con olio. Ha scoperto che gli animali esposti all'olio mostravano una risposta minore, con un inizio più lento e una durata maggiore.

"A differenza di altri sistemi sensoriali in cui le cellule recettoriali non sono in contatto immediato con l'ambiente come l'occhio, orecchio interno, linea laterale, ed elettrorecettori, le cellule chemio-sensoriali dell'organo olfattivo sono direttamente esposte, attraverso il muco, all'acqua di mare, " disse Kajiura. "Di conseguenza, gli inquinanti ambientali hanno la capacità di danneggiare direttamente le cellule recettoriali e influenzare la funzione olfattiva".

Sebbene questo studio si sia concentrato su acque poco profonde, specie costiere, le specie di elasmobranchi di acque profonde possono essere altamente suscettibili all'esposizione al petrolio greggio. I ricercatori avvertono che le specie bentoniche di acque profonde come i pattini, un tipo di pesce cartilagineo che si sviluppano per periodi prolungati in custodie di uova sul fondo del mare, in particolare, potrebbe essere continuamente esposto ad alte concentrazioni di petrolio greggio nel sedimento durante i periodi di sviluppo sensibili. Anche, perché il tasso metabolico degli organismi marini diminuisce notevolmente con la temperatura, e quindi profondità, le specie di elasmobranchi di acque profonde hanno un tasso metabolico molto più lento rispetto alle specie di acque poco profonde e quindi potrebbero metabolizzare il petrolio greggio molto più lentamente. Questa esposizione prolungata potrebbe manifestarsi come risultati diversi o più gravi.

"In condizioni di campo, gli animali possono incontrare concentrazioni di esposizione variabili, che può essere superiore o inferiore alla concentrazione utilizzata nel nostro studio, " ha detto Kajiura. "Questa esposizione acuta ha il potenziale per indurre altre risposte fisiologiche, potenzialmente aggravando gli effetti negativi della funzione olfattiva alterata. Anche se l'olio non provoca la morte immediata o diretta, gli effetti sub-letali potrebbero comunque ridurre la forma fisica o contribuire alla morte prematura".

Il petrolio greggio contiene molti composti organici e inorganici complessi, inclusi metalli pesanti come alluminio, manganese, cobalto, rame, zinco, e mercurio. I metalli pesanti possono bloccare i canali ionici di sodio e calcio nei sistemi olfattivi dei teleostei, un gruppo eterogeneo di pesci con pinne raggiate, con conseguente riduzione delle risposte olfattive. Inoltre, le frazioni idrosolubili del petrolio greggio hanno causato iperplasia, necrosi, e lesioni dell'epitelio olfattivo. Tutti questi insulti fisici possono comportare una ridotta sensibilità olfattiva agli stimoli chimici.