Специалисты Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН при помощи коллег с биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова разработали надёжный способ для выявления действующих источников загрязнения окружающей среды такими суперэкотоксикантами, как диоксины, основанный на использовании биологических особенностей видов насекомоядных и грызунов, населяющих в том числе загрязнённые человеком биотопы.

Диоксины — полихлорированные дибензо-пара-диоксины и дибензофураны (ПХДД/Ф) и диоксиноподобные полихлорированные бифенилы (ПХБ) — стойкие органические загрязнители, выявление источников их эмиссии, которыми могут быть, например, необорудованные хранилища отходов — трудоёмкая и дорогостоящая, но необходимая задача охраны окружающей среды. Её выполнение затруднено, во-первых, множеством путей распространения этих загрязнителей от потенциальных источников — через воды, почвы, воздух, во-вторых, их фоновым присутствием вследствие загрязнения в предыдущие периоды и/или глобального переноса из отдалённых мест.

В решении этой задачи могут помочь уникальные лесные зверьки — насекомоядные землеройки-бурозубки, представители рода Sorex (отряд Eulipotyphla, семейство Soricidae) — обыкновенная (S. araneus, L. 1758), и малая (S. minutus, L. 1766). Эти бурозубки — самые обычные обитатели лесных биоценозов на всей европейской территории, обыкновенная наиболее многочисленна, малая (на фото) — второй по численности вид; в лесах и лесопарках Москвы и области в живоловки попадают на каждый десяток первого вида один–два представителя второго. Обыкновенная бурозубка немного крупнее, длина тела её взрослых особей около 8 см, малой — около 6, вес первой достигает 13, второй — не более 7 граммов. У обоих тёмная спинка и более светлое брюшко, у малой относительно толстый у основания хвост (фото). В кариотипе малой 42 хромосомы, а в кариотипе обыкновенной может быть представлено от 20 до 33 хромосом за счёт разных комбинаций слияния хромосомных плеч 12-ти аутосом — т. н. вариабельной части кариотипа, что сделало этот вид модельным объектом для популяционных генетических исследований. Уникальны эти маленькие хищники тем, что за сутки добывают и съедают вдвое больше собственного веса, в основном беспозвоночных, но также все другие доступные им животные корма — падаль и детёнышей мышевидных грызунов, мелких земноводных. Растительный корм используют в небольших количествах, в основном в зимний период. Различия в питании: обыкновенная бурозубка — основной потребитель почвенных насекомых, малая предпочитает наземных.

Оказалось, что пробы из особей этих видов могут служить наилучшим показателем загрязнения среды диоксиноподобными экотоксикантами. Дело в том, что токсичность этих веществ для биоты и человека связана с их способностью к биоаккумуляции и вмешательству, даже в следовых количествах, в жизненно важные процессы организма, соответственно, наиболее значимо их содержание в тканях дикоживущих мелких млекопитающих. Способ питания бурозубок и состав используемых ими кормов обусловливает максимальное накопление диоксинов в организме, и отражает поступление загрязнителей через выделяемый источниками их эмиссии фильтрат, по пути — грунтовые воды, почва, почвенные насекомые, хищник. Использование в исследовании помимо насекомоядного вида представителя таксона с другим типом питания, растительноядного грызуна, позволяет лучше отразить осаждение загрязнителей на зеленых частях растений вследствие воздушного переноса. Сочетание в биомониторинге насекомоядного и растительноядного видов учитывает разные пути поступления экотоксикантов в организм млекопитающих и представляет интегральный индикатор загрязнения среды.

Чтобы дифференцировать фоновое загрязнение и вклад источника, отбор проб следует проводить вблизи и на значительном (10–50 км) удалении от него, для полного исключения его влияния. Превышение концентраций экотоксикантов в пробах особей, отловленных вблизи исследуемого объекта, над фоновыми значениями, полученными при их отлове на удалении, в условно-чистом районе, указывает на влияние источника. Определение ПХДД/Ф и ПХБ проводят, после соответствующей подготовки проб, методом хромато-масс-спектрометрии высокого разрешения.

Примером может служить исследование всего восьми проб — по две из особей каждого вида (насекомоядной обыкновенной бурозубки S. araneus и растительноядной рыжей полёвки Cl. glareolus), отловленных в двух локациях Московской области — вблизи потенциального локального источника эмиссии экотоксикантов (свалка) и на расстоянии около 50 км от него, в природном заказнике (Звенигородская биологическая станция им. С.Н. Скадовского, ЗБС МГУ).

Во всех пробах рыжей полевки и обыкновенной бурозубки обнаружили диоксины, причем значения суммарного эквивалента их токсичности (WHO-TEQ2005) в пробах бурозубки более чем в 10 раз превысило таковые в пробах полевки, что по-видимому, отразило разный состав кормов, используемый этими видами.

Показатели содержания диоксинов в пробах животных, отловленных вблизи свалки, для обоих видов почти в три раза превысили фоновые значения, что свидетельствует о вкладе данного источника в загрязнение среды, при этом превышение концентраций в пробах бурозубки в первую очередь указывает на водный (фильтрат-грунтовые воды, почвенные насекомые), а зеленояда рыжей полевки на воздушный (осаждение на зелёных частях растений) пути распространения загрязнителей. Землеройка-бурозубка оказалась наилучшим индикатором при выявлении эмиссии этих экотоксикантов.

Предложенный способ, основанный на сочетании в биомониторинге растительноядных и насекомоядных видов мелких млекопитающих из двух локаций, позволил при минимальном числе проб получить надежный градиент значений концентраций диоксинов в пробах, не только обнаружить вклад локального источника, но указать пути распространения этих загрязнителей, что даёт необходимую информацию при анализе состояния экосистем и оценке экологических рисков.

Эвтаназия животных проводилась гуманным методом в соответствии с требованиями ст. 6 и прил. IV Директивы 2010/63/ ЕС.

Источник: ИПЭЭ РАН.