Биология

Сотни военных кораблей, затонувших в Северном море во время Первой и Второй мировых войн, до сих пор выступают источниками опасных веществ. Новое исследование показало, что продукты разрушения боеприпасов накапливались в тканях мидий и были связаны с изменениями в работе их организма.

Затонувшие корабли давно считаются частью подводного исторического наследия, но вместе с ними на дне морей остались миллионы тонн топлива, масла, металлов и боеприпасов. Со временем корпуса и оболочки снарядов разрушаются, поэтому содержащиеся внутри вещества могут попадать в воду и донные отложения. Одним из наиболее опасных загрязнителей в таких местах считается тротил, или TNT.

Чтобы проверить, насколько сильно это загрязнение воздействует на живые организмы, ученые из Центра полярных и морских исследований в Объединении имени Гельмгольца (Германия), Орхусского университета (Дания) и Университетского медицинского центра Шлезвиг-Гольштейн (Германия) проанализировали три случая кораблекрушения: немецкий легкий крейсер SMS Mainz, затонувший в 1914 году, подводную лодку UC-30, воевавшую в составе Императорского военно-морского флота Германии и погибшую в 1917-м, а также голландское рыболовное судно Hendericus, конфискованное немцами для перевозки боеприпасов и затонувшее в 1944 году. Все три объекта покоятся в разных частях Северного моря — у берегов Германии, Дании и Бельгии. Статья об этом вышла в журнале Marine Pollution Bulletin.

Возле каждого корабля разместили садки примерно с 50 мидиями Mytilus edulis. Моллюски находились на месте не менее 11 недель, после чего ученые проверили воду, донные отложения и ткани животных. Такой подход позволил оценить не только присутствие взрывчатых веществ в окружающей среде, но и то, что происходило с морскими организмами при длительном воздействии небольших концентраций загрязнителей.

Наиболее заметное загрязнение обнаружили возле подлодки UC-30. В воде рядом с ней концентрация TNT достигала 72,6 нанограмма на литр, Там же нашли продукты его взрывчатого превращения — 4-ADNT и 2-ADNT, максимальные значения которых составили 40,7 и 62,7 нанограмма на литр соответственно. Авторы исследования связали присутствие этих веществ с остатками боеприпасов, находившимися непосредственно на месте кораблекрушения.

Ситуация возле судна Hendericus была другой. В воде растворенного TNT не обнаружили, но в донных отложениях рядом с сохранившимися противотанковыми минами его концентрация достигала 151,6 ‡ 104,0 микрограмма на килограмм. Вероятно, часть загрязнения не переходила в воду из-за того, что боеприпасы были покрыты осадком. У крейсера Mainz взрывчатых соединений ни в воде, ни в исследованных мидиях не нашли — эти организмы выступили контрольной группой.

Ткани животных показали, что даже незначительное загрязнение воды может иметь последствия при длительном воздействии. TNT или продукты его превращения обнаружили у 51 из 60 мидий с Hendericus и у 56 из 59 мидий с UC-30. У мидий с SMS Mainz такие соединения отсутствовали.

За время эксперимента ни одна мидия не погибла, тем не менее воздействие загрязнителей проявлялось иначе — на уровне клеточных процессов и энергетического обмена. Одним из наиболее заметных изменений стало накопление липофусцина («пигмент старения») — вещества, которое используют как показатель клеточного повреждения и окислительного стресса. У мидий с UC-30 его содержание в среднем достигало 18,34%, тогда как у моллюсков с SMS Mainz — 6,80%.

Одновременно у мидий с двух загрязненных участков было меньше запасов гликогена — основного энергетического резерва клеток. Его содержание составило 2,67 у животных с Hendericus и 2,87 у мидий с UC-30 против 4,93 у моллюсков с SMS Mainz. Изменения затронули и ферменты, участвующие в защите клеток от окислительного повреждения и обезвреживании чужеродных веществ.

Результаты нового исследования важны еще потому, что выявленные в случае подлодки концентрации TNT были очень небольшими — на уровне нанограммов на литр. Это значительно ниже концентраций, которые использовали в ряде прошлых лабораторных экспериментов. Тем не менее длительное нахождение мидий рядом с источниками загрязнения сопровождалось изменениями показателей клеточного стресса, энергетического обмена и работы ферментов.