โลหะหนักในปริมาณเล็กน้อยจะเปลี่ยนพฤติกรรมของแมลง
มลพิษโลหะหนักทำให้พฤติกรรมของผึ้งยุ่งเหยิง เว็บสล็อต แมงกานีสเพียงเล็กน้อยช่วยเพิ่มสารเคมีในสมองและทำให้ผึ้งหาอาหารไม่ได้นักวิจัยรายงานออนไลน์25 มีนาคมในBiology Letters
นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าโลหะมีพิษในปริมาณมาก ผลการวิจัยพบว่าแม้แต่ระดับต่ำที่ถือว่าปลอดภัยต่อมนุษย์ก็ส่งผลกระทบต่อแมลงผสมเกสร ผู้เขียนร่วม Yehuda Ben-Shahar นักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กล่าว
แมงกานีสใช้ทำเหล็ก ไม้ขีดไฟ และแบตเตอรี่ มลพิษจากอุตสาหกรรมเหล่านี้อาจทำให้แมงกานีสสะสมในดอกไม้ที่ผึ้งผสมเกสร ในขณะที่ผึ้งส่งน้ำหวานกลับไปยังอาณานิคมมากขึ้นเรื่อยๆ โลหะตามรอยก็สามารถสะสมอยู่ในรังได้
เพื่อดูว่าแร่ธาตุมีผลกระทบต่อผึ้งอย่างไร ( Apis mellifera ) Ben-Shahar และเพื่อนร่วมงานของเขาให้อาหารแมงกานีสแมลงเป็นเวลาสี่วัน ทีมวิจัยได้ทดสอบสมองของผึ้งเพื่อหาโมเลกุลของสารโดปามีน เซโรโทนิน และออคโทพามีน ซึ่งเป็นสารโมเลกุลที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ประสาทที่ช่วยควบคุมพฤติกรรม
การศึกษาก่อนหน้านี้ในแมลงวัน มนุษย์ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ พบว่าแมงกานีสในระดับสูงฆ่าเซลล์ประสาท ส่งผลให้มีโมเลกุลสารส่งสารน้อยลง แต่ปริมาณต่ำในการศึกษาใหม่ได้เพิ่มโมเลกุลผู้ส่งสารจริงๆ
Ben-Shahar กล่าวว่า “โลหะชนิดเดียวกันสามารถมีผลตรงกันข้ามได้สองแบบ
แมงกานีสยังช่วยเร่งการเปลี่ยนผ่านของผึ้งจากคนงานที่ถูกล่ามโซ่มาเป็นคนหาอาหาร การเริ่มต้นทำให้แมลงเป็นผู้ล่าอาหารที่มีความสามารถน้อยลง: ผึ้งที่ติดแท็กใช้เวลาการสำรวจเพื่อรวบรวมอาหารนานกว่าและเดินทางน้อยกว่าผึ้งที่ไม่ได้เลี้ยงโลหะ
ยังไม่ชัดเจนว่าเหตุใดการได้รับแมงกานีสทำให้ผึ้งหาอาหารได้ยาก
ผึ้งอาจอ่อนแอกว่าเพื่อนฝูง เป็นผู้เดินเรือที่มีความสามารถน้อยกว่า หรือพิการในทางอื่น
เมื่อระบบเตือนภัยของร่างกายยังคงตื่นตัวเป็นเวลานาน ฮอร์โมนความเครียดอาจทำให้เกิดการดัดแปลงดีเอ็นเอได้ Georgia Hodes นักประสาทวิทยาแห่งโรงเรียนแพทย์ Icahn ที่ Mount Sinai ในนครนิวยอร์กกล่าว การดัดแปลงอีพีเจเนติกส์เหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของยีนในลักษณะที่เพิ่มความเสี่ยงต่อภาวะซึมเศร้าและความผิดปกติทางอารมณ์อื่นๆ
กลุ่ม Hodes ‘พบวิธีที่จะย้อนกลับผลเสียหายของการเปลี่ยนแปลงของ epigenetic ในสมองของหนูตัวเมีย อย่างแรก Hodes และเพื่อนร่วมงานได้เปลี่ยนโครงสร้างสมองของหนูตัวเมียโดยให้ลักษณะเหมือนผู้ชายโดยการฉีดยาที่เปลี่ยนการแสดงออกของยีน กระบวนการซึ่งมีรายละเอียดในNature Neuroscienceเมื่อเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมา เกี่ยวข้องกับยาที่ยับยั้งเอนไซม์สามตระกูลที่เรียกว่า DNA methyltransferases หรือ Dnmts เอ็นไซม์เหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงเครื่องหมายอีพีเจเนติกบน DNA และทำให้การทำงานของยีนเปลี่ยนแปลงไป โดยไม่ต้องเปลี่ยนลำดับพันธุกรรมที่อยู่เบื้องล่าง
ทีมงานของเธอกำลังตรวจสอบว่าความเครียดซ้ำๆ เปลี่ยนแปลงรูปแบบของ DNA methylation และกิจกรรมของยีนอย่างไรในนิวเคลียส accumbens ซึ่งอยู่ลึกเข้าไปในส่วนหน้าของสมองและเกี่ยวข้องกับอารมณ์และพฤติกรรม Hodes และเพื่อนร่วมงานของเธอได้เปิดเผยให้หนูตัวผู้และตัวเมียต้องเผชิญกับความกลัวและความผิดหวังต่างๆ ในช่วงเวลาหลายวัน สัตว์เหล่านี้ถูกกระแทกด้วยเท้า ถูกขังอยู่ในกรงหรือถูกหางห้อยไว้ชั่วครู่ ตลอดการทดลอง นักวิจัยมองหาพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับภาวะซึมเศร้า
ในวันที่หก หนูเพศเมียแสดงพฤติกรรมคล้ายภาวะซึมเศร้า ซึ่งในหนูรวมถึงการดูแลที่ลดลงและความกลัวที่จะกินอาหารในสภาพแวดล้อมใหม่ หนูยังสูญเสียรสชาติของรางวัลเช่นน้ำน้ำตาลและ “ยอมแพ้” อย่างรวดเร็วเมื่อถูกท้าทายด้วยความผิดหวังใหม่ ต้องใช้เวลาจนถึงวันที่ 21 ก่อนที่หนูตัวผู้จะมีพฤติกรรมคล้ายภาวะซึมเศร้า การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมในเพศหญิงสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของ DNA methyltransferase ที่เรียกว่า Dnmt3a
จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็ทำการทดลองซ้ำในหนูเมาส์ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อไม่ให้เกิด Dnmt3a ในนิวเคลียส accumbens คล้ายกับหนูเพศผู้ที่มีความยืดหยุ่น ตัวเมียที่เครียดโดยไม่มี Dnmt3a มีส่วนร่วมในการดูแล แสดงให้เห็นว่าชอบน้ำน้ำตาลและเต็มใจที่จะกินในสภาพแวดล้อมที่แปลกใหม่ ผลการวิจัยจากการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน วารสาร Journal of Neuroscienceวันที่ 16 ธันวาคม ชี้ให้เห็นว่าการกำจัด Dnmt3a ช่วยเพิ่มการแสดงออกของยีนที่เปิดใช้งานพฤติกรรมการเผชิญปัญหาแบบผู้ชายในผู้หญิง Hodes กล่าว
ยาที่ยับยั้ง Dnmts นั้นใช้ในการรักษามะเร็งบางชนิดในคน และได้แสดงให้เห็นแล้วว่าเป็นยาสำหรับรักษาอาการผิดปกติทางอารมณ์ Hodes กล่าวว่าผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าอย่างน้อยสำหรับภาวะซึมเศร้าและความวิตกกังวล การพัฒนาตัวยับยั้งที่มุ่งเป้าไปที่ Dnmt3a อาจเป็นการดีกว่า
“อีกวิธีหนึ่ง ตอนนี้เราสามารถเริ่มตรวจสอบเป้าหมายบางอย่างของ Dnmt3a เช่น เส้นทาง CRF และพยายามมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวิธีการรักษาที่จะดำเนินการกับเป้าหมายภายในเส้นทางที่เฉพาะเจาะจงนั้น” เธอกล่าว เว็บสล็อต
