Tác động của chất ô nhiễm đối với động vật biển có vú

Nghiên cứu mở rộng về chất ô nhiễm trong não của động vật biển có vú cho thấy những loài vật này tiếp xúc với hợp chất thốc trừ sâu độc hại ví dụ như DDTs và PCBs, cũng như những chất ô nhiễm mới xuất hiện như hợp chất BFRs (brominated flame retardants).

Eric Montie, tác giả chính của nghiên cứu được công bố nghiên cứu trên tạp chí Environmental Pollution ngày 17 tháng 4, thực hiện nghiên cứu với vai trò nghiên cứu sinh của Chương trình hợp cao học về Hải dương học và kỹ thuật biển giữa MIT và Học viện hải dương học Woods Hole (WHOI). Dữ liệu phân tích cuối cùng được thực hiện tại Trường Khoa học biển, Đại học Nam Florida, nơi Montie làm việc trong phòng thí nghiệm sinh học biển của David Mann.

Đồng tác giả Chris Reddy, nhà khoa học thuộc Khoa hóa học và sinh hóa tại WHOI, mô tả nghiên cứu này là “một bước đột phá và Eris đo nhiều loại hóa chất trong mô động vật mà trước đó chưa được phát hiện. Nghiên cứu này cung cấp hiểu biết sâu hơn về sự hoạt động của những hóa chất này bên trong động vật biển có vú”.

Nghiên cứu là nỗ lực hợp tác giữa phòng thí nghiệm của Reddy và Mark Hahn thuộc Khoa sinh học tại WHOI, nơi Montie làm nghiên cứu sinh và nhà nghiên cứu bậc sau tiến sĩ, cũng như Robert Letcher tại Môi trường Canada. Montie đến Môi trường Canada tại Ottawa để học về kỹ thuật cần thiết để chiết xuất và định lượng hơn 170 loại chất ô nhiễm khác nhau và quá trình chuyển hóa của chúng. Ông đưa những phương pháp học được về WHOI và thực hiện công đoạn phân tích trong phòng thí nghiệm của Reddy. Reddy mô tả những phương pháp đặc biệt phức tạp và giải thích: “Nó không giống như làm bánh quy Toll House. Thực tế rằng Eric thực hiện những phương pháp đó một cách trôi chảy thật đáng kinh ngạc”.

Montize phân tích cả dịch não tủy sống và chất xám của tiểu não ở 11 loài vật biển có vú và một con hải cẩu mắc kẹt tại Cape Cod, Mass. Những phân tích của ông bao gồm nhiều hóa chất mà các nhóm kiểm soát môi trường gọi là “dirty dozen”, một tập hợp các loại thuốc trừ sâu thường gặp đã bị cấm từ những năm 1970 vì độc hại đối với sức khỏe con người. Tuy nhiên, nghiên cứu của Montie mở rộng hơn nhiều trong phạm vi những chất ô nhiễm được phân tích.

Những hóa chất trong diện nghiên cứu bao gồm thuốc trừ sâu như DDT, được biết đến với khả năng gây ung thư và vô sinh, và PCBs, những chất độc thần kinh phá hủy hệ hoocmon tuyến giáp. Nghiên cứu cũng định lượng nồng độ của Ête polybrominated diphenyl hay PBDEs, chất độc thần kinh làm suy yếu sự phát triển của dây thần kinh vận động và nhận thức. Đây là nghiên cứu đầu tiên định lượng nồng độ của PBDEs trong não động vật biển có vú.

Cá heo Đại Tây Dương và con. (Ảnh: Eric Montie)

Kết quả cho thấy nồng độ của chất ô nhiễm cao một cách đáng ngạc nhiên. Theo Montie, “Điều sửng sốt nhất là chúng tôi phát hiện thấy nồng độ phần triệu của PCBs trong dịch não tủy sống của một con hải cẩu xám. Đây là một tin thực sự đáng lo ngại. Bạn rất hiếm khi phát hiện nồng độ phần triệu của bất cứ thứ gì trong não”.

PCB hydroxylate được tìm thấy ở nồng độ phần triệu, gọi là 4-OH-CB107, có một số tác dụng phụ nghiêm trọng. Ở chuột, hóa chất này bám vào protein gọi là transthyretin, có rất nhiều trong dịch não tủy sống ở động vật có vú. Protein này đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển hócmon tuyến giáp trong não, tuy nhiên vai trò chính xác của nó vẫn chưa được xác định rõ. Hóc môn tuyến giáp đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của não, cũng như các chứng năng cảm nhận, đặc biệt là khả năng nghe của động vật có vú. Chức năng nghe bị tổn thương có tác động lớn đối với cá heo, Montie chỉ ra rằng “loài động vật này dựa trên khả năng nghe như phương thức cảm nhận chủ yếu để liên lạc cũng như tìm kiếm thức ăn”.

Ảnh hưởng của những hóa chất này đối với sức khỏe của động vật biển có vú chính là những gì Montie cố gắng tìm hiểu. Mùa hè này, Montie, Mann và Tiến sĩ Mandy Cook (từ Đại học Portland) sẽ hợp tác với các nhà khoa học thuộc NOAA để kiểm tra khả năng nghe của cá heo sống gần địa điểm Superfund tại Georgia và so sánh với cá heo ở những khu vực ít bị ô nhiễm hơn. Montie cũng đang làm việc với Frances Gulland, giám độc Trung tâm động vật biển có vú tại Sausalito, CA, để kiểm tra làm thế nào sự tiếp xúc của sư tử biển California với PCBs có thể tăng sự nhạy cảm của chúng đối với axit domoic, một chất độc thần kinh tự nhiên .

Nghiên cứu của Montie và các đồng nghiệp là nền tảng để tìm hiểu sự ảnh hưởng của những chất ô nhiễm môi trường đối với hệ thần kinh trung ương của động vật biển có vú. Montie cho rằng đây là nghiên cứu tiên phong của một lĩnh vực nghiên cứu mới, có thể gọi là sinh thái chất độc học thần kinh. Trong nhiều năm, hầu hết các nghiên cứu trong lĩnh vực này tập trung vào ảnh hưởng của nồng độ các chất ô nhiễm biển đối với hệ miễn dịch hoặc hệ hóc môn của động vật. Nghiên cứu của Montie, Reddy, Hahn và các đồng tác giả khác cung cấp những công cụ để đưa ra những câu hỏi sâu hơn về sự ảnh hưởng của các chất ô nhiễm, ngày một nhiều, đối với sự phát triển thần kinh của động vật biển có vú.

Và dự đoán của Montie về những kết quả thu được của lĩnh vực nghiên cứu mới này là gì? “Tôi cho rằng chúng ta không thực sự hiểu hết gánh nặng mà đời sống hoang dã đang phải chịu đựng”.

Nghiên cứu do Học viện đời sống biển WHOI, Trung tâm chính sách biển WHOI, Walter A. vàHope Noyes Smith, và quỹ STAR EPA tài trợ. Ngoài ra nghiên cứu cũng nhận tài trợ từ Hội đồng nghiên cứu khoa học tự nhiên (NSERC) của Canada và chương trình huấn luyện bậc sau tiến sĩ của NOAA đại dương và sức khỏe con người, do Jonna Mazet (Trung tâm sức khỏe đời sống hoang dã UC Davis), Kathi Lefebvre (Trung tâm khoa học biển Northwest), và Frances Gullan (Trung tâm động vật biển có vú) cung cấp.

Tham khảo:
Eric W. Montie, Christopher M. Reddy, Wouter A. Gebbink, Katie E. Touhey, Mark E. Hahn, Robert J. Letcher. Organohalogen contaminants and metabolites in cerebrospinal fluid and cerebellum gray matter in short-beaked common dolphins and Atlantic white-sided dolphins from the western North Atlantic. Environmental Pollution, 2009; DOI: 10.1016/j.envpol.2009.03.024