Альцгеймер настиг дельфинов: ученые связали недуг морских обитателей с редким токсином

Мозг дельфинов может быть гораздо уязвимее, чем считалось ранее. Новое исследование, проведённое учёными из Университета Майами и опубликованное в журнале Science of the Total Environment, показало: нейродегенеративные изменения, сходные с болезнью Альцгеймера, могут развиваться у морских млекопитающих под влиянием токсинов, связанных с цветением водорослей.

Исследование охватывает 20 обыкновенных дельфинов (Tursiops truncatus), выброшенных на берег во Флориде, в районе лагуны Индиан-Ривер между 2010 и 2019 годами. Учёные обнаружили у животных характерные белковые отложения и генетические изменения, аналогичные тем, что наблюдаются у людей с болезнью Альцгеймера. Но наиболее тревожным оказалось другое — высокая концентрация нейротоксинов, которые вырабатываются цианобактериями во время цветения водорослей.

Когда мозг теряет ориентиры

"Как дельфины считаются индикаторами токсического загрязнения морской среды, наши результаты вызывают беспокойство и для здоровья человека", — отметил токсиколог Дэвид Дэвис, профессор Университета Майами.

Учёные установили, что дельфины, выброшенные на берег в сезон активного цветения водорослей, имели в мозге концентрацию 2,4-диаминомасляной кислоты (2,4-DAB), превышающую норму в 2900 раз.

Этот нейротоксин поражает нейроны, снижает когнитивные функции и может вызывать дезориентацию, что приводит к потере навигационных способностей — вероятной причине того, почему дельфины теряют курс и оказываются на мелководье.

Связь с изменением климата

Цветение токсичных водорослей становится всё более частым явлением в тёплых водах, что напрямую связано с повышением температуры океанов. В результате концентрация цианобактерий растёт, а вместе с ней — и количество выделяемых ими токсинов.

Эти вещества оседают на морских растениях и мелких животных, постепенно проникая в пищевые цепочки, достигая крупных хищников — дельфинов, морских львов и, в конечном итоге, человека.

"Одновременное наличие нейропатологических изменений, типичных для болезни Альцгеймера, и естественное накопление токсинов водорослей предоставляет уникальную возможность изучить, как эти процессы взаимодействуют в мозге", — пишут авторы исследования.

Как у людей, только в море

С возрастом дельфины, как и люди, могут развивать возрастные когнитивные нарушения. До сих пор считалось, что это естественный процесс. Однако новые данные показывают: токсическое воздействие внешней среды может ускорять развитие нейродегенерации.

Учёные обнаружили у дельфинов накопление бета-амилоида и изменения в экспрессии генов, которые в человеческом мозге связаны с болезнью Альцгеймера. Такое сочетание — редкость для животных и впервые напрямую связывается с воздействием токсинов, возникающих при цветении водорослей.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Игнорировать токсическое влияние водорослей → рост случаев гибели морских млекопитающих → мониторинг цветения и ограничение сброса удобрений в океан.
• Не учитывать связь с изменением климата → усиление экологических рисков → сокращение выбросов парниковых газов.
• Недооценивать угрозу для человека → возможное накопление токсинов в морепродуктах → контроль качества воды и морских продуктов.

А что если человек тоже под угрозой?

Предыдущие исследования уже связывали цианобактериальные токсины с потерей памяти и нарушениями когнитивных функций у людей. При длительном контакте или употреблении заражённых морепродуктов эти вещества могут накапливаться в организме. Хотя прямых доказательств связи с болезнью Альцгеймера пока нет, учёные видят тревожные параллели.

"Хотя существует множество путей, ведущих к развитию болезни Альцгеймера, воздействие цианобактерий становится всё более значимым фактором риска", — подчеркнул Дэвис.

FAQ

Почему дельфины выбрасываются на берег?
— Возможные причины: потеря ориентации из-за повреждения мозга, воздействие токсинов, шумовое загрязнение, болезни.

Можно ли сравнивать болезнь Альцгеймера у людей и нейродегенерацию у дельфинов?
— Да, частично: структура мозга и тип белковых изменений схожи. Это делает дельфинов ценными моделями для изучения старения мозга.

Как цианобактерии вредят морской жизни?
— Они выделяют токсины, поражающие нервную систему и печень животных, а при массовом цветении вызывают гибель рыбы и морских млекопитающих.

Влияет ли климат на цветение водорослей?
— Да, повышение температуры и сброс удобрений в море усиливают цветение и концентрацию ядовитых бактерий.

Может ли человек заразиться через морепродукты?
— Прямой "заразы" нет, но токсины могут накапливаться и вызывать неврологические расстройства при регулярном потреблении.

Мифы и правда

• "Цветение водорослей — природное и безвредное явление". — Миф: современные вспышки усиливаются из-за антропогенного загрязнения.
• "Дельфины выбрасываются только из-за шума кораблей". — Миф: биотоксины и нейродегенерация также играют роль.
• "Альцгеймер — исключительно человеческое заболевание". — Миф: подобные патологические изменения встречаются и у других млекопитающих.

3 интересных факта

1. Лагуна Индиан-Ривер — одно из самых загрязнённых мест на восточном побережье США, где цветение водорослей наблюдается почти ежегодно.
2. У дельфинов мозг весит до 1,5 кг и содержит более развитый неокортекс, чем у большинства животных.
3. Цианобактерии — одни из древнейших форм жизни на Земле, существующие более 3,5 млрд лет, но именно они сегодня становятся новой угрозой для экосистем.

Исторический контекст

Исследования дельфинов как "биоиндикаторов океанов" ведутся с 1970-х годов. Ранее внимание учёных сосредотачивалось на тяжёлых металлах и микропластике, но теперь токсическое цветение водорослей признано одним из важнейших факторов экологического риска. Работа флоридских учёных впервые показала, что его последствия могут достигать глубин мозга — не только у дельфинов, но, возможно, и у людей.

Уточнения

Дельфи́ны — водные млекопитающие инфраотряда китообразных, принадлежащие либо к семейству дельфиновых (Delphinidae) — морские, либо к нетаксономической группе речных дельфинов — пресноводные. Питаются мелкой рыбой.

Нейродегенеративные заболевания (греч. νέυρο-, нейро-, "нервы-" и лат. dēgenerāre, "вырождаться") — группа в основном медленно прогрессирующих, наследственных или приобретённых заболеваний нервной системы. Общим для этих заболеваний является прогрессирующая гибель нервных клеток (нейродегенерация), ведущая к различным неврологическим симптомам — прежде всего, к деменции и нарушению движений.