Zooloji Haberleri
Arıların Neonikotinoidlere Moleküler Yanıtları Belirlendi.
Araştırmacılar, böcek ilaçlarından en az birini metabolize edebilen bir proteini işaret ederek, kritik polen taşıyıcılara daha dost olan bileşikleri tanımlamak amacıyla bir rotayı işaret ediyor. BAYER BEE CARE CENTER
Bal arılarının popülasyonları son yıllarda dağılmıştır ve birçok araştırmacı, suçu neonikotinoidler olarak adlandırılan yaygın olarak kullanılan bir böcek öldürücü gruba yöneltmiştir. Fakat çalışmalar tüm bileşiklerin bu kritik polen taşıyıcılara eşit derecede zehirli olmadığını, böceklerin onları nasıl metabolize ettikleri konusunda bir çeşitlilik olabileceğini gösteriyor. Şimdi, Avrupa' daki bir grup akademisyen ve endüstri uzmanı, bu farklı duyarlılığı, en az bir neonikotinoidi daha az zehirlibir türevi olarak metabolize edebilen proteinlerin sitokrom P450 süper familyasındaki bir enzime yollamıştır. Current Biology’de 22 Mart’ta yayınlanan bulgular, bu mekanizma aracılığıyla detoksifikasyonda onların savunmasızlıklarına dayanarak, arı dostu böcek ilaçlarını tanımlama olasılığını arttırmaktadır.
Çalışmaya dahil olmayan Urbana Champaign'deki Illinois Üniversitesi'ndeki bir böcek bilimci olan May Berenbaum, “Bal arılarının toksinleri nasıl işlediğini aydınlatan inanılmaz kullanışlı bir hizmet sağladılar.” diyor.
Neonikotinıidler böcek merkezi sinir sisteminde nikotinik asetilkolin reseptörlerini (nAChRs) hedefler. Piyasada bulunan yedi bileşiğin bir kısmı, Çevresel Koruma Ajansı tarafından, eğer yutulduğunda veya dokunduğunda bal arılarına oldukça zehirli olarak sınıflandırılırken, ikisi de sadece az zehirli olarak kabul edilir; bu da, bileşiklerin kullanımı ile ilgili tartışmalarda genellikle göz ardı edilen bir ayrımdır. Almanya merkezli Bayer CropScience'da büyük bir neonikotinoid üreticisi olan bir böcek toksikoloğu Ralf Nauen genellikle “hepsi aynı kovaya atıldı” diyor.
Birkaç yıl önce Naugen ve meslektaşları bu farklılığın kaynağını aramaya başladılar.Exeter Üniversitesi'ndeki araştırmacılar ve U.K.'daki tarımsal araştırma enstitüsü Rothamsted Research ile işbirliği içinde, Bayer ekibi iki bileşiğe odaklandı: yüksek derecede zehirli imidakloprid ve az zehirli tiyakloprid.
Yeni verileri önceki deneylerle birleştiren araştırmacılar son çalışmalarında bal arılarının (Apis mellifera) ve bombus arılarının (Bombus terrestis) imidaklopri’dense tiyaklopridinin yüzlerce kat daha fazla dozuna dokunarak ya da yutarak hayatta kalabildiğini buldular.
Bu varyasyon, bileşiklerin protein hedefleriyle nasıl etkileştiği arasındaki farklılıklara bağlı değildi. Ekip bağlanma deneyleri her iki neonikotinoidin in vitro olarak nAChR için benzer bir afiniteye sahip olduğunu ortaya çıkardığını gözlemledi. Böylece araştırmacılar, metabolizmaya katılan bir protein sınıfına, sitokrom P450'lere yöneldiler.
P450 süper ailesi neredeyse tüm canlı organizmalarda bulunur ve toksinleri parçalayan çoklu enzimler içerir.Önceki araştırmalar, P450 enzimlerinin geniş ölçüde inhibe edilmesinin, bal arılarının tiyaklopride olan duyarlılığını büyük ölçüde arttırdığını, ancak imidaklopridin değil, en azından bazı proteinlerin neonikotinoid zehirliliğini azaltmada rol oynadığını göstermektedir. Çalışmanın ortak yazarı, Exeter Üniversitesi'nden bir böcekbilimci olan yazar Chris Bass “Bu,enzimlerin bu grubuna gerçekten odaklanmamız gerektiğini önerdi” diyor.
Araştırmacılar eşsiz bir bal arısı P450 genini ifade eden ilgili P450'leri tanımlamak için 27 farklı böcek hücre hattı oluşturdular. Daha sonra onlar her hücre hattını ya az zehirli tiyakloprid ya da aşırı zehirli imidaklopridin yardımıyla inkübe ettiler. Nauen, hücrelerin hiçbirinin imidaklopridi etkili bir şekilde parçalamayı başaramamışken, CYP9Q3 olarak adlandırılan bir P450 geni içeren bir hücre hattının, tiyabaklopid dozunun neredeyse tamamını 60 dakikadan daha kısa bir sürede metabolize ettiğini belirtiyor. Araştırmacılar, bu hücrelerin neonikotinoidi 5-hidroksi tiyaklopride, daha az toksik olan bir bileşik, dönüştürdüğünü buldular.
CYP9Q3'ü transjenik olarak eksprese etmek için Drosophila'yı kullanan ekip, bu mekanizmanın tiyakloprid direncini oluşturmak için yeterli olduğunu kanıtlamışlardır. “Bu bal arısı genine sahip olmayan vahşi tip sinekler, normalde tiyaklopride duyarlıdır-bu onlar için zehirlidir” diye açıklıyor Nauen. “Fakat sinekler CYP9Q3'ü exprese ettiğinde, bal arısı geni, toleranslı hale gelirler.”
Araştırmacı mekanizmanın bal arılarıyla sınırlı olmadığını buldu.Bumble arıları, ekibin CYP9Q4 adını verdiği CYP9Q3 ortologu sayesinde benzer bir detoksifikasyon sistemine sahiptir. “Oldukça önemli bir sonuç, çünkü en azından sosyal arılarda bu sistemin oldukça korunmuş olduğunu gösteriyor.” diyor Bass. Daha yeni, yayınlanmamış veriler bazı yalnız arıların neonikotinoidleri parçalamak için P450 tabanlı mekanizmaları da kullanabileceğini ileri sürüyor, diye ekliyor.
Araştırmaya katılmayan Newcastle Üniversitesi'nde nöroetolog olan Geraldine Wright, bulguların neonikotinoid bulmacasının değerli bir parçasına katkıda bulunduğunu belirtiyor.“Bu adamlar, diğer birçok insanın yapmaya çalıştığı bir şeyi yayınladılar. Polen taşıyıcılarının etkilenebileceği bir durumda böcek öldürücüler kullanmaya çalışıyorsanız oldukça önemlidir.” diyor Wright.
Ekibin transgenik meyve sineği sistemi, neonikotinoidlere polen taşıyıcı tepkilerini araştıran diğer araştırmacılar için yararlı bir araç olabilir. Nauen, çalışmanın daha iyi anlaşılmış bir genetik arka plan sağlamasının yanı sıra, bir arı için acil ihtiyacı ortadan kaldırdığını da açıklıyor. “Bal arıları sadece yılda birkaç ay kullanılabilir” diyor. “Bu bizi Drosophila’yı tüm yıl boyunca test edecek bir konuma getiriyor.”
Çalışma, neonikotinoidlerin arı sağlığı üzerindeki gerçek dünya etkilerini anlamada bir adımı temsil ediyor.Bir başlangıç için, arıların tek bir böcek ilacı bileşiğine maruz kalması, “alana bağlı” bir senaryo değildir, diyor Wright. “Çoğu zaman bu bileşikler bitkilerde izolasyonda kullanılmaz” diye açıklıyor. “Bu bileşikler, fungisitler gibi mantar ilaçlarında bulunan diğer bileşiklerle karıştırıldığında, bu P450 enzimlerinin neonikotinoidleri zehirlerinin giderilmesinde nasıl etkilediğini bilmek iyi olur.” Drosophila modeli bunu test etme fırsatı sunuyor diye ekliyor Wright.
Bulgular aynı zamanda, arılar; arıların yemini beslediği, diğer arılarla davranışa girdiği ve çok çeşitli farklı böcek ilaçlarıyla karşılaştığı alandaki araştırmalarla da doğrulanmalıdır, diyor İsveç'teki Lund Üniversitesi'nden ekoloji uzmanı Maj Rundlöf. “Modeller kullanışlı olabilir... ama bunun gibi bir çalışmanın bize, imidakloprid üzerinden tiyaklopridin tercih edildiğine dair kesin bir cevap vereceğinden emin değilim. ”. Ve ekliyor: “neonicotinoid üretim işinde çıkarları olmayan bir ekip tarafından daha fazla araştırma yapılacaktır.”
Berenbaum, tarım ilaçlarında neonikotinoid kullanımına ilişkin daha geniş çaplı tartışmaların, diğer böcek ilacı sınıflarından yaşam alanı kaybı gibi büyük ölçekli ekolojik bozulmalara kadar ekstra arı stresleri açısından anlaşılması gerektiğini vurgulamaktadır. “Orası çok karmaşık bir durum.Sadece neonlara odaklanmak ve neonikleri yasaklamanın şeyleri düzeltmek olduğunu düşünürken, arıların uğraştığı sorunların büyüklüğünü gerçekten küçümsediğini düşünüyorum.” diye ekliyor.
Çeviren ve Derleyen: Merve Gül TURAN
Kaynak:https://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/52122/title/Bees--Molecular-Responses-to-Neonicotinoids-Determined/ (Erişim Tarihi:23.03.2018)
İlginizi Çekebilecek Diğer Konular
En çok okunanlar
Duyuru
Arkadaşlar sayfamız için bilimsel haberleri İngilizce den Türkçe ye çevirecek gönüllü köşe yazarları arıyoruz. İletişim için firstname.lastname@example.org adresine mail göndermeniz yeterli. Gönüllü takım arkadaşlarımızı bizimle yol almaya bekliyoruz.
Bize ulaşan bir çok e-maile cevap verdiğimiz halde bazı arkadaşlardan geri dönüş sağlanamamıştır. E.mailinizin Gereksiz e.postalar bölümünü mutlaka kontrol edin...
Yada email@example.com adresine makalenizi gönderin yayınlayalım.