Исследование говорит о необходимости
комплексного эколого-токсикологического скрининга всех используемых
препаратов, заявили научные сотрудники
Исследователи Южного федерального университета (ЮФУ) выяснили, что некоторые из широко используемых в сельском хозяйстве пестицидов и удобрений могут вызывать окислительный стресс, повреждение ДНК и увеличение частоты мутаций у почвенных бактерий даже при использовании минимальных концентраций. Соответствующее заявление сделали в пресс-службе ЮФУ.
«Мы использовали для оценки экотоксичности передовые методы биотестирования, где роль чувствительных “детекторов” выполняли специально созданные штаммы бактерий. Геномодифицированные клетки (E. coli) начинают светиться в ответ на конкретный тип стресса, что позволяет точно определить реакцию микроорганизмов на препарат», — сказал профессор ЮФУ Иван Сазыкин.
Специалисты проверили три коммерческих пестицида и два удобрения, которые считаются безопасными для агроценозов. Биосенсоры нового поколения, которые реагируют на появление свободных радикалов, разрывы в ДНК и процессы алкилирования показали иной результат. Самый сильный токсический эффект, по информации исследователей, показал один из распространённых инсектицидов. Он в значительной степени влиял на генетическую стабильность бактерий и многократно повышал частоту мутаций, а в малых дозах — способствовал образованию биопленок, что говорит о стрессовой реакции микробов.
Гербицид и фунгицид, которые опробовали исследователи, тоже вызвали окислительный стресс и повреждение ДНК. Помимо этого, они подавляли формирование бактериальных биоплёнок — основной структуры, обеспечивающей устойчивость и функциональность почвенной микробиоты. Нарушение данного механизма, по словам специалистов, может снижать долговременное плодородие земель.
Удобрение на основе гуминовых кислот при высоких концентрациях показало мутагенный потенциал, однако гумат калия, напротив, оказывал защитное действие — снижал частоту мутаций и поддерживал развитие биоплёнок.
Результаты исследования свидетельствуют о необходимости пересмотреть подходы к экологическому контролю агрохимикатов: на данный момент специалисты оценивают их опасность для растений и животных, а состояние почвенной микробиоты находится вне нормативного внимания.
«Наше исследование подчеркивает необходимость комплексного эколого-токсикологического скрининга всех применяемых препаратов. Современные биосенсоры позволяют в десятки раз точнее определять пороговые концентрации и реальные риски для почвенной микробиоты», — сказал Сазыкин.
Исследование провели в Академии биологии и медицины им. Д. И. Ивановского ЮФУ при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Оно входит в стратегический проект «Технологии биоинженерии почв» программы «Приоритет-2030». Исследователи намерены расширить перечень тестируемых веществ и подготовить рекомендации по более безопасному использованию агрохимикатов для сохранения почвенного биоразнообразия.