Домойная кислота, мощный нейротоксин, попала в заголовки газет в этом году после того, как она была обнаружена у крабов Дандженесс, что побудило власти отложить открытие крабового сезона на западном побережье. Однако у калифорнийских морских львов токсин уже много лет вызывает проблемы. Сотни морских львов каждый год выходят на берег Калифорнии с симптомами отравления домоевой кислотой, включая дезориентацию и судороги. Предыдущие исследования охарактеризовали клинические эффекты токсина, но поведенческие эффекты отравления домоевой кислотой у диких животных не оценивались.
Группа ученых из Калифорнийского университета в Санта-Крузе изучила 30 калифорнийских морских львов, проходящих ветеринарную помощь и реабилитацию в Центре морских млекопитающих в Саусалито. Исследователи провели поведенческие тесты для оценки пространственной памяти и провели томографию головного мозга (МРТ), чтобы увидеть степень поражения мозга у пораженных животных.По словам первого автора Питера Кука, который руководил исследованием в качестве аспиранта Калифорнийского университета в Санта-Крус и сейчас находится в Университете Эмори, повреждение гиппокампа, части мозга, отвечающей за память, часто наблюдается у морских львов при отравлении домоевой кислотой. . «В этом исследовании мы смогли сопоставить степень повреждения гиппокампа с определенными поведенческими нарушениями, имеющими отношение к выживанию животных в дикой природе», — сказал Кук.
В исследовании задокументировано нарушение работоспособности при выполнении задач на краткосрочную и долгосрочную пространственную память у животных с поражениями гиппокампа. Эти дефициты, вероятно, повлияют на способность морского льва находить пищу, а также могут помочь объяснить неофициальные сообщения о том, что морские львы появляются в необычных местах, далеко за пределами их обычного ареала, либо слишком далеко в море, либо вдали от берега, согласно утверждениям. соавтор Коллин Райхмут, директор лаборатории познания и сенсорных систем ластоногих в Калифорнийском университете в Санта-Крус, где проводились поведенческие тесты.
Домоевая кислота производится микроскопическими водорослями (диатомовыми водорослями из рода Pseudo-nitzschia), которые естественным образом встречаются в прибрежных водах. Цветение токсичных водорослей вдоль побережья Калифорнии обычно происходит весной и осенью и длится всего несколько недель, но их частота и интенсивность возрастают. Обильное цветение в этом году, крупнейшее из когда-либо зарегистрированных, продолжалось все лето и распространилось от Санта-Барбары до Аляски.
Во время цветения Pseudo-nitzschia домоевая кислота накапливается в моллюсках и мелких рыбах, таких как анчоусы и сардины, которые питаются водорослями, отфильтрованными из воды. Животные, которые питаются этой рыбой, включая морских львов и других морских млекопитающих и морских птиц, могут подвергаться воздействию высоких уровней токсина.Исследование морских львов проводилось в течение нескольких лет, и исследователи тестировали животных с симптомами повреждения мозга, вызванного воздействием домоевой кислоты, и без них.
Кук отметил, что во время цветения водорослей у морских львов, доставленных в Центр морских млекопитающих с острым отравлением домоевой кислотой, возможно, еще не было необратимого повреждения мозга. По его словам, острое отравление может вызвать судороги и дезориентацию, но со временем развиваются поражения мозга, вероятно, в результате хронического эпилептического состояния, вызванного одним или несколькими контактами с токсином. Морские львы с симптомами поражения головного мозга ходят на пляжах круглый год, даже когда нет активного цветения токсичных водорослей.
«Что еще не совсем понятно, так это доза-реакция», — сказал Кук. «Мы не знаем, насколько тяжелым должно быть воздействие или как часто должно быть повторение, чтобы вызвать такого рода повреждение мозга, и мы не знаем последствий многократного воздействия низких доз».Помимо оценки поведенческих эффектов повреждения головного мозга, исследовательская группа также использовала функциональную МРТ, чтобы изучить влияние воздействия домоевой кислоты на важные мозговые сети. Они обнаружили, что у морских львов с симптомами токсического воздействия значительно снизилась связь между гиппокампом и таламусом, путь, который, как известно, важен для формирования эпизодической памяти (воспоминаний о событиях или переживаниях) у грызунов и людей.
«Это первое свидетельство изменений в мозговых сетях морских львов, подвергшихся воздействию, и позволяет предположить, что у этих животных может быть серьезное нарушение памяти, а не только дефицит пространственной памяти», — сказал Кук. «Редко можно получить экспериментальные данные такого рода, связывающие естественный нейротоксический эффект с поведенческими нарушениями у диких животных. Существуют тысячи калифорнийских морских львов с различной степенью воздействия домоевой кислоты. Морские львы перемещаются в сложной и меняющейся среде. , и если их пространственная память нарушена, это обязательно повлияет на их способность выживать в дикой природе ».
Помимо Кука и Райхмута, соавторами исследования являются Эндрю Роуз из Калифорнийского университета в Санта-Круз; Лаура Либби, Балджит Сингх и Чаран Ранганат из Калифорнийского университета в Дэвисе; Софи Деннисон, Крис Круз-Эллиотт и Джим Ступпино из компании AnimalScan Advanced Veterinary Imaging, Редвуд-Сити; Оуэн Кармайкл из Пеннингтонского центра биомедицинских исследований, Батон-Руж; Ванесса Фрейвел, Лоррейн Барбоза и Фрэнсис Гулланд в Центре морских млекопитающих в Саусалито; и Уильям Ван Бонн в аквариуме Шедд, Чикаго.Это исследование финансировалось Национальным научным фондом и Фондом Дэвида и Люсиль Паккард.