Έρευνα: Τα κοράλλια και οι θαλάσσιες ανεμώνες μετατρέπουν τα αντηλιακά σε τοξίνες (long read)

Οι συσκευασίες των αντηλιακών συχνά φέρουν την ένδειξη «φιλικό για τους υφάλους» και «ασφαλές για τα κοράλλια». Αυτοί οι ισχυρισμοί γενικά σημαίνουν ότι αντικατέστησαν την οξυβενζόνη – μια χημική ουσία που μπορεί να βλάψει τα κοράλλια – με μια άλλη. Είναι όμως οι άλλες χημικές ουσίες πραγματικά πιο ασφαλείς για τους υφάλους;

O Τζόρτζε Βούκοβιτς, υποψήφιος διδάκτωρ Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος και ο Μπιλ Μιτς, Καθηγητής Πολιτικής και Περιβαλλοντικής Μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, συνεργάστηκαν με βιολόγους που μελετούν τις θαλάσσιες ανεμώνες, για να δουν πώς τα αντηλιακά βλάπτουν τους υφάλους, ώστε να μπορέσουν να κατανοήσουν καλύτερα ποια συστατικά των αντηλιακών είναι πραγματικά ασφαλή για τα κοράλλια.

Στη νέα τους μελέτη που δημοσίευσαν στο περιοδικό «Science», οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν τα κοράλλια και οι θαλάσσιες ανεμώνες απορροφούν οξυβενζόνη, τα κύτταρά τους τη μετατρέπουν σε φωτοτοξίνες, μόρια που είναι αβλαβή στο σκοτάδι αλλά γίνονται τοξικά υπό το φως του ήλιου.

Προστατεύουμε τους ανθρώπους και βλάπτουμε τους υφάλους

Το ηλιακό φως αποτελείται από πολλά διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός. Τα μεγαλύτερα μήκη κύματος – όπως το ορατό φως – είναι συνήθως αβλαβή. Όμως, το φως σε μικρότερα μήκη κύματος – όπως το υπεριώδες φως – μπορεί να περάσει μέσα από την επιφάνεια του δέρματος και να βλάψει το DNA και τα κύτταρα.

Οι κοραλλιογενείς ύφαλοι σε όλο τον κόσμο υποφέρουν τις τελευταίες δεκαετίες από την αύξηση της θερμοκρασίας των ωκεανών και άλλους στρεσογόνους παράγοντες. Ορισμένοι επιστήμονες πίστευαν ότι τα αντηλιακά που προέρχονται από τους κολυμβητές ή από τα λύματα, επίσης θα μπορούσαν να βλάψουν τα κοράλλια. Διεξήγαγαν εργαστηριακά πειράματα που έδειξαν ότι 0,14 mg οξυβενζόνης ανά λίτρο θαλασσινού νερού, μπορούν να σκοτώσουν το 50% των προνυμφών των κοραλλιών σε λιγότερο από 24 ώρες. Ενώ τα περισσότερα δείγματα πεδίου έχουν συνήθως χαμηλότερες συγκεντρώσεις αντηλιακών, ένας δημοφιλής ύφαλος για ψαροντούφεκο στις Αμερικανικές Παρθένες Νήσους βρέθηκε να έχει έως και 1,4 mg οξυβενζόνης ανά λίτρο θαλασσινού νερού.

Ίσως για αυτό τον λόγο, το 2018, η κυβέρνηση της Χαβάης ψήφισε την απαγόρευση της οξυβενζόνης και ενός άλλου συστατικού στα αντηλιακά. Λίγο αργότερα, ακολούθησαν και άλλα μέρη με κοραλλιογενείς υφάλους, όπως οι Παρθένοι Νήσοι, το Παλάου και η Αρούμπα.

Αντηλιακό ή τοξίνη;

Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο τα αντηλιακά μπορούν να βλάψουν τα κοράλλια δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς. Ορισμένες μελέτες έδειξαν ότι η οξυβενζόνη μιμείται τις ορμόνες, διαταράσσοντας την αναπαραγωγή και την ανάπτυξη. Μια άλλη θεωρία είναι ότι το αντηλιακό συμπεριφέρεται ως τοξίνη που ενεργοποιείται από το φως.

Για να το ελέγξουν αυτό, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τις θαλάσσιες ανεμώνες που εκτρέφουν βιολόγοι ως μοντέλο για τα κοράλλια. Οι θαλάσσιες ανεμώνες και τα κοράλλια μοιράζονται πολλές βιολογικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης μιας συμβιωτικής σχέσης με τα φύκια που ζουν μέσα στους ιστούς των κορραλιών.

«Τοποθετήσαμε 21 ανεμώνες σε δοκιμαστικούς σωλήνες γεμάτους θαλασσινό νερό κάτω από μια λάμπα που εκπέμπει όλο το φάσμα του ηλιακού φωτός. Καλύψαμε πέντε από τις ανεμώνες αυτές με ένα κουτί από ακρυλικό που εμποδίζει τα ακριβή μήκη κύματος του υπεριώδους φωτός με τα οποία η οξυβενζόνη συνήθως απορροφά και αλληλεπιδρά. Στη συνέχεια εκθέσαμε όλες τις ανεμώνες σε 2 mg οξυβενζόνης ανά λίτρο θαλασσινού νερού», έγραψαν οι επιστήμονες σε άρθρο τους που δημοσιεύθηκε στον ιστότοπο The Conversation.

Οι ανεμώνες κάτω από το ακρυλικό κουτί ήταν τα «σκοτεινά» δείγματα και οι ανεμώνες έξω από αυτό, τα «φωτεινά» δείγματα ελέγχου. Οι ανεμώνες, όπως και τα κοράλλια, έχουν ημιδιαφανή επιφάνεια, οπότε αν η οξυβενζόνη δρούσε ως φωτοτοξίνη, οι υπεριώδεις ακτίνες που έπλητταν την πρώτη ομάδα, θα προκαλούσαν μια χημική αντίδραση και θα σκότωναν τα ζώα – ενώ η άλλη ομάδα θα επιβίωνε.

«Κάναμε το πείραμα για 21 ημέρες. Την έκτη ημέρα, η πρώτη ανεμώνη της πρώτης ομάδας πέθανε. Μέχρι την 17η ημέρα, είχαν πεθάνει όλες. Συγκριτικά, καμία από τις πέντε ανεμώνες της ‘σκοτεινής’ ομάδας δεν πέθανε καθ’ όλη τη διάρκεια των τριών εβδομάδων», έγραψαν οι ερευνητές.

Ο μεταβολισμός μετατρέπει την οξυβενζόνη σε φωτοτοξίνες

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ένα αντηλιακό συμπεριφερόταν ως φωτοτοξίνη στο εσωτερικό των ανεμώνων. Πραγματοποίησαν ένα χημικό πείραμα με την οξυβενζόνη και επιβεβαίωσαν ότι, από μόνη της, συμπεριφέρεται ως αντηλιακό και όχι ως φωτοτοξίνη. Μόνο όταν η χημική ουσία απορροφήθηκε από τις ανεμώνες έγινε επικίνδυνη υπό το φως.

Κάθε φορά που ένας οργανισμός απορροφά μια ξένη ουσία, τα κύτταρά του προσπαθούν να απαλλαγούν από την ουσία χρησιμοποιώντας διάφορες μεταβολικές διαδικασίες. Τα πειράματα των επιστημόνων υπέδειξαν ότι μία από αυτές τις διεργασίες μετέτρεπε την οξυβενζόνη σε φωτοτοξίνη.

Για να το ελέγξουν αυτό, ανέλυσαν τις χημικές ουσίες που σχηματίστηκαν στο εσωτερικό των ανεμώνων αφού τις εξέθεσαν σε οξυβενζόνη. Διαπίστωσαν ότι οι ανεμώνες είχαν αντικαταστήσει μέρος της χημικής δομής της οξυβενζόνης – ένα συγκεκριμένο άτομο υδρογόνου σε μια αλκοολική ομάδα – με ένα σάκχαρο. Όπως εξηγούν οι ερευνητές, τα φυτά και τα ζώα αντικαθιστούν τα άτομα υδρογόνου των αλκοολικών ομάδων με σάκχαρα, προκειμένου να κάνουν τις χημικές ουσίες λιγότερο τοξικές και περισσότερο υδατοδιαλυτές, ώστε να τις αποβάλλουν ευκολότερα.

Όταν όμως αφαιρείται αυτή η ομάδα αλκοόλης από την οξυβενζόνη, η οξυβενζόνη παύει να λειτουργεί ως αντηλιακό. Αντ’ αυτού, συγκρατεί την ενέργεια που απορροφά από την υπεριώδη ακτινοβολία και πυροδοτεί μια σειρά από γρήγορες χημικές αντιδράσεις που βλάπτουν τα κύτταρα. Αντί να μετατρέψουν το αντηλιακό σε ένα αβλαβές και εύκολο στην εκχύλιση μόριο, οι ανεμώνες μετατρέπουν την οξυβενζόνη σε μια ισχυρή, ενεργοποιούμενη από το ηλιακό φως τοξίνη.

«Όταν κάναμε παρόμοια πειράματα με τα κοράλλια μανιταριών (Fungia), διαπιστώσαμε κάτι εκπληκτικό. Αν και τα κοράλλια είναι πολύ πιο ευάλωτα σε στρεσογόνους παράγοντες από τις θαλάσσιες ανεμώνες, δεν πέθαναν από την οξυβενζόνη και την έκθεση στο φως καθ’ όλη τη διάρκεια του οκταήμερου πειράματος. Το κοράλλι παρήγαγε τις ίδιες φωτοτοξίνες από την οξυβενζόνη, αλλά όλες οι τοξίνες αποθηκεύτηκαν στη συμβιωτική άλγη που ζει στους ιστούς του. Τα φύκια φάνηκε να απορροφούν τα φωτοτοξικά υποπροϊόντα και με αυτόν τον τρόπο, πιθανώς προστάτευαν τους κοραλλιογενείς ξενιστές τους», έγραψαν οι συγγραφείς.

«Υποψιαζόμαστε ότι τα κοράλλια θα είχαν πεθάνει από τις φωτοτοξίνες αν δεν είχαν τα φύκια τους. Δεν είναι δυνατόν να διατηρήσουμε κοράλλια χωρίς άλγη ζωντανά στο εργαστήριο, γι’ αυτό κάναμε κάποια πειράματα με ανεμώνες χωρίς άλγη. Αυτές οι ανεμώνες πέθαναν περίπου δύο φορές πιο γρήγορα και είχαν σχεδόν τρεις φορές περισσότερες φωτοτοξίνες στα κύτταρά τους σε σύγκριση με τις ίδιες ανεμώνες που είχαν φύκια», ανέφεραν στο άρθρο τους οι ερευνητές.

Τα συμπεράσματα των ερευνητών

Πρώτον, η λεύκανση των κοραλλιών – η διαδικασία κατά την οποία τα κοράλλια γίνονται λευκά λόγω υψηλών θερμοκρασιών του θαλασσινού νερού ή άλλων στρεσογόνων παραγόντων- πιθανώς τα καθιστά ιδιαίτερα ευάλωτα στις τοξικές επιδράσεις των αντηλιακών.

Δεύτερον, είναι πιθανό η οξυβενζόνη να είναι επικίνδυνη και για άλλα είδη. Στη μελέτη τους, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι τα ανθρώπινα κύτταρα μπορούν επίσης να μετατρέψουν την οξυβενζόνη σε μια πιθανή φωτοτοξίνη. Εάν αυτό συμβαίνει στο εσωτερικό του σώματος, όπου δεν μπορεί να φτάσει το φως, δεν αποτελεί πρόβλημα. Αν όμως συμβεί στο δέρμα, όπου το φως μπορεί να δημιουργήσει τοξίνες, τότε θα μπορούσε να ενέχει κινδύνους για την υγεία των ανθρώπων.

Τέλος, οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται σε πολλά εναλλακτικά «ασφαλή για τους ύφαλους» αντηλιακά, περιέχουν την ίδια αλκοολική ομάδα με την οξυβενζόνη – οπότε θα μπορούσαν ενδεχομένως επίσης να μετατραπούν σε φωτοτοξίνες.

ΠΗΓΗ: The Conversation