Narkotyki w wodach powierzchniowych – ukryte zagrożenie dla ekosystemów

W wynikach badań rzek i jezior coraz częściej potwierdzana jest obecność nie tylko zanieczyszczeń chemicznych, wykrywanych tam od lat, ale także śladowe ilości narkotyków. Najnowsze analizy, opisane w czasopiśmie Current Biology, wskazują, iż jedną z najczęściej oznaczanych substancji psychoaktywnych w rzekach i jeziorach jest kokaina. Naukowcy wykazali jej negatywny wpływ na populacje dzikich łososi.

Kokaina w wodzie

Jak podają autorzy badania za Światowym Raportem Narkotykowym z 2024 r., w 2022 r. około 292 mln ludzi na świecie używało nielegalnych substancji psychoaktywnych. Metabolity narkotyków spływają wraz z moczem do ścieków, a większość oczyszczalni nie radzi sobie z ich całkowitą eliminacją. W rezultacie związki w śladowych ilościach przedostają się do rzek i jezior.

Z metaanalizy wcześniejszych badań wynika, iż stężenia kokainy w wodach powierzchniowych mogą wynosić średnio ok. 105 ng/l, a w skrajnych przypadkach kilka tysięcy nanogramów na litr. Są to ilości ekstremalnie małe, ale mimo to biologicznie aktywne. Co istotne, w środowisku wodnym występuje nie tylko sama kokaina, ale również jej metabolit, czyli benzoiloekgonina, który utrzymuje się w nim dłużej i w wyższych stężeniach niż sam narkotyk.

W jaki sposób narkotyki mogą wpływać na ryby?

Kokaina należy do tzw. stymulantów psychomotorycznych, czyli substancji pobudzających układ nerwowy. Oddziałuje ona na neuroprzekaźniki – związki chemiczne w mózgu odpowiedzialne za przekazywanie sygnałów między komórkami nerwowymi. Jednym z nich jest dopamina, która u zwierząt (w tym ryb) odpowiada m.in. za ruch, motywację i reakcje na bodźce.

Wcześniejsze badania laboratoryjne pokazały, iż choćby bardzo niskie stężenia kokainy mogą zwiększać aktywność ruchową organizmów wodnych, zmieniać tempo ich pływania czy zachowania związane z żerowaniem. Większość tych badań była jednak prowadzona w warunkach sztucznych, a więc w środowisku uproszczonym, które nie oddaje rzeczywistości jezior czy rzek.

Eksperyment w naturalnym jeziorze

Aby sprawdzić, w jaki sposób substancje psychoaktywne działają w naturalnych ekosystemach, naukowcy przeprowadzili eksperyment w Vättern, szwedzkim jeziorze, którego powierzchnia wynosi prawie 1912 km², a głębokość sięga 128 m. Badaniami objęto młode łososie atlantyckie, będące na etapie przygotowywania się do migracji z wód słodkich do morza, a przez to szczególnie wrażliwe na zmiany środowiskowe.

W eksperymencie wykorzystano 105 osobników. Ryby podzielono na trzy grupy: jedną narażoną na kokainę, drugą na jej metabolit oraz trzecią – kontrolną, niepoddaną działaniu narkotyku. Każda ryba otrzymała implant powoli uwalniający substancję oddziałującą – to technika, która pozwala na stopniowe dostarczanie związku do organizmu, imitująca naturalną absorpcję ze środowiska. Po wypuszczeniu łososi do jeziora ich ruch był śledzony dzięki telemetrii akustycznej, czyli systemu podwodnych nadajników i odbiorników.

Wyniki obserwacji nie dały odpowiedzi na pytanie o wpływ narkotyków obecnych w wodzie na przeżywalność ryb. Stwierdzono natomiastwyraźne różnice w zachowaniu – wszystkie grupy z czasem stawały się mniej aktywne, ale tempo spadku aktywności było różne. Osobniki z grupy kontrolnej ograniczały swoją aktywność po powrocie do środowiska naturalnego szybciej niż te narażone na kontakt z substancjami psychoaktywnymi. Oznacza to, iż kokaina i jej metabolit sprzyjały zwiększeniu ruchliwości.

Różnice widać także w dystansie pokonywanym przez ryby. Kontrolne łososie zmniejszyły tygodniowy wynik o ok. 30 km, natomiast ryby narażone na kokainę i metabolit – tylko o 20–21 km. W końcowej fazie eksperymentu ryby z grupy, której podawano metabolit, przepływały dystans dłuższy choćby o 13–14 km tygodniowo i przebywały ponad 12 km dalej od miejsca wypuszczenia niż ryby z grupy kontrolnej.

Najważniejsze odkrycie: metabolit silniejszy niż kokaina

Analiza tkanek ryb wykazała, iż narkotyki przenikają do ich organizmów i kumulują się w mózgu. W przypadku kokainy średnie stężenie wynosiło ok. 42,85 ng/g, natomiast benzoiloekgonina osiągała stężenie ok. 33,74 ng/g w grupie metabolitowej. Dla porównania, w grupie narażonej na samą kokainę metabolit występował w mózgu w znacznie mniejszych ilościach. Oznacza to, iż ryby faktycznie wchłaniały substancje psychoaktywne w sposób porównywalny do organizmów żyjących w silnie zanieczyszczonych środowiskach ściekowych.

Jednym z najbardziej zaskakujących wyników był fakt, iż benzoiloekgonina miała silniejszy wpływ na zachowanie ryb niż sama kokaina. To ważne, ponieważ produkty rozkładu leków i narkotyków często są pomijane w ocenach ryzyka środowiskowego. Autorzy sugerują, iż może to wynikać z faktu, iż metabolit utrzymuje się dłużej w organizmie i środowisku niż sam narkotyk, a także wpływa na procesy fizjologiczne, takie jak gospodarka energetyczna czy reakcje stresowe.

Wyniki badania pokazują, iż choćby bardzo niskie stężenia substancji psychoaktywnych w środowisku wodnym mogą wpływać na zachowanie ryb w warunkach naturalnych, a choćby subtelne zmiany w ruchu organizmów i ich sposobie wykorzystania przestrzeni mogą mieć poważne konsekwencje ekologiczne, kształtując zdolność do migracji, zdobywania pokarmu, unikania drapieżników i rozmnażania.

Źródło:

Brand J, Palm D, Cerveny D et al., Cocaine pollution alters the movement and space use of Atlantic salmon (Salmo salar) in a large natural lake, Current Biology, 36, 2018-2027.e4