30 Июня 2019

Экотоксикология: современные проблемы и тенденции

Опубликовал Н.А. Рыков

Во второй половине ХХ века экотоксикология в значительной степени развивалась путем перехода от одной неотложной проблемы к другой.  У нас был прорыв биоконцентрации и биомагнификации в 1970-х и 1980-х годах, стандартизация экотоксикологических тестов занимала наш разум в 1980-х и 1990-х годах, и мы вошли в этот век, с энтузиазмом погружаясь во все проблемы и вопросы.  Эта картина, вероятно, типична для любой молодой науки, но мы считаем, что экотоксикология только начинает восхождение на свой пик.

Почти равное число исследователей заявили, что наиболее важными вопросами на сегодняшний являются токсикокинетика и токсикодинамика, ландшафтная и экосистемная экотоксикология, взаимодействие между химическими веществами и природными факторами, моделирование на уровне популяции или химические смеси. Второстепенные темы включали методы экстраполяции результатов лабораторных испытаний на сценарии реального поля и наночастицы - единственная проблема, которую действительно можно назвать новой.

Вероятно, наиболее объективный способ изучения тенденций в науке - это обзор современных профессиональных журналов.  Это именно то, что сделал я. Обзоры охватывали последние 20 лет и большинство журналов, связанных с экотоксикологией, экологической токсикологией и тому подобным.  При поиске некоторых общих закономерностей в вопросах, наиболее отчетливо усиливающейся тенденцией последних 20 лет были исследования, широко связанные с экосистемной и ландшафтной экотоксикологией.

Еще один момент, заслуживающий упоминания, - недавнее появление «наноэкотоксикологии». Это все еще небольшая ниша, но она наверняка будет расти в ближайшие годы попросту из-за более широкого использования нанотехнологий.

Существуют две основные области токсикокинетики и токсикодинамики, которые заслуживают большего внимания: исследования, направленные на то, чтобы приблизить нас к реальному миру путем включения различных взаимодействий в классические токсикокинетические эксперименты и включения большего количества экологических процессов в модели;  и более подробные исследования токсикокинетических процессов, в которых используется понимание организмов и тестирование альтернативных моделей, а не старых исключительно феноменологических описаний.  Еще один подход - теория «динамического энергетического бюджета», разработанная Коиджманом несколько лет назад.  Это обеспечивает основу для понимания того, что на самом деле происходит в организме, подверженном воздействию токсиканта: как токсикант влияет на параметры энергетического баланса и как эти изменения, в свою очередь, отражаются на жизненных показателях организма.  «Экотоксикодинамика», основанная на DEB, позволяет нам объяснять закономерности токсичности для единичного или смешанного воздействия с относительно небольшим количеством измеренных параметров.  Хотя это только отправная точка, такой подход, безусловно, приветствуется, поскольку он предлагает инструмент, который выходит за рамки нынешних, чисто описательных методов.

Наночастицы, безусловно, являются чем-то «новым» в экотоксикологии просто потому, что мы не использовали их всего два десятилетия назад.  Заслуживают ли они того, чтобы к ним относились как к новому направлению в экотоксикологии, это другой вопрос (в конце концов, это просто еще один набор потенциально токсичных химических веществ).

Среди преимуществ, которые непосредственно связаны с экотоксикологией, является надежда на то, что наночастицы помогут сократить использование пестицидов.  Действительно, есть примеры, показывающие, что наноформуляции могут быть гораздо более эффективными, чем обычные пестициды.  Сокращение использования пестицидов может быть достигнуто благодаря, по меньшей мере, двум явлениям, характерным для наночастиц: их эффективности и возможности создавать частицы, защищающие пестициды от природных факторов, ответственных за их деградацию.  Пестициды не разлагаются под воздействием солнечного света и постепенно высвобождаются в окружающую среду в течение длительного времени, предположительно предлагая более высокую эффективность против вредителей.  Это звучит хорошо с точки зрения борьбы с вредителями, но с точки зрения оценки риска результат не так однозначен.

Я вижу по крайней мере две основные проблемы, которые, возможно, перекрывают потенциальные выводы о преимуществах, сделанные некоторыми исследователями. Прежде всего, более высокая активность не означает более высокую активность исключительно против вредителей - мы также должны ожидать более высокие побочные эффекты, включая больший ущерб среди полезных и других видов.  Во-вторых, много средств было потрачено на исследования и промышленный поиск непостоянных пестицидов, потому что одной из наиболее важных проблем с пестицидами раннего поколения, такими как ДДТ, была их высокая устойчивость к деградации.

Еще одна четкая тенденция - существенный рост интереса к экосистемной и ландшафтной экотоксикологии.  Почему это так?  Как упоминалось ранее, я считаю, что это простой результат накопительной природы знаний.  Несколько десятилетий назад, даже если бы существовали ученые, активно поддерживающие «высокоуровневый подход» в экотоксикологии, данных было недостаточно для того, чтобы выйти за рамки одного организма или простой лабораторной культуры;  даже оценка риска на уровне населения была трудной.  Тем не менее, в последние два десятилетия или около того было собрано много знаний.  Это позволяет получить более широкое представление, и я считаю, что одним из наиболее многообещающих подходов в настоящее время является метаанализ накопленных знаний.  Обобщение знаний - трудная задача, но есть методы, которые были разработаны специально для такого рода проблем.  Я хотел бы верить, что число хороших мета-аналитических работ скоро будет расти, так как это кажется лучшим способом не только суммировать данные, но и делать новые выводы о моделях на более высоких уровнях организации.

Контакты института

Пн-Вс 8:00 - 19:00

undefined

Ближайшие события

Все события
Новые книги

Свежие новости

Читать все новости