Abstract
Le sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche (PFAS) sono contaminanti ambientali persistenti noti per rappresentare rischi significativi per la salute umana e della fauna selvatica. Le tartarughe d’acqua dolce (Emydura macquarii macquarii), in quanto specie longeve che vivono negli ecosistemi acquatici, sono particolarmente vulnerabili al bioaccumulo di PFAS. Questo studio ha esaminato l’impatto multiforme della contaminazione da PFAS su queste tartarughe, concentrandosi su interruzioni metaboliche, successo riproduttivo, salute dei piccoli e impatti sulla popolazione. Sono state condotte analisi complete, tra cui proteomica, lipidomica, metabolomica e istopatologia, su tartarughe provenienti da siti impattati da PFAS, di controllo e di riferimento. I risultati rivelano significative interruzioni metaboliche nelle tartarughe esposte a PFAS, con alterazioni nel metabolismo degli amminoacidi e dei lipidi, nella produzione di energia e nelle risposte allo stress ossidativo. L’analisi proteomica ha identificato diversi biomarcatori sanitari indicativi di una progressione precoce della malattia. Nonostante gli alti livelli di PFAS nei tessuti e negli organi, nessuna anomalia fenotipica macroscopica o istopatologica è stata direttamente collegata all’esposizione a PFAS. Le femmine gravide provenienti da siti contaminati hanno mostrato una composizione alterata delle uova, in particolare nei rapporti magnesio/calcio, che potenzialmente influenzano la resistenza del guscio. I profili biochimici dell’albumina e del tuorlo delle uova hanno indicato differenze significative nei metaboliti e nei lipidi tra siti contaminati e di riferimento, suggerendo potenziali impatti sullo sviluppo dell’embrione. Le deformità delle schiuse erano notevolmente più elevate e con una frequenza maggiore in termini di tipi di deformità nei siti interessati da PFAS, con difetti comuni tra cui forme anomale delle scaglie intergolari e conteggi marginali delle scaglie. Inoltre, il profilo demografico della popolazione di tartarughe ha mostrato una mancanza di tartarughe giovani nei siti contaminati, indicando un reclutamento ridotto e potenziali cali della popolazione a lungo termine. Ciò indica una dimostrazione sul campo di un percorso di esito avverso, da livelli elevati di PFAS nelle tartarughe, a perturbazioni biochimiche all’interno degli animali e infine effetti sulla popolazione. Questi risultati sottolineano l’urgente necessità di misure normative per affrontare la contaminazione da PFAS e i suoi effetti dannosi sulla fauna selvatica.
Discussione con gli autori
Lo studio congiunto del CSIRO, l’agenzia scientifica nazionale australiana, e del Department of the Environment, Tourism, Science and Innovation del Queensland (DETSI), ha scoperto cambiamenti biochimici nelle tartarughe adulte e nelle loro piccole e ha osservato un calo della popolazione.
Il Dr. David Beale, ricercatore senior presso il CSIRO, ha affermato che «L’esposizione ad alte concentrazioni di PFAS ha avuto un impatto sui processi metabolici essenziali nelle tartarughe campionate. Gli adulti avevano un alto potenziale di sviluppare la gotta, che è mortale nei rettili».
I ricercatori hanno catturato, misurato, etichettato e rilasciato circa 350 tartarughe d’acqua dolce nell’ambito della loro indagine triennale. «Sono state rilevate concentrazioni di PFAS fino a 30 volte più elevate nel sangue e negli organi delle tartarughe provenienti dall’area altamente contaminata, rispetto ai siti di controllo in cui erano presenti bassi livelli di PFAS nell’acqua», ha dichiarato la Dr.ssa Suzanne Vardy, responsabile scientifica del DETSI.
«Quando abbiamo esaminato la popolazione, abbiamo scoperto che nel sito più contaminato mancavano esemplari giovani e secondo i nostri modelli, nel tempo, questi impatti avrebbero potuto provocare un crollo della popolazione».
La ricerca si è avvalsa di strumenti basati sulla teoria omica, ovvero tecniche avanzate impiegate per valutare migliaia di molecole all’interno di un organismo e scoprire come ha risposto a un contaminante o a una malattia. Questi strumenti offrono una visione olistica del metabolismo degli animali, ovvero le reazioni chimiche vitali che trasformano il cibo in energia.
«Stiamo effettuando un’analisi approfondita di migliaia di molecole biochimiche, proteine e lipidi per comprendere l’evoluzione della loro salute in questi ambienti contaminati», ha affermato il Dr. Beale. Questo approccio rivoluzionario ha permesso ai ricercatori di tracciare il collegamento tra i livelli di contaminazione da PFAS e gli impatti sulla salute degli animali. Ponendo così le basi per tecniche basate sull’omica da utilizzare nella ricerca futura per valutare come i PFAS influenzano una serie di processi biologici nella fauna selvatica australiana.
I PFAS sono presenti in una vasta gamma di prodotti di consumo, industriali e commerciali, come imballaggi alimentari e pentole antiaderenti, nonché vecchie schiume antincendio che il governo del Queensland ha iniziato a eliminare gradualmente nel 2016, diventando il primo stato australiano a farlo. Queste sostanze chimiche possono infiltrarsi nel terreno e nelle falde acquifere, percorrere lunghe distanze e non decomporsi completamente in modo naturale, il che spiega il loro soprannome di “sostanze chimiche eterne“.
Il DETSI sta intraprendendo una serie di attività normative per gestire i PFAS, tra cui la partecipazione a un comitato interdipartimentale, il finanziamento di ricerche innovative su come rimuovere i PFAS dall’ambiente e la collaborazione con altre agenzie governative per fornire una risposta coordinata alla gestione dei PFAS nel Queensland.
Con la revisione paritaria sottoposta all’approvazione dell’etica animale, è stato soppresso un piccolo numero di tartarughe per lo studio. La ricerca si basa su studi precedenti che hanno condotto analisi del sangue su circa 100 tartarughe. I ricercatori hanno garantito che le tartarughe venissero rilasciate nel loro habitat nel modo più sicuro e rapido possibile.
Credit foto in evidenza: Leanne White/Queensland Government
