Ympäristön raskasmetallit vauhdittavat talitiaispoikasten biologista ikääntymistä

​Turun yliopiston tiedote 13.10.2016

Biologinen ikääntyminen on iän myötä tapahtuvaa elimistön rappeutumista, joka heikentää yksilöiden lisääntymiskykyä ja elinikää. Biologinen ikääntyminen tapahtuu eri yksilöillä ajallisesti eri tahtiin riippuen erilaisista stressitekijöistä. Turun yliopiston tutkijat tarkastelivat raskasmetallien vaikutusta talitiaisten ja kirjosieppojen biologiseen ikääntymiseen mittaamalla lintujen telomeerien pituutta ja oksidatiivistä stressiä.

– Telomeerit ovat kromosomien päissä DNA:ta suojaavia alueita, joiden pituus on yhteydessä eliöiden kelpoisuuteen ja elinajanodotteeseen. Erilaiset stressitekijät voivat kiihdyttää telomeerien lyhenemistä ja siten nopeuttaa biologista ikääntymistä, sanoo tohtorikoulutettava Janina Stauffer.

Oksidatiivisen stressin, eli elimistön hapetus-pelkistystilan epätasapainon, epäillään toimivan fysiologisena mekanismina ympäristön erilaisten stressitekijöiden ja telomeerien lyhenemisen välillä. Elimistö pyrkii puolustautumaan oksidatiivistä stressiä vastaan antioksidanttien avulla.

– Tutkimus toteutettiin luonnonvaraisilla linnuilla vertaamalla saastuneella alueella pesiviä emoja ja poikasia puhtaalla alueella eläviin lintuihin. Talitiaispoikasilla oli merkittävästi lyhyemmät telomeerit saastuneella alueella verrattuna poikasiin puhtaammilla alueilla, Stauffer toteaa.

Odotusten mukaisesti aikuisten kirjosieppojen telomeerit olivat lyhempiä kuin poikasten, mutta talitiaisilla iän vaikutusta ei havaittu. Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, että talitiaisilla, joilla telomeerien lyheneminen on kiihtynyt saasteiden vuoksi jo poikasena, on heikompi todennäköisyys selviytyä aikuisikään kuin saasteettomalla alueella kasvaneilla poikasilla, joilla on pidemmät telomeerit.

– Globaalisti katsottuna raskasmetallitasot tutkimusalueen saastuneella alueella ovat suhteellisen matalia, minkä vuoksi tutkimustulokset ovat hälyttäviä, Stauffer painottaa.

Myös poikueen sisäinen kilpailu nopeuttaa biologista ikääntymistä talitiaisilla

Saastevaikutuksen lisäksi tutkijat havaitsivat poikueen sisäisen kilpailun aiheuttaman stressin lyhentävän telomeerejä. Talitiaisten poikasilla, jotka olivat pienempiä kuin poikueen keskiarvo, oli myös lyhyemmät telomeerit verrattuna poikasiin, jotka olivat keskimääräistä isompia.

Kirjosiepoilla ei havaittu vastaavaa vaikutusta, todennäköisesti vähäisemmän poikueen sisäisen kilpailun vuoksi. Tyypillisesti kirjosiepoilla on pienemmät poikueet ja poikasten väliset kokoerot ovat pienempiä verrattuna talitiaisiin.

Talitiaiset ja kirjosiepot näyttävät tutkimuksen mukaan puolustautuvan oksidatiivistä stressiä vastaan eri tavoin. Eri lajeilla havaittiin erilaiset antioksidanttivasteet ja eroja oli myös ikäryhmien välillä.

– Tulos korostaa varovaisuuden merkitystä, kun halutaan yleistää tutkimustuloksia. Vaikka monet fysiologiset komponentit löytyvät universaalisti eri eliöryhmistä ja eri lajeista, toimintamekanismit voivat erota merkittävästi. On tärkeää tutkia useampia tekijöitä, jotta voidaan ymmärtää kokonaiskuva, Stauffer huomauttaa.

Tutkimus on ensimmäinen jossa tutkitaan raskasmetallien vaikutuksia luonnonvaraisten eläinten telomeeribiologiaan.

– Ympäristön monet stressitekijät yhdessä elinvaiheiden ja lajienvälisten fysiologisten mekanismien eroavaisuuksien kanssa edellyttävät lisää erityisesti kokeellisia tutkimuksia, jotta voidaan tehdä tarkempia johtopäätöksiä miten ympäristömyrkyt vaikuttavat suorasti ja epäsuorasti ikääntymiseen, Stauffer toteaa.

Tutkimus on julkaistu Science of the Total Environment -tiedelehdessä: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716320617

Lisätietoja

Janina Stauffer
puh. 044 27 29 939
janina.stauffer@utu.fi