Poluarea cu cofeină ar putea afecta comportamentul antidepredator al crustaceelor
Cofeina, stimulentul prezent în cafea și ceai, ajunge frecvent în râuri și pâraie prin intermediul sistemelor de tratare a apelor uzate, iar efectele sale asupra mediilor de apă dulce rămân în mare parte necunoscute. Cercetători de la Universitatea din Bonn și de la Manchester Metropolitan University au realizat un studiu pentru a înțelege mai bine modul în care concentrații de cofeină comparabile cu cele detectate în mediile de apă dulce afectează amfipodul Gammarus pulex, un crustaceu asemănător creveților.
Rezultatele lor, publicate în Biology Letters, sugerează că o concentrație ridicată de cofeină face acest amfipod mai activ și mai puțin înclinat să evite lumina decât o concentrație scăzută, ceea ce ar putea crește expunerea sa la prădători.
„Cofeina este un contaminant emergent al mediului în ecosistemele de apă dulce, introdus în principal prin apele uzate”, au scris Elias Fritzsche, Hannah Otto și colegii lor în lucrarea lor. „Chiar și la concentrații scăzute, cofeina poate afecta fiziologia și comportamentul organismelor acvatice. Cu toate acestea, semnificația sa ecologică rămâne puțin înțeleasă.”
Gammarus pulex, numit uneori crevetă de apă dulce, este un crustaceu amfipod mic, de culoare cenușie-brună, care poate atinge până la 21 mm lungime. Pentru a evalua efectele expunerii la cofeină asupra acestui crustaceu, cercetătorii au studiat 120 de indivizi în condiții diferite.
„Am examinat impactul concentrațiilor de cofeină relevante pentru mediu asupra comportamentului antidepredator al amfipodului de apă dulce Gammarus pulex”, au scris autorii. „Gamaridele joacă un rol central în procesele de descompunere acvatică și reprezintă o sursă primară de hrană pentru diverși prădători acvatici.”
Cercetătorii au plasat crustaceele în 12 rezervoare care conțineau fie o concentrație scăzută, fie una ridicată de cofeină. Fiecare rezervor conținea cinci indivizi infectați cu un parazit numit P. minutus și cinci indivizi neinfectați. Toate animalele au fost expuse la concentrația respectivă de cofeină timp de 20 de ore.
„Acest parazit acantocefal manipulează comportamentul antidepredator al gazdei sale intermediare, gamaridul, modificându-i fotofobia, crescând astfel transmiterea către gazda finală, păsările de apă”, au explicat autorii. Folosind un design experimental cu două opțiuni, ei au evaluat comportamentul fototactic al indivizilor infectați și neinfectați cu P. minutus după 20 de ore de expunere la cofeină în concentrație ridicată și scăzută.
În experimentele lor, cercetătorii au observat că indivizii expuși la o concentrație ridicată de cofeină erau mai activi și prezentau mai puțină fotofobie decât cei expuși la o concentrație scăzută. Cu alte cuvinte, Gammarus pulex care înotau în apă cu concentrație ridicată de cofeină erau mai activi și mai puțin înclinați să evite lumina.
În mod notabil, reducerea fotofobiei asociată cu expunerea la o concentrație ridicată de cofeină a fost comparabilă cu cea observată la indivizii de Gammarus pulex infectați cu parazitul P. minutus. Infecțiile cu P. minutus au fost anterior asociate cu o probabilitate mai mare ca amfipodele să fie consumate de păsările de apă, astfel încât concentrațiile ridicate de cofeină ar putea avea efecte similare.
„Aceste rezultate sugerează că substanțele chimice de origine umană pot modifica comportamentul antidepredator într-o direcție similară cu o manipulare mediată de paraziți, evoluată în timp, ceea ce ar putea crește riscul de prădare și, în cele din urmă, ar putea altera dinamica ecosistemelor”, au scris autorii.
Deoarece experimentul nu a inclus un grup de control fără cofeină, constatările demonstrează efecte dependente de concentrație, mai degrabă decât efectele expunerii la cofeină în sine. Studii viitoare ar putea testa implicațiile ecologice ale acestor constatări, de exemplu determinând dacă prădătorii capturează mai frecvent amfipode expuse la concentrații mai ridicate de cofeină sau monitorizând populațiile de Gammarus pulex în medii de apă dulce contaminate de-a lungul timpului.
Observațiile echipei contribuie la înțelegerea poluării cu cofeină și a posibilelor sale efecte asupra animalelor din apele dulci. În cele din urmă, acestea ar putea informa dezvoltarea de tehnologii sau intervenții menite să reducă poluarea cu cofeină sau să împiedice pătrunderea acesteia în mediile de apă dulce.
