В Бразилии исследование, проведенное учеными из Университета Сан-Паулу (USP) и сотрудниками, показало, что вырубка лесов в Амазонке вызывает увеличение разнообразия устойчивых к антибиотикам бактерий.

В статье об исследовании, опубликованной в Soil Biology and Biochemistry сравниваются микроорганизмы, обитающие в почве естественного леса, с микроорганизмами, обитающими на пастбищах и пахотных землях. Исследователи обнаружили гораздо большее количество генов, считающихся маркерами устойчивости к антибиотикам, в вырубленных, а не в лесных районах.

Бактерии производят вещества, с помощью которых они могут атаковать друг друга в соревновании за ресурсы, что является обычным в любой среде. Однако, когда территория вырубается, эта конкуренция усиливается несколькими факторами, благоприятствуя бактериям, которые могут противостоять этим веществам. Если они достигнут человека, эти микроорганизмы могут стать серьезной проблемой »

Лукас Уильям Мендес, автор последнего исследования и исследователь, Центр ядерной энергии в сельском хозяйстве (CENA-USP), Пирасикаба

Исследование было частью проекта, связанного с Исследовательской программой FAPESP по характеристике, сохранению, восстановлению и устойчивому использованию биоразнообразия (BIOTA-FAPESP) под руководством профессора CENA-USP Цая Сиу Муи.

Устойчивость к антибиотикам представляет собой глобальную чрезвычайную ситуацию в области общественного здравоохранения, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), которая утверждает, что лекарственно-устойчивые заболевания вызывают около 700 000 смертей в год во всем мире.

В ходе исследования исследователи из CENA-USP в сотрудничестве с коллегами из сельскохозяйственного колледжа Луиса де Кейроса (ESALQ-USP) и учеными из Национальной лаборатории научных вычислений в Петрополисе, штат Рио-де-Жанейро, проанализировали около 800 миллиона последовательностей ДНК, извлеченных из 48 образцов почвы, собранных в штате Пара и северном штате Мату-Гросу, которые являются частью биома Амазонки.

Используя инструменты биоинформатики, исследователи сравнили последовательности ДНК из образцов с генетической базой данных и обнаружили 145 устойчивых к антибиотикам генов, запускающих 21 различный молекулярный механизм. Хотя устойчивые к антибиотикам бактерии присутствуют в лесной почве, этих микроорганизмов и их механизмов устойчивости гораздо больше в почве пастбищ, обезлесенных территорий и пахотных земель.

Микроорганизмы обезлесения

«Процесс оккупации Амазонки состоит из сначала вырубки наиболее ценных деревьев, а затем вырубки и сжигания всех остальных, чтобы освободить место для посевов или кормовой травы для скота», – сказал Мендес. «Помимо золы от сгоревшей растительности, почва известняется, чтобы уменьшить кислотность, и применяются другие агрохимикаты. Обилие питательных веществ способствует размножению бактерий и жесткой конкуренции за ресурсы»

.

Предыдущие исследования группы CENA-USP показали, что, несмотря на сокращение разнообразия микроорганизмов лесных почв, изобилие бактерий приносит пользу растениям за счет круговорота питательных веществ и усиления фотосинтеза, а также оказывает положительное влияние на атмосферу, включая фиксацию углерода и потребление метан, второй по значимости парниковый газ после двуокиси углерода.

В последнем исследовании исследователей поразило большое количество бактерий, устойчивых к двум определенным классам антибиотиков, тетрациклинам и бета-лактамазам.

Лекарства с этими активными ингредиентами широко используются для лечения болезней крупного рогатого скота и могут попадать в почву с фекалиями и мочой, поскольку абсорбция антибиотиков у крупного рогатого скота низкая. Кроме того, по мнению исследователей, использование навоза в качестве удобрения может способствовать распространению устойчивых к лекарствам бактерий.

Ученые не могут быть уверены в том, что микроорганизмы, невосприимчивые к антибиотикам, способны мигрировать из почвы Амазонки в производимые там продукты питания, такие как зерно, сахарный тростник и говядину. «Некоторые исследования предполагают, что передача может происходить, но на сегодняшний день исследования не продемонстрировали этого», – сказал Мендес. «За этим нужно внимательно следить, потому что, если эти устойчивые к лекарствам бактерии достигнут человека, они вызовут серьезные проблемы со здоровьем»

Также нет никаких немедленных решений, чтобы предотвратить размножение бактерий в культивируемой почве. Методы управления, которые учитывают другие функции микроорганизмов, помимо повышения урожайности, такие как круговорот питательных веществ и сокращение видов, производящих метан, например, могут помочь смягчить проблему.

Это может быть сделано путем пересадки естественной почвы на возделываемые площади или использования инокулянтов, продуктов на основе микроорганизмов, которые выполняют важные функции в почве, а также снижают потребность в удобрениях и агрохимикатах. Действительно, ожидается, что к 2025 году рынок сельскохозяйственных продуктов на основе микробиома будет стоить более 10 миллиардов долларов США.

В Амазонии решения и возможности могут быть очень близки к пастбищу или плантации, в почве естественного леса.