在城市溪流中，持續(xù)的藥物污染會(huì)導(dǎo)致水生微生物群落對(duì)藥物產(chǎn)生抗藥性。因此，今天發(fā)表在Ecosphere期刊上的一項(xiàng)新研究報(bào)告。

卡里生態(tài)系統(tǒng)研究所的水生態(tài)學(xué)家艾瑪·羅西(Emma Rosi)和該研究的主要作者解釋說：“廢水處理設(shè)施無法去除許多藥物化合物。我們對(duì)流微生物如何進(jìn)行關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)如去除養(yǎng)分感興趣并打破落葉 - 對(duì)藥物污染做出反應(yīng)。“

研究人員在馬里蘭州巴爾的摩的四個(gè)溪流中評(píng)估了藥物的存在 - 包括止痛藥，興奮劑，抗組胺藥和抗生素。然后他們測(cè)量了微生物對(duì)藥物暴露的反應(yīng)。選擇研究地點(diǎn)代表從郊區(qū)到城市的發(fā)展梯度。

微生物如細(xì)菌和藻類生長(zhǎng)在稱為生物膜的復(fù)雜組合中 - 在河床中的巖石上發(fā)現(xiàn)的粘性涂層。這些分類多樣化的社區(qū)對(duì)維持淡水健康至關(guān)重要。它們驅(qū)動(dòng)養(yǎng)分循環(huán)，分解污染物，并形成溪流食物網(wǎng)的基礎(chǔ)。

Rosi指出，“不同類型的微生物可以承受不同類型和濃度的合成化學(xué)物質(zhì)。當(dāng)我們將溪流暴露于藥物污染時(shí)，我們無意中改變了它們的微生物群落。但對(duì)于這對(duì)生態(tài)功能和水質(zhì)的意義卻知之甚少。”

分析的溪流是巴爾的摩生態(tài)系統(tǒng)研究的一部分，并且在污水和養(yǎng)分污染方面有明顯的差異。在為期兩周的時(shí)間內(nèi)，在河流中部署了被動(dòng)采樣器，以捕獲六種藥物的存在和豐度的快照。這些包括：咖啡因和苯丙胺(興奮劑)，對(duì)乙酰氨基酚和嗎啡(止痛藥)，磺胺甲惡唑(抗生素)和苯海拉明(抗組胺藥)。

結(jié)果很清楚：城市溪流有更多的藥物污染。與他們的郊區(qū)同行相比，他們既有更多的藥物存在，也有更高的藥物濃度。

在同樣的兩周內(nèi)，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)測(cè)試，探索四種流中每一種微生物群落對(duì)咖啡因，西咪替丁，環(huán)丙沙星和苯海拉明的影響。污染物單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試，重點(diǎn)關(guān)注哪些微生物物種可以在藥物存在下存活，以及它們?nèi)绾斡行У匕l(fā)揮作用。

芝加哥洛約拉大學(xué)的共同作者約翰·J·凱利解釋說：“流微生物群落對(duì)藥物敏感，可以抑制呼吸和初級(jí)生產(chǎn)。我們使用呼吸作為評(píng)估微生物維持生物功能的能力的代理。藥品“。

將含有目標(biāo)藥物和纖維素海綿的試驗(yàn)罐(其中微生物可以容易地定殖)置于四個(gè)流中。將僅含有纖維素海綿的對(duì)照罐放置在試驗(yàn)罐附近。14天后，將罐子放入實(shí)驗(yàn)室并進(jìn)行分析，以確定微生物物種的存在和豐度及其呼吸速率。

咖啡因，西咪替丁和環(huán)丙沙星導(dǎo)致所有部位的微生物呼吸減少;苯海拉明具有邊際效應(yīng)?？股丨h(huán)丙沙星對(duì)呼吸率有負(fù)面影響，但僅限于郊區(qū)溪流。在城市溪流中，藥物暴露和對(duì)照試驗(yàn)罐中的微生物呼吸是相同的。

藥物暴露后，城市和郊區(qū)的微生物種類和豐富程度不同。在城市溪流中，微生物群落的物種組成發(fā)生了變化，能夠更好地維持呼吸速率。這表明當(dāng)非抗性物種不能存活時(shí)，這些溪流具有可以繁殖的抗性微生物。

羅西解釋說，“我們懷疑的是，由于城市河流都在長(zhǎng)時(shí)間尺度收到頻繁醫(yī)藥的投入，口袋藥物耐藥微生物的這些物流中發(fā)展起來的。他們準(zhǔn)備殖民基板，即使藥物都存在。當(dāng)面對(duì)制藥曝光，即使其他物種被淘汰，這些抗性微生物也能保持生態(tài)功能。“

雖然微生物群落可以在持續(xù)的藥物投入的情況下適應(yīng)和繁殖，但并非所有微生物在其對(duì)水質(zhì)和人類健康的影響方面都是平等的。例如，在大多數(shù)城市化流中發(fā)現(xiàn)的氣單胞菌屬的細(xì)菌物種與人類疾病和胃腸疾病密切相關(guān)。

凱利總結(jié)道，“有效管理我們的淡水需要了解污染物，包括藥物，如何影響微生物群落。我們的研究結(jié)果表明，生物膜具有驚人的彈性。微生物物種組成變化的更廣泛的生態(tài)影響，以及受抑制的影響更多農(nóng)村溪流中的微生物功能仍然是需要探索的重要問題。“