Организмы, используемые для обнаружения рисков для человека
Виды-дозорные — это организмы , часто животные, используемые для обнаружения рисков для людей путем предоставления заблаговременного предупреждения об опасности. Эти термины в первую очередь применяются в контексте опасностей окружающей среды, а не из других источников. Некоторые животные могут выступать в качестве дозорных, поскольку они могут быть более восприимчивы или подвергаться большему воздействию определенной опасности, чем люди в той же среде. [1] Люди долгое время наблюдали за животными на предмет признаков надвигающихся опасностей или доказательств угроз окружающей среде. Растения и другие живые организмы также использовались для этих целей.
Исторические примеры
Многие наблюдения за животными указывают на токсичность пищи, воды или воздуха, которая может или может нанести вред человеку.
Канарейки
Классический пример — « канарейка в угольной шахте ». Идея размещения теплокровного животного в шахте для обнаружения угарного газа была впервые предложена Джоном Скоттом Холдейном в 1895 году [2] , а канарейки использовались уже в 1896 году. [3] [4] [5] [6] Такие страны, как Великобритания, США и Канада, использовали канареек в качестве вида-индикатора. [7] Вплоть до 20 века шахтеры приносили канареек в угольные шахты в качестве раннего сигнала оповещения о токсичных газах, в первую очередь окиси углерода. [8] Птицы, будучи более чувствительными, заболевали раньше шахтеров, которые затем имели возможность убежать или надеть защитные респираторы . В некоторых случаях канареек держали в клетках со специальными кислородными баллонами, чтобы птицы могли выжить после того, как их болезнь послужила предупреждением. [9] «Канарейка в угольной шахте» теперь используется как идиома для человека или предмета, который предупреждает людей об опасности. [10] [11]
Еще в 1939 году было установлено, что собаки более восприимчивы к раку миндалин, если их содержат в густонаселенных городских условиях. [12] Исследования также выявили более высокие показатели заболеваемости у животных, подвергавшихся воздействию табачного дыма . [12]
Птица
Болезнь Юсё была обнаружена, когда домашняя птица начала гибнуть с пугающей скоростью из-за отравления полихлорированным бифенилом (ПХБ), хотя к тому времени ею заболело около 14 000 человек.
Розы
Кусты роз часто высаживают в конце рядов виноградных лоз в виноградниках . Одной из предполагаемых причин является то, что розы очень восприимчивы к мучнистой росе , которая также может поражать виноградные лозы . Поэтому обнаружение плесени на розах иногда воспринимается как ранний предупреждающий знак для принятия превентивных мер по защите соседних виноградных лоз. Однако эффективность этой практики является предметом споров, поскольку розы и виноградные лозы поражаются разными видами плесени (хотя оба вида встречаются в схожих погодных условиях). [13]
Характеристики
Животные-сторожа должны иметь измеримые реакции на рассматриваемую опасность, будь то из-за смерти животного, исчезновения или какого-либо другого определяемого аспекта. [1] : 34 Многие из этих видов в идеале не находятся под угрозой исчезновения и с ними легко обращаться. Важно, чтобы ареал вида перекрывался с изучаемым ареалом. [14] Часто идеальный вид определяется характеристиками опасности.
Например, медоносные пчелы восприимчивы к загрязнению воздуха . [1] : 35 Аналогичным образом летучие мыши и ласточки использовались для мониторинга загрязнения пестицидами из-за их рациона, состоящего из насекомых, которые могли быть затронуты химическими веществами. [1] : 35 По той же причине водные животные или их прямые хищники используются в качестве видов-индикаторов для мониторинга загрязнения воды . [15]
Некоторые виды могут проявлять воздействие загрязняющего вещества раньше, чем люди, из-за своего размера, скорости размножения или более сильного воздействия загрязняющего вещества. [14]
Конкретные приложения
Токсичные газы
Канарейки традиционно использовались в угольных шахтах для обнаружения присутствия угарного газа . Высокая частота дыхания птиц, их небольшие размеры и высокий метаболизм по сравнению с шахтерами приводили к тому, что птицы в опасных шахтах погибали раньше шахтеров, давая им время принять меры.
Загрязнение воздуха и воды
Для измерения различных видов загрязнения воздуха использовались различные животные. К ним относятся медоносные пчелы для измерения загрязнения воздуха, двустворчатые моллюски [16] для онлайн-обследования качества воды и голуби для измерения содержания свинца в атмосфере. [1] : 35 Летучие мыши и ласточки использовались для мониторинга загрязнения пестицидами из-за их рациона, состоящего из насекомых, которые могли быть затронуты химикатами. [1] : 35
Загрязнение водной среды ДДТ количественно измерялось в калифорнийской рыбе. ПХБ измерялось посредством анализа печени рыб. [1] : 82 Концентрации токсафена были обнаружены далеко от области его использования посредством анализа форели в Великих озерах . [1] : 85 Доказательства атмосферного переноса вещества повлияли на последующий запрет его широкого использования. Аллигаторов могли использовать для предупреждения об опасном загрязнении в прудах-отстойниках Сентрвилля, штат Миссисипи . [17]
Ученые также наблюдают за раками в дикой природе в естественных водоемах, чтобы изучить уровень загрязняющих веществ в них. [18] [19] [20]
Пивоварня Protivin в Чешской Республике использует раков, оснащенных датчиками для обнаружения любых изменений в их телах или активности пульса, чтобы контролировать чистоту воды, используемой в их продукте. Существа содержатся в аквариуме, который питается той же местной природной водой, которая используется в их пивоварении. Если у трех или более раков наблюдаются изменения в их пульсе, сотрудники знают, что вода изменилась, и проверяют параметры. [18]
Инфекционные заболевания
Открытие вируса Западного Нила в Западном полушарии было предвестником вспышки заболевания у ворон и других диких птиц. Другие возникающие заболевания продемонстрировали связь между событиями, связанными со здоровьем животных, и риском для человека, включая оспу обезьян , атипичную пневмонию и птичий грипп . Во время вспышек бубонной чумы крысы начинают вымирать раньше людей. [ необходима цитата ]
^ abcdefgh Национальный исследовательский совет (США). Комитет по животным как мониторам экологических опасностей, «Животные как стражи экологических опасностей для здоровья: Комитет по животным как мониторам экологических опасностей», National Academy Press: 1991, ISBN 0309040469 .
^ Холдейн, Джон Скотт (1895). «Действие окиси углерода на человека». Журнал физиологии . XVIII (5–6): 448. doi :10.1113/jphysiol.1895.sp000578. PMC 1514663. PMID 16992272 .
^ Холдейн, Джон Скотт (1896). «Обнаружение и оценка оксида углерода в воздухе». Журнал физиологии . XX (6): 521–522. doi :10.1113/jphysiol.1896.sp000635. PMC 1512612. PMID 16992351 .
^ Acott, C. (1999). "JS Haldane, JBS Haldane, L Hill и A Siebe: краткое резюме их жизни". Журнал Южно-Тихоокеанского общества подводной медицины . 29 (3). ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. Архивировано из оригинала 27 июля 2011 г. Получено 12 июля 2008 г.{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
^ Boycott, AE; Damant, GCC; Haldane, JS (1908). «Профилактика заболеваний, вызванных сжатым воздухом». J. Hygiene . 8 (3): 342–443. doi :10.1017/S0022172400003399. PMC 2167126. PMID 20474365. Архивировано из оригинала 17 сентября 2008 г. Получено 05.09.2013 .{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
^ Хеллеманс, Александр; Банч, Брайан (1988). Расписания науки . Саймон и Шустер . стр. 411. ISBN0671621300.
↑ Журнал, Смитсоновский институт; Эшнер, Кэт. «История настоящей канарейки в угольной шахте». Smithsonian Magazine . Получено 17 октября 2022 г.
^ Дэвид А. Бенгстон, Дайан С. Хеншель, «Экологическая токсикология и оценка риска: биомаркеры и оценка риска», ASTM International, 1996, ISBN 0803120311 , стр. 220.
^ Поллард, Льюис (2018-03-27). «Канарейка-реаниматор». Блог Музея науки и промышленности . Получено 13 октября 2021 г.
^ ShareAmerica (2014-11-12). "Идиома в новостях: Канарейка в угольной шахте". ShareAmerica . Получено 2022-10-17 .
^ Форсайт, Карли (2022-09-22). "'Канарейка в угольной шахте': определение, значение и примеры". Советы по написанию . Получено 2022-10-17 .
^ abc Стивен Дж. Уитроу, Дэвид М. Вейл, «Клиническая онкология мелких животных» Уитроу и Макьюэна , Elsevier: 2007, ISBN 0721605583 , стр. 73-4.
^ "Розы и виноградники — друзья или враги? — Колонка мастера-садовода Напы — блоги ANR". 2023-02-08. Архивировано из оригинала 2023-02-08 . Получено 2024-06-09 .
^ ab Артур Д. Блум, Фредерик де Серр, Экотоксичность и здоровье человека: биологический подход к восстановлению окружающей среды , CRC Press: 1995, ISBN 1566701414 , стр. 76.
↑ Юджин Лав Фэр-младший (28 мая 2013 г.), «Рождество против Exxon Mobil», Апелляционный суд Миссисипи , получено 3 января 2014 г.
^ ab Hanrahan, Mark (27 сентября 2017 г.). «Сотрудники Crayfish помогают чешской пивоварне сохранять воду максимально чистой». Reuters TV . Архивировано из оригинала 25 октября 2019 г. Получено 1 ноября 2019 г.
^ "Clean Water". Missouri Conservationist Magazine . Vol. 69, no. 11. Missouri Department of Conservation. Ноябрь 2008. Архивировано из оригинала 25 октября 2019 года . Получено 1 ноября 2019 года .
^ Schilderman, PAEL; Moonen, EJC; Maas, LM; Welle, I.; Kleinjans, JCS (1999). «Использование раков в биомониторинговых исследованиях загрязнения окружающей среды реки Маас». Экотоксикология и безопасность окружающей среды . 44 (3): 241–252. Bibcode : 1999EcoES..44..241S. doi : 10.1006/eesa.1999.1827. ISSN 0147-6513. PMID 10581118.
↑ Интервью «Физик, очистись» в журнале Chicago Tribune (22 июня 1969 г.)
^ "Рождественское бюро находок: полицейская "канарейка в угольной шахте"". Tampa Bay Times . Получено 17 октября 2022 г.
^ «West Virginia Power теперь Charleston Dirty Birds!». MiLB.com . Получено 24 июля 2024 г.
Дальнейшее чтение
van der Schalie WH; Gardner HS Jr; Bantle JA; De Rosa CT; Finch RA; Reif JS; Reuter RH; Backer LC; Burger J; Folmar LC; Stokes WS. (Апр. 1999). «Животные как стражи опасностей для здоровья человека, связанных с химическими веществами в окружающей среде». Environ Health Perspect . 107 (4): 309–315. doi :10.1289/ehp.99107309. PMC 1566523. PMID 10090711 .
O'Brien DJ; Kaneene JB; Poppenga RH (март 1993 г.). «Использование млекопитающих в качестве часовых для контроля воздействия токсичных загрязняющих веществ на человека в окружающей среде». Environ Health Perspect . 99 : 351–368. doi :10.1289/ehp.9399351. PMC 1567056. PMID 8319652 .
Бэкер LC; Гриндем CB; Корбетт WT; Каллинз L; Хантер JL (2001-07-02). «Домашние собаки как стражи загрязнения окружающей среды». Sci Total Environ . 274 (1–3): 161–169. Bibcode : 2001ScTEn.274..161B. doi : 10.1016/S0048-9697(01)00740-9. PMID 11453293.
Rabinowitz P; Gordon Z; Chudnov D; Wilcox M; Odofin L; Liu A; Dein J. (апрель 2006 г.). «Животные как стражи агентов биотерроризма». Emerg Infect Dis . 12 (4): 647–652. doi :10.3201/eid1204.051120. PMC 3294700. PMID 16704814 .
Kahn LH (апрель 2006 г.). «Борьба с зоонозами, связывая медицину человека и ветеринарию». Emerg Infect Dis . 12 (4): 556–561. doi :10.3201/eid1204.050956. PMC 3294691. PMID 16704801 .
Внешние ссылки
База данных Canary: животные как стражи опасностей для здоровья человека в окружающей среде
Онлайн-биомониторинг качества воды путем постоянной записи поведения и физиологии двустворчатых моллюсков (биологические ритмы, скорость роста, нерест, раннее предупреждение), круглосуточно, по всему миру: MolluSCAN eye Архивировано 13.11.2016 в проекте Wayback Machine