umu.sePublications
Change search
ExportLink to record
Permanent link

Direct link
BETA

Project

Project type/Form of grant
Project grant
Title [sv]
Leva i läkemedel - ekologiska effekter av läkemedel i akvatiska miljöer
Title [en]
Pharmaceuticals in aquatic systems: changing natural ecosystems through altered species interactions
Abstract [sv]
Leva i läkemedel. Dagligen konsumeras enorma mängder läkemedel i världen och konsumtionen kommer fortsätta stiga. Ökningen beror bland annat på en ökad tillgänglighet av billiga läkemedel och på ett demografiskt skifte mot en större andel äldre människor. Som en konsekvens av detta har det heller aldrig släppts ut så mycket läkemedel i vattendrag runt om i världen som nu. Den ökade konsumtionen av läkemedel har därför väckt oro, inte bara bland läkare utan även bland forskare, allmänheten och beslutsfattare. Eftersom de flesta läkemedel är framställda för att vara funktionella och stabila i kroppen, lämnar dessa sedan vanligen kroppen som ett aktivt läkemedel. Därefter hamnar de i reningsverk, men eftersom reningsverken inte har processer för att avlägsna många läkemedel, fortsätter de ut i de färskvattenssystem där reningsverken har sina utlopp. I dessa sjöar, bäckar eller älvar måste vattenlevande djur, t.ex. fisk och akvatiska insekter, leva i (och påverkas av) en blandning av läkemedel och vatten. Djuren andas, dricker, och lever alltså i läkemedel 24 timmar om dygnet. Att läkemedel i vatten kan ha allvarliga effekter på t.ex. fiskars fortplantningssystem har visats. Men tidigare studier har främst fokuserat på dödliga eller utvecklingsstörande effekter under höga läkemedelskoncentrationer. Jag har dock påvisat kraftiga effekter på flera viktiga beteenden (t.ex. risktagande, aktivitet och social tendens) hos fisk vid koncentrationer i nivå med de som uppmäts i vattendrag i Sverige och övriga världen idag. Dessa beteendeförändringar påverkade fiskarnas förmåga att fånga och äta föda och därmed också med stor sannolikhet överlevnad, tillväxt och fortplantning hos exponerade djur. En grupp läkemedel som enligt mina resultat, redan idag, påverkar organismer i vattendrag runt om i världen är benzodiazepiner. Denna grupp är bland de mest använda, och alltså också troligen mest utsläppta, av alla psykofarmaka. De används för att behandla människor med t.ex. ångestsyndrom och finns numera i avfalls-, yt-, och dricksvatten över hela världen. Trots den berättigade oron för utsläpp av psykofarmaka i naturen, finns det ännu inga omfattande studier av de ekologiska konsekvenser som benzodiazepiner har i akvatiska ekosystem. Detta är alarmerande eftersom denna grupp läkemedel är tillverkade i syfte att modifiera beteenden och den receptor som läkemedlen påverkar (GABA) finns i majoriteten av alla ryggradsdjur. Det är alltså inte förvånande att jag, i en tidigare studie av en benzodiazepin (oxazepam), påvisat kraftiga beteendeförändringar hos abborre vid koncentrationer som motsvarar de uppmätta i vatten från t.ex. Fyrisån utanför Uppsala. Benzodiazepiner, som normalt används för att minska ångest, rastlöshet och sömnsvårighet hos människor, har dessutom påvisats ackumulera i vildlevande fisk. Eftersom det är av avgörande betydelse för både överlevnad och fortplantning att djur beter sig på rätt sätt i olika situationer bör läkemedel som modifierar beteende också påverka chansen att överleva, konkurrera och tillväxa. I detta projekt kommer jag att, med mina tidigare resultat som bas, kunna ta nästa steg i att studera och identifiera vilka ekologiska effekter läkemedel har i akvatiska miljöer. Främst kommer jag att studera hur benzodiazepiner påverkar abborre (Perca fluviatilis) eftersom den är en vanlig fisk med stort utbredningsområde som både är av stor betydelse för vilka andra organismer man hittar i ett vattendrag och dessutom är en viktig matfisk för människan. Mer specifikt kommer jag att: 1) Undersöka hur benzodiazepiner påverkar abborrar både som rovdjur och byte och hur denna påverkan i sin tur affekterar andra arter. 2) Studera hur oxazepam påverkar överlevnad och tillväxt hos abborre. 3) Undersöka hur fiskars benägenhet att sprida sig påverkas av benzodiazepiner. 4) Studera storskaliga effekter, d.v.s. hur läkemedel i vatten kan påverka hela ekosystem, genom att dokumentera vad som händer med artsammansättning och tillväxt i experimentellt förorenade och icke förorenade dammar. Det är oerhört angeläget att studier av läkemedels effekter i miljön genomförs eftersom läkemedel dagligen förorenar våra vatten samtidigt som vi står utan kunskap om vilka effekter det har på vattenlevande djur och samspelet dem emellan. Resultaten från denna studie kommer att ge ny värdefull kunskap om potentiella konsekvenser av läkemedel i vattendrag och ge en unik insikt i hur allvarlig situationen med läkemedel i miljön verkligen är.
Abstract [en]
Humans are increasingly dependent on pharmaceuticals and consumption is set to rise. As a consequence, more and more pharmaceuticals are released into waterways worldwide with little knowledge of how they affect aquatic ecosystems. My recent results suggest that effects of pharmaceuticals in aquatic environments are much more important and widespread than currently assumed, and that these effects can result in major changes in species interactions, population dynamics and ecosystem function. In an earlier study, I found that concentrations of pharmaceuticals presently found in many waterways profoundly alter important behavioural traits in fish and that this in turn affects feeding efficiency. To expand on this I propose to investigate the ecological effects of pharmaceuticals, via behavioural modifications, at different levels (individual, species and community) of replicated aquatic ecosystems. More specifically, this project will provide novel information of how common mood-stabilizing drugs (benzodiazepine) affect growth, competition, dispersal and predation of perch, and how these changes in turn may affect species interactions and community composition. I use a multidisciplinary approach that integrates state-of-the-art behavioural ecology, population and community biology and chemical methods. In addition, I combine the strengths of laboratory studies, large-scale field-manipulations and world-wide surveys across multiple, natural ecosystems.
Co-InvestigatorFick, Jerker
Principal InvestigatorBrodin, Tomas
Coordinating organisation
Umeå University
Funder
Period
2014-01-01 - 2016-12-31
National Category
EcologyBehavioral Sciences BiologyZoology
Identifiers
DiVA, id: project:729Project, id: 2013-734_Formas

Search in DiVA

EcologyBehavioral Sciences BiologyZoology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar