Australijskie ekosystemy podtrzymują ludzkie życie poprzez dostarczanie usług, w tym żywności i włókien, wśród wielu innych dynamicznych interakcji1. Jak na ironię, to właśnie działalność człowieka jest dominującym motorem zakłóceń ekosystemów poprzez zmiany różnorodności biologicznej2. Fragmentacja siedlisk, znana jako proces dzielenia dużych ciągłych siedlisk na małe skrawki lądu, odizolowane od siebie, jest główną antropogeniczną zmianą różnorodności biologicznej zagrażającą australijskim ekosystemom2. Fragmentacja siedlisk modyfikuje strukturę i różnorodność składu gatunkowego na danym obszarze, zmniejszając w ten sposób obszar siedliska niezbędny tym gatunkom do utrzymania żywotnych populacji2. Rezultatem tego jest zwiększona konkurencja między gatunkami o zasoby, w tym pożywienie, paliwo, włókno i wodę3. Niszczenie australijskich ekosystemów poprzez zmiany różnorodności biologicznej ma katastrofalne konsekwencje dla wielu australijskich gatunków rodzimych1.
Najbardziej charakterystyczny gatunek torbacza w Australii, koala (Phascolarctos cinereus), zależy od tego, czy australijskie ekosystemy pozostaną zdrowe, aby przetrwać4. Wprowadzenie osadnictwa europejskiego spowodowało gwałtowny spadek australijskich populacji koali, ponieważ były one zabijane dla skór w pogoni za zyskiem w dużym handlu eksportowym5. Praktyka ta została zakazana w latach 80-tych, a populacje koali były wtedy w stanie ustabilizować się5. Jednak gwałtowny wzrost populacji ludzkiej spowodował, że gatunek ten konkuruje o większość swojego siedliska, a jego przetrwanie jest ponownie zagrożone6. Według Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody (IUCN) wszystkie populacje australijskich koali są wymienione jako zagrożone wyginięciem z tendencją spadkową populacji7. Wpis ten przypisuje się niepewności co do istotnych parametrów populacji i wyraźnej zmienności trendów populacji tego gatunku7. Jako najbardziej kultowe i endemiczne zwierzęta, koale w dużej mierze przynoszą korzyści australijskiej gospodarce poprzez turystykę (NSW Office of Environment and Heritage 2018). Szacuje się, że turystyka związana z koalami wygenerowała około 9 000 miejsc pracy i wnosi do gospodarki od 1,1 do 2,5 miliarda dolarów (Biuro Środowiska i Dziedzictwa Nowej Południowej Walii 2018). Usunięcie któregokolwiek z gatunków może być katastrofalne w skutkach i można je zaobserwować w stałym spadku liczebności rodzimej australijskiej przyrody6. Dodatkowo, gospodarka Australii odczuje konsekwencje, jeśli populacje australijskich koali będą nadal spadać w tempie, w jakim są6.
Sugeruje się, że częstość występowania zgonów i chorób w odpowiedzi na fragmentację siedlisk jest wynikiem przewlekłego stresu8. Już teraz dwadzieścia cztery gatunki torbaczy zostały uznane za wymarłe w Australii z powodu fragmentacji siedlisk, przy czym koale podążają za podobnym trendem8. Złożoność fragmentacji siedlisk i systemów biologicznych jest synergiczna, ale można ją rozpakować poprzez analizę reakcji na stres6. Ogólnie rzecz biorąc, każde zakłócenie w naturalnym otoczeniu zwierzęcia aktywuje złożoną kaskadę zdarzeń neurohormonalnych, znaną jako reakcja "walcz lub uciekaj"9,10. Ta reakcja na stres jest procesem, który rozpoczyna się w mózgu, gdzie aktywowana jest oś podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA)11. Składnik mózgu zwany podwzgórzem uwalnia hormon uwalniający kortykotropinę (CRH), który następnie sygnalizuje przednie przysadki mózgowe do uwolnienia hormonu adrenokortykotropowego (ACTH)11. To z kolei stymuluje wydzielanie glikokortykosteroidów z rdzenia nadnerczy. Organizm krąży glikokortykosteroidy we krwi, co przekierowuje magazynowanie glukozy z glikogenu i mobilizuje glukozę ze zmagazynowanego glikogenu11. Ta kaskada zdarzeń neurohormonalnych jest reakcją wykorzystywaną przez zwierzę do radzenia sobie z nieprzewidywalnymi bodźcami11. Jednakże, gdy glikokortykosteroidy są uwalniane i utrzymują się na podwyższonym poziomie przez dłuższy czas, uważa się, że zwierzę doświadcza przewlekłego stresu12,13. Proces ten polega na przekierowaniu energii z dala od innych funkcji organizmu, ponieważ jest ona potrzebna do ciągłej produkcji glikokortykosteroidów13. W rezultacie, przewlekły stres może uniemożliwiać wzrost, reprodukcję i odporność, które są kluczowymi cechami sprawności fizycznej wymaganymi do przetrwania14.
Pomiar produkcji glukokortykosteroidów u zwierzęcia jest powszechnym wskaźnikiem używanym do określenia, czy zwierzę doświadcza stresu fizjologicznego, czy nie15. W tym celu glikokortykosteroidy można mierzyć w osoczu krwi, surowicy, ślinie, moczu lub kale16. Jednak dowody sugerują, że włosy są znacznie skuteczniejszym wskaźnikiem przewlekłego stresu, w przeciwieństwie do wyżej wymienionego16. Dzieje się tak, ponieważ uważa się, że włosy zawierają hormony przenoszone przez krew w fazie wzrostu; jest stosunkowo stabilny; a każdy kortyzol wykryty we włosach odzwierciedla stres fizjologiczny doświadczany w okresie wzrostu włosów, który może trwać od tygodni do miesięcy16. Co więcej, każde zbieranie kortyzolu powinno być nieinwazyjne, aby zminimalizować stres związany z wychwytywaniem i obchodzeniem się16. Jednak stres doświadczany podczas tego wydarzenia nie wpłynąłby na poziom glukokortykosteroidów w hair16. Przeprowadzono wiele badań, które badają biegłość w używaniu włosów do pomiaru długotrwałego stresu u wielu zwierząt i obejmują badania na reniferach, niedźwiedziach grizzly, rezusach, piżmowołach i niedźwiedziach brunatnych17,18,19,20,21. Kortyzol do włosów jest zwykle ekstrahowany przez pierwsze umycie próbki, aby upewnić się, że kortyzol pochodzący z potu i sebum osadzony na powierzchni włosów nie jest jednocześnie ekstrahowany z kortyzolem, a następnie sproszkowanie próbki w ubijaku do koralików22. Po umyciu próbkę należy wysuszyć, aby zapewnić całkowite odparowanie22. Na koniec, za pomocą rozpuszczalnika, próbkę można wyekstrahować i odtworzyć, aby ułatwić oznaczenie kortyzolu22. Najpowszechniejszym rozpuszczalnikiem używanym do ekstrakcji kortyzolu z futra jest metanol21,23; Istnieją jednak badania, które wykorzystują etanol i izopropanol w swoich technikach ekstrakcji kortyzolu. Na przykład badanie, w którym użyto etanolu, zakończyło się sukcesem w ekstrakcji kortyzolu z ludzkiego płynu owodniowego24. Ponadto badanie, w którym użyto izopropanolu, odniosło sukces w ekstrakcji kortyzolu z ludzkich włosów i paznokci25,26. Z tego powodu w badaniu przetestowano wszystkie trzy rozpuszczalniki (metanol, etanol i izopropanol), aby określić, który z nich był najbardziej skuteczny w ekstrakcji kortyzolu z próbek futra koala.
Głównym celem tego badania było wykorzystanie obecnych technik do walidacji optymalnej techniki ekstrakcji hormonów, która ma być stosowana jako nieinwazyjny pomiar kortyzolu z futra koali. Udało się to osiągnąć dzięki przetestowaniu trzech rozpuszczalników ekstrakcyjnych (metanolu, etanolu i izopropanolu). Postawiliśmy hipotezę, że metanol będzie optymalnym rozpuszczalnikiem używanym do ekstrakcji kortyzolu z futra koala, ponieważ jest to zalecany rozpuszczalnik do ekstrakcji za pomocą Arbor assay kortyzolu kits27.