Dës Studie huet d'Lethalitéit, d'Subletalitéit an d'Toxizitéit vu kommerziellen ... ënnersicht.CypermethrinFormuléierungen op anuranesch Kaulquappen. Am akuten Test goufen Konzentratioune vun 100–800 μg/L fir 96 Stonnen getest. Am chroneschen Test goufen natierlech optriedend Cypermethrin-Konzentratiounen (1, 3, 6 an 20 μg/L) op Mortalitéit getest, gefollegt vun engem Mikronukleustest an Anomalien an de roude Bluttzellen fir 7 Deeg. Den LC50 vun der kommerzieller Cypermethrin-Formuléierung fir Kaulquappen war 273,41 μg L−1. Am chroneschen Test huet déi héchst Konzentratioun (20 μg L−1) zu enger Mortalitéit vu méi wéi 50% gefouert, well se d'Halschent vun den geteste Kaulquappen ëmbruecht huet. De Mikronukleustest huet bedeitend Resultater bei 6 an 20 μg L−1 gewisen an et goufen e puer nuklear Anomalien festgestallt, wat drop hiweist, datt déi kommerziell Cypermethrin-Formuléierung e genotoxescht Potenzial géint P. gracilis huet. Cypermethrin stellt e grousst Risiko fir dës Aart duer, wat drop hiweist, datt et verschidde Problemer verursaache kann an d'Dynamik vun dësem Ökosystem kuerz- a laangfristeg beaflosse kann. Dofir kann een dovun ausgoen, datt kommerziell Cypermethrin-Formuléierungen toxesch Auswierkungen op P. gracilis hunn.
Wéinst der kontinuéierlecher Expansioun vun der landwirtschaftlecher Aktivitéit an der intensiver Uwendung vun ...SchädlingsbekämpfungMoossnamen, Waasserdéieren sinn dacks Pestiziden ausgesat1,2. D'Verschmotzung vu Waasserressourcen an der Géigend vu landwirtschaftleche Felder kann d'Entwécklung an d'Iwwerliewe vun Net-Zilorganismen wéi Amphibien beaflossen.
Amphibien gi bei der Bewäertung vun Ëmweltmatrices ëmmer méi wichteg. Anuranen gëllen als gutt Bioindikatoren fir Ëmweltverschmotzung wéinst hiren eenzegaartegen Charakteristiken, wéi komplex Liewenszyklen, séier Larvewuesstumsraten, trophesche Status, permeabel Haut10,11, Ofhängegkeet vu Waasser fir d'Reproduktioun12 an ongeschützte Eeër11,13,14. De klenge Waasserfräsch (Physalaemus gracilis), allgemeng bekannt als Trauerfräsch, huet sech als Bioindikatoraart fir Pestizidverschmotzung erwisen4,5,6,7,15. D'Aart gëtt a stëllende Gewässer, geschützte Gebidder oder Gebidder mat variabelen Liewensraim an Argentinien, Uruguay, Paraguay a Brasilien1617 fonnt a gëtt vun der IUCN-Klassifikatioun als stabil ugesinn wéinst hirer breeder Verbreedung an Toleranz fir verschidden Liewensraim18.
Subletal Effekter goufen bei Amphibien no der Belaaschtung mat Cypermethrin gemellt, dorënner Verhalens-, morphologesch a biochemesch Verännerungen bei Kaulquappen23,24,25, verännert Mortalitéits- an Metamorphosezäit, enzymatesch Verännerungen, reduzéierten Ausbrucherfolleg24,25, Hyperaktivitéit26, Hemmung vun der Cholinesteraseaktivitéit27 a Verännerungen an der Schwammleistung7,28. Wéi och ëmmer, Studien iwwer déi genotoxesch Effekter vu Cypermethrin bei Amphibien sinn limitéiert. Dofir ass et wichteg d'Empfindlechkeet vun Anuran-Aarten fir Cypermethrin ze bewäerten.
Ëmweltverschmotzung beaflosst dat normalt Wuesstum an d'Entwécklung vun Amphibien, awer déi eeschtst negativ Auswierkung ass genetesch Schied un der DNA, verursaacht duerch Pestizidbelaaschtung13. D'Analyse vun der Bluttzellenmorphologie ass e wichtege Bioindikator fir Verschmotzung a potenziell Toxizitéit vun enger Substanz fir wëll Aarten29. De Mikronukleustest ass eng vun den heefegst benotzte Methoden fir d'Genotoxizitéit vu Chemikalien an der Ëmwelt30 ze bestëmmen. Et ass eng séier, effektiv an net deier Method, déi e gudden Indikator fir chemesch Verschmotzung vun Organismen wéi Amphibien31,32 ass a kann Informatiounen iwwer d'Beliichtung duerch genotoxesch Schadstoffer33 liwweren.
D'Zil vun dëser Studie war et, dat toxescht Potenzial vu kommerziellen Cypermethrin-Formulatioune fir kleng aquatesch Kaulquappen mat Hëllef vun engem Mikronukleustest an enger ekologescher Risikobewertung ze evaluéieren.
Kumulativ Mortalitéit (%) vu P. gracilis Kaulquappen, déi während der akuter Period vum Test verschiddene Konzentratioune vu kommerziellem Cypermethrin ausgesat waren.
Kumulativ Mortalitéit (%) vu P. gracilis Kaulquappen, déi während engem chroneschen Test verschiddene Konzentratioune vu kommerziellem Cypermethrin ausgesat waren.
Déi observéiert héich Mortalitéit war e Resultat vu genotoxeschen Effekter bei Amphibien, déi verschiddene Konzentratioune vu Cypermethrin (6 an 20 μg/L) ausgesat waren, wéi duerch d'Präsenz vu Mikrokären (MN) an nuklear Anomalien an Erythrozyten beweist gëtt. D'Bildung vu MN weist op Feeler an der Mitose hin a gëtt mat enger schlechter Bindung vu Chromosomen u Mikrotubuli, Defekter a Proteinkomplexer verbonnen, déi fir d'Chromosomopnahm an den Transport verantwortlech sinn, Feeler an der Chromosomsegregatioun a Feeler an der DNA-Schuedreparatur38,39 a kann mat Pestizid-induzéierten oxidativen Stress40,41 zesummenhänken. Aner Anomalien goufen bei allen evaluéierte Konzentratioune observéiert. Erhéicht Cypermethrin-Konzentratioune hunn d'nuklear Anomalien an Erythrozyten ëm 5% an 20% bei der niddregster (1 μg/L) respektiv héchster (20 μg/L) Dosen erhéicht. Zum Beispill kënnen Ännerungen an der DNA vun enger Aart eescht Konsequenze fir souwuel kuerz- wéi och laangfristeg Iwwerliewe hunn, wat zu engem Populatiounsréckgang, enger verännerter reproduktiver Fitness, Inzucht, Verloscht vun der genetescher Diversitéit a verännerte Migratiounsraten féiert. All dës Faktoren kënnen d'Iwwerliewe an d'Erhalen vun der Aart beaflossen42,43. D'Bildung vun Erythroid-Anomalien kann op eng Blockéierung vun der Zytokinese hiweisen, wat zu enger anormaler Zelldeelung (binukleär Erythrozyten) féiert44,45; multilobed Käre si Protrusiounen vun der Nuklearmembran mat multiple Loben46, während aner Erythroid-Anomalien mat der DNA-Amplifikatioun verbonne kënne sinn, wéi z. B. Nuklearnieren/Blasen47. D'Präsenz vun anukleären Erythrozyten kann op e gestéierte Sauerstofftransport hiweisen, besonnesch a kontaminéiertem Waasser48,49. Apoptose weist Zelltod50 un.
Aner Studien hunn och déi genotoxesch Effekter vu Cypermethrin gewisen. Kabaña et al.51 hunn d'Präsenz vu Mikrokären a nukleare Verännerungen, wéi z. B. binukleär Zellen an apoptotesch Zellen, an Odontophrynus americanus Zellen no der Belaaschtung mat héije Konzentratioune vu Cypermethrin (5000 an 10.000 μg L−1) fir 96 Stonnen nogewisen. Cypermethrin-induzéiert Apoptose gouf och a P. biligonigerus52 a Rhinella arenarum53 festgestallt. Dës Resultater suggeréieren, datt Cypermethrin genotoxesch Effekter op eng Rei vun aquateschen Organismen huet an datt den MN- an ENA-Assay en Indikator fir subletal Effekter op Amphibien kéint sinn a kann op gebierteg Aarten a wëll Populatiounen uwendbar sinn, déi Gëftstoffer ausgesat sinn12.
Kommerziell Formuléierunge vu Cypermethrin stellen eng héich Ëmweltgefor duer (souwuel akut wéi och chronesch), mat HQs, déi den Niveau vun der US Environmental Protection Agency (EPA)54 iwwerschreiden, wat d'Aart negativ beaflosse kann, wa se an der Ëmwelt präsent ass. An der Bewäertung vum chronesche Risiko war den NOEC fir d'Mortalitéit 3 μg L−1, wat bestätegt, datt d'Konzentratiounen, déi am Waasser fonnt goufen, e Risiko fir d'Aart55 duerstelle kënnen. Den lethalen NOEC fir R. arenarum Larven, déi enger Mëschung aus Endosulfan a Cypermethrin ausgesat waren, war 500 μg L−1 no 168 Stonnen; dëse Wäert ass no 336 Stonnen op 0,0005 μg L−1 gefall. D'Auteuren weisen, datt wat méi laang d'Beliichtung ass, wat méi niddreg d'Konzentratiounen sinn, déi fir d'Aart schiedlech sinn. Et ass och wichteg ze betounen, datt d'NOEC-Wäerter méi héich waren wéi déi vu P. gracilis bei der selwechter Belaaschtungszäit, wat drop hiweist, datt d'Aartreaktioun op Cypermethrin aartespezifesch ass. Ausserdeem, wat d'Mortalitéit ugeet, huet de CHQ-Wäert vu P. gracilis nom Kontakt mat Cypermethrin 64,67 erreecht, wat méi héich ass wéi de Referenzwäert, dee vun der US Environmental Protection Agency54 festgeluecht gouf, an de CHQ-Wäert vun den R. arenarum Larven war och méi héich wéi dëse Wäert (CHQ > 388,00 no 336 Stonnen), wat drop hiweist, datt déi ënnersicht Insektiziden e grousst Risiko fir verschidden Amphibienarten duerstellen. Well P. gracilis ongeféier 30 Deeg brauch fir d'Metamorphose ofzeschléissen56, kann een dovun ausgoen, datt déi ënnersicht Konzentratioune vu Cypermethrin zum Populatiounsréckgang bäidroe kënnen, andeems se verhënneren, datt infizéiert Individuen a fréiem Alter an d'Erwuessenen- oder Reproduktiounsstadium kommen.
An der berechenter Risikobewertung vu Mikrokären an aner Erythrozyten-Nuklearanomalien louchen d'CHQ-Wäerter tëscht 14,92 an 97,00, wat drop hiweist, datt Cypermethrin e potenziellen genotoxesche Risiko fir P. gracilis och a sengem natierlechen Liewensraum huet. Ënner Berécksiichtegung vun der Mortalitéit louch déi maximal Konzentratioun vu xenobiotesche Verbindungen, déi fir P. gracilis tolerabel sinn, bei 4,24 μg L−1. Konzentratioune vun nëmmen 1 μg/L hunn awer och genotoxesch Effekter gewisen. Dëse Fakt kann zu enger Erhéijung vun der Zuel vun anormalen Individuen57 féieren an d'Entwécklung an d'Reproduktioun vun Aarten an hiren Liewensraim beaflossen, wat zu engem Réckgang vun den Amphibienpopulatiounen féiert.
Kommerziell Formuléierunge vum Insektizid Cypermethrin hunn eng héich akut a chronesch Toxizitéit fir P. gracilis gewisen. Méi héich Mortalitéitsraten goufen observéiert, wahrscheinlech wéinst toxeschen Effekter, wéi duerch d'Präsenz vu Mikrokären an Erythrozyten-Nuklearanomalien, besonnesch gezackte Kären, gelappte Kären a vesikuläre Kären, bewisen ass. Zousätzlech hunn déi ënnersicht Aarte erhéicht Ëmweltrisiken gewisen, souwuel akut wéi och chronesch. Dës Donnéeën, zesumme mat fréiere Studien vun eiser Fuerschungsgrupp, hunn gewisen, datt och verschidde kommerziell Formuléierunge vu Cypermethrin ëmmer nach eng reduzéiert Acetylcholinesterase (AChE) an Butyrylcholinesterase (BChE) Aktivitéit an oxidativen Stress58 verursaachen, an zu Verännerungen an der Schwammaktivitéit a mëndleche Malformatiounen59 bei P. gracilis gefouert hunn, wat drop hiweist, datt kommerziell Formuléierunge vu Cypermethrin eng héich lethal a subletal Toxizitéit fir dës Aart hunn. Hartmann et al. 60 hunn festgestallt, datt kommerziell Formuléierunge vu Cypermethrin am gëftegsten fir P. gracilis an eng aner Aart vum selwechte Gattung (P. cuvieri) waren am Verglach mat néng anere Pestiziden. Dëst weist drop hin, datt gesetzlech zougelooss Konzentratioune vu Cypermethrin fir Ëmweltschutz zu enger héijer Mortalitéit an engem laangfristege Populatiounsréckgang féiere kënnen.
Weider Studien sinn néideg fir d'Toxizitéit vum Pestizid fir Amphibien ze evaluéieren, well d'Konzentratioune vun der Ëmwelt zu enger héijer Mortalitéit féiere kënnen an e potenziellen Risiko fir P. gracilis duerstellen. D'Fuerschung iwwer Amphibienarten sollt encouragéiert ginn, well Donnéeën iwwer dës Organismen rar sinn, besonnesch iwwer brasilianesch Aarten.
Den Test vun der chronescher Toxizitéit huet 168 Stonnen (7 Deeg) ënner statesche Konditiounen gedauert an déi subletal Konzentratioune waren: 1, 3, 6 an 20 μg ai L−1. An zwou Experimenter goufen 10 Kaulquappen pro Behandlungsgrupp mat sechs Widderhuelungen evaluéiert, fir insgesamt 60 Kaulquappen pro Konzentratioun. Mëttlerweil huet d'Behandlung nëmme mat Waasser als negativ Kontroll gedéngt. All Experimentalopstellung bestoung aus enger steriler Glasschossel mat enger Kapazitéit vu 500 ml an enger Dicht vun 1 Kaulquapp pro 50 ml Léisung. De Kolben gouf mat Polyethylenfolie bedeckt fir d'Verdampfung ze verhënneren a gouf kontinuéierlech belëft.
D'Waasser gouf chemesch analyséiert fir d'Pestizidkonzentratioune bei 0, 96 an 168 Stonnen ze bestëmmen. Laut Sabin et al. 68 a Martins et al. 69 goufen d'Analysen am Pesticide Analysis Laboratory (LARP) vun der Federal University of Santa Maria mat Gaschromatographie gekoppelt mat Triple-Quadrupol-Massenspektrometrie (Varian Model 1200, Palo Alto, Kalifornien, USA) duerchgefouert. Déi quantitativ Bestëmmung vu Pestiziden am Waasser gëtt als zousätzlecht Material gewisen (Tabell SM1).
Fir de Mikronukleustest (MNT) an den Test fir d'Nuklearanomalie vun de roude Bluttzellen (RNA) goufen 15 Kaulquappen aus all Behandlungsgrupp analyséiert. D'Kaulquappen goufen mat 5% Lidokain (50 mg g-170) anästhetiséiert a Bluttproben goufen duerch Häerzpunktioun mat hepariniséierte Sprëtzen gesammelt. Bluttausstricher goufen op sterile Mikroskopträger preparéiert, un der Loft gedréchent, 2 Minutte mat 100% Methanol (4 °C) fixéiert an duerno 15 Minutte mat 10% Giemsa-Léisung am Däischteren gefierft. Um Enn vum Prozess goufen d'Präparater mat destilléiertem Waasser gewäsch fir iwwerschësseg Faarf ze entfernen an bei Raumtemperatur gedréchent.
Mindestens 1000 Erythrozyten aus all Kaulquappe goufen mat engem 100× Mikroskop mat engem 71-Zil analyséiert, fir d'Präsenz vun MN an ENA ze bestëmmen. Insgesamt goufen 75.796 Erythrozyten aus Kaulquappe bewäert, andeems d'Cypermethrin-Konzentratiounen a Kontrollen berécksiichtegt goufen. D'Genotoxizitéit gouf no der Method vum Carrasco et al. a Fenech et al.38,72 analyséiert, andeems d'Frequenz vun de folgende Läsionen am Kär bestëmmt gouf: (1) Anukleatzellen: Zellen ouni Zellkär; (2) apoptotesch Zellen: Zellfragmentéierung, programméierten Zelltod; (3) Binukleatzellen: Zellen mat zwee Zellkären; (4) Zellknospe oder Blatzellen: Zellen mat Zellkären mat klenge Virspréngungen vun der Zellkärmembran, Blatzellen, déi a Gréisst ähnlech wéi Mikrokären sinn; (5) karyolyséiert Zellen: Zellen nëmmen mat der Kontur vum Zellkär ouni internt Material; (6) gekerften Zellen: Zellen mat Zellkären mat offensichtleche Rëss oder Kerben an hirer Form, och nierfërmeg Zellkären genannt; (7) lobuléiert Zellen: Zellen mat nukleare Protrusiounen, déi méi grouss sinn wéi déi uewe genannte Vesikelen; an (8) Mikrozellen: Zellen mat kondenséierte Kären a reduzéiertem Zytoplasma. D'Ännerunge goufe mat de negativen Kontrollresultater verglach.
D'Resultater vum Test fir akut Toxizitéit (LC50) goufen mat der GBasic Software an der TSK-Trimmed Spearman-Karber Method74 analyséiert. D'Donnéeë vum chroneschen Test goufen op Fehlernormalitéit (Shapiro-Wilks) an Homogenitéit vun der Varianz (Bartlett) virgetest. D'Resultater goufen mat enger Een-Wee-Varianzanalyse (ANOVA) analyséiert. Den Tukey-Test gouf benotzt fir d'Donnéeën ënnereneen ze vergläichen, an den Dunnett-Test gouf benotzt fir d'Donnéeën tëscht der Behandlungsgrupp an der negativer Kontrollgrupp ze vergläichen.
LOEC- an NOEC-Donnéeë goufen mam Dunnett-Test analyséiert. Statistesch Tester goufen mat der Statistica 8.0 Software (StatSoft) mat engem Signifikanzniveau vun 95% (p < 0,05) duerchgefouert.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 13. Mäerz 2025