Đánh giá tác động của thuốc trừ sâu Imidacloprid lên hành vi của loài giun nước Lumbriculus variegatus

Springer Science and Business Media LLC - Tập 58 - Trang 648-656 - 2010
A. M. Sardo1, A. M. V. M. Soares1
1CESAM, Department of Biology, University of Aveiro, Aveiro, Portugal

Tóm tắt

Các chất ô nhiễm, chẳng hạn như thuốc trừ sâu, có thể gây ra các tác động độc hại trực tiếp khi được thải vào môi trường nước. Các loài nhạy cảm có thể giúp chúng ta hiểu và dự đoán tác động của các chất ô nhiễm này. Kiểm tra độ độc của trầm tích tự động và giám sát sinh học đã phát triển nhanh chóng, và các thiết bị giám sát sinh học đã chứng minh được sự phù hợp trong việc nghiên cứu tác động của các chất ô nhiễm. Một phương pháp mới trong giám sát sinh học trực tuyến, sử dụng thiết bị giám sát sinh học nước ngọt đa loài, đã được phát triển trong nghiên cứu hiện tại, sử dụng các bài kiểm tra độ độc toàn bộ trầm tích và phản ứng hành vi của giun nước ngọt Lumbriculus variegatus. Các điểm kết thúc, chẳng hạn như tỷ lệ tử vong và sự phát triển, đã được sử dụng để nghiên cứu tác động của thuốc trừ sâu imidacloprid và để đạt được một gradient phản ứng; việc tiếp xúc với các trầm tích ô nhiễm đã được thực hiện trong khoảng thời gian 10 ngày (các bài kiểm tra ngắn hạn). Tỷ lệ tử vong cao đã được quan sát ở ba nồng độ cao nhất của imidacloprid, và việc ức chế hành vi đã được theo dõi dọc theo gradient nồng độ thuốc trừ sâu. Việc tiếp xúc với các trầm tích bị ô nhiễm imidacloprid đã ảnh hưởng đến sự phát triển, hành vi và khả năng tránh né của L. variegatus.

Từ khóa

#thuốc trừ sâu #imidacloprid #giun nước #Lumbriculus variegatus #độ độc trầm tích #giám sát sinh học

Tài liệu tham khảo

Aisemberg J, Nahabedian DE, Wider EA, Verrengia-Guerrero NR (2005) Comparative study on two freshwater invertebrates for monitoring environmental lead exposure. Toxicology 210:45–53 Alexander AC, Culp JM, Liber K, Cessna AJ (2007) Effects of insecticide exposure on feeding inhibition in mayflies and oligochaetes. Environ Toxicol Chem 26:1726–1732 American Society for Testing and Materials (ASTM) (1980) Standard practice for conducting acute toxicity tests with fishes, macroinvertebrates and amphibians. E-729-80, Philadelphia, PA, USA American Society for Testing and Materials (ASTM) (1990) Standard guide for conducting 10-day static sediment toxicity tests with marine and estuarine amphipods. E-1367-90. Philadelphia, PA American Society of Testing and Materials (ASTM) (1995) Standard guide for determination of the bioaccumulation of sediment-associated contaminants by benthic invertebrates. E 1688-95. ASTM Philadelphia, PA Bai D, Lummis SCR, Leicht W, Breer H, Sattelle DB (1991) Actions of imidacloprid and a related nitromethylene on cholinergic receptors of an identified insect motor neurone. Pestic Sci 33:197–204 Barron MG (1995) Bioaccumulation and concentration in aquatic organisms. In: Hoffman DJ, Rattner BA, Burton GA Jr, Cairns J (eds) Handbook of ecotoxicology. Lewis, Boca Raton, FL, pp 652–666 Beitinger TL (1990) Behavioral reactions for the assessment of stress in fish. J Great Lakes Res 16:495–528 Benke AC, Jacobi DI (1994) Production dynamics and resource utilization of snag-dwelling mayflies in a blackwater river. Ecology 75:1219–1232 Brinkhurst RO, Gelder SR (1991) Annelida: Oligochaeta and Branchiobdellida. In: Thorp TH, Covich AP (eds) Ecology and classification of North American freshwater invertebrates. Academic, New York, NY, pp 401–435 Capowiez Y, Bérard C (2006) Assessment of the effects of imidacloprid on the behavior of two earthworm species (Aporrectodea nocturna and Allolobophora icterica) using 2D terraria. Ecotoxicol Environ Saf 64:198–206 Capowiez Y, Rault M, Mazzia C, Belzunces L (2003) Earthworm behaviour as a biomarker: a study case with imidacloprid. Pedobiologia 47:542–547 Capowiez Y, Rault M, Costagliola G, Mazzia C (2005) Lethal and sublethal effects of imidacloprid on two earthworm species (Aporrectodea nocturna and Allolobophora icterica). Biol Fertil Soils 41:135–143 Chapman P (2001) Utility and relevance of aquatic oligochaetes in ecological risk assessment. Hydrobiologia 463:149–169 Cox C (2001) Insecticide factsheet: Imidacloprid. J Pestic Reform 21:15–21 Dalby PR, Baker GH, Smith E (1996) “Filter paper method” to remove soil from earthworm intestines and to standardize the water content of earthworm tissues. Soil Biol Biochem 28:685–687 Drewes C (1997) Sublethal effects of environmental toxicants on oligochaete escape reflexes. Am Zool 37:346–353 Edwards CA, Lofty JR (1977) Biology of earthworms, 2nd edn. Chapman and Hall, London, England European Community (2003) SANCO/10329. Guidance document on terrestrial ecotoxicology. UndEEC, Brussels, Belgium Fischer E (1977) The function of chloragosomes, the specific age-pigment granules of annelids—a review. Exp Gerontol 12:69–74 Fossen M (2006) Environmental fate of imidacloprid. California Department of Pesticide Regulation Gerhardt A (2000) A new Multispecies Freshwater Biomonitor® for ecological relevant control of surface waters. In: Butterworth F et al (eds) Biomonitors and biomarkers as indicators of environmental change, vol 2. Kluwer-Plenum Press, p 508 Hyman LH (1916) An analysis of the process of regeneration in certain microdrilous oligochaetes. J Exp Zool 20:99–163 Ingersoll CG, Brunson EL, Wang N, Dwyer FJ, Ankley GT, Mount DR et al (2003) Uptake and depuration of nonionic organic contaminants from sediment by the Oligochaete Lumbriculus variegatus. Environ Toxicol Chem 22:872–885 Krezoski JR, Robbins JA (1985) Vertical distribution of feeding and particle-selective transport of 137 Cs in lake sediments by lumbriculid oligochaetes. J Geophys Res 90:11999–12006 Lal OP, Palta RK, Srivastava YNS (2001) Impact of imidacloprid and carbofuran on earthworm castings in okra fields. Ann Pollut Protect Sc 9:137–138 Leppänen MT (1999) Bioaccumulation of sediment-associated polycyclic aromatic hydrocarbons in the freshwater oligochaete Lumbriculus variegatus (Muller). Doctoral thesis, University of Joensuu, Joensuu, Finland Leppänen MT, Kukkonen JVK (1998) Relative importance of ingested sediment and pore water as bioaccumulation routes for pyrene to oligochaete (Lumbriculus variegatus, Muller). Environ Sci Technol 32:1503–1508 Lesiuk N, Drewes C (1999) Autotomy reflex in a freshwater oligochaete, Lumbriculus variegatus. Hydrobiologia 406:253–261 Little EE, Finger SE (1990) Swimming behaviour as an indicator of sublethal toxicity in fish. Environ Toxicol Chem 9:13–19 Luo Y, Zang Y, Zhong Y, Kong Z (1999) Toxicological study of two novel pesticides on the earthworm Eisenia fetida. Chemosphere 39:2347–2356 Macedo-Sousa J, Pestana JLT, Gerhardt A, Nogueira AJA, Soares AMVM (2007) Behavioural and feeding responses of Echinogammarus meridionalis (Crustacea, Amphipoda) to acid mine drainage. Chemosphere 67:1663–1670 Macedo-Sousa J, Gerhardt A, Brett CMA, Nogueira A, Soares AMVM (2008) Behavioural responses of indigenous benthic invertebrates (Echinogammarus meridionalis, Hydropsyche pellucidula and Choroterpes picteti) to a pulse of acid mine drainage: a laboratorial study. Environ Pollut 156:966–973 Matsuda K, Buckingham SD, Kleier D, Rauh JJ, Grauso M, Sattelle DB (2001) Neonicotinoids: Insecticides acting on insect nicotinic acetylcholine receptors. Trends Pharmacol Sci 22:573–580 McCall PL, Fisher JB (1980) Effects of tubificid oligochaetes on physical and chemical properties of Lake Erie sediments. In: Brinkhurst RO, Cook DG (eds) Aquatic oligochaeta biology. Plenum, New York, NY, pp 253–317 Meyer J, Boese CJ, Collyard SA (2002) Whole-body accumulation of copper predicts acute toxicity to an aquatic oligochaete Lumbriculus variegatus as pH and calcium are varied. Comp Biochem Phys C 113:99–109 Mostert MA, Schoeman AS, van der Merwe M (2000) The toxicity of five insecticides to earthworms of the Pheretima group using an artificial soil test. Pest Manag Sci 56:1093–1097 Mostert MA, Schoeman AS, van der Merwe M (2002) The relative toxicity of insecticides to earthworms of the Pheretima group (Oligochaeta). Pest Manag Sci 58:446–450 Organization for Economic Co-operation, Development (1992) Draft report of the OECD workshop on effects assessment of chemicals in sediment. Copenhagen, Denmark Rogge RW, Drewes CD (1993) Assessing sublethal neurotoxicity effects in the freshwater oligochaete, Lumbriculus variegatus. Aquat Toxicol 26:73–90 Scarlett A, Rowland SJ, Canty M, Smith EL, Galloway TS (2007) Method for assessing the chronic toxicity of marine and estuarine sediment-associated contaminants using the amphipod Corophium volutator. Mar Environ Res 63:457–470 Simms LC, Ester A, Wilson MJ (2006) Control of slug damage to oilseed rape and wheat with imidacloprid seed dressings in laboratory and field experiments. Crop Prot 25:549–555 Stapel JO, Cortesero AM, Lewis WJ (2000) Disruptive sublethal effects of insecticides on biological control: Altered foraging ability and lifespan of a parasitoid after feeding on extrafloral nectar of cotton treated with systemic insecticides. Biol Control 17:243–249 Thorne BL, Breisch NL (2001) Effects of sublethal exposure to imidacloprid on subsequent behavior of subterranean termite Reticulitermes vriginicus (Isoptera: Rhinotermitidae). J Econ Entomol 94:492–498 Thorp JH, Delong AD (2002) Dominance of autochthonous autotrophic carbon in food webs of heterotrophic rivers. Oikos 96:543–550 United States Environmental Protection Agency (2000) Methods for measuring the toxicity and bioaccumulation of sediment-associated contaminants with freshwater invertebrates, 2nd edn. EPA 600/R-99/064. Office of Health and Environmental Assessment, Washington, DC Weston DP, Penry DL, Gulmann LK (2000) The role of ingestion as a route of contaminant bioaccumulation in a deposit-feeding polychaete. Arch Environ Con Toxicol 38:446–454 Zang Y, Zhong Y, Luo Y, Kong ZM (2000) Genotoxicity of two novel pesticides for the earthworm, Eisenia fetida. Environ Pollut 108:271–278 Zar JH (1996) Biostatistical analysis, 3rd edn. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ Zhou Q, Zhang J, Fu J, Shi J, Jiang G (2008) Biomonitoring: an appealing tool for assessment of metal pollution in the aquatic ecosystem. Ana Chim Acta 606:135–150