Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Thủy ngân làm thay đổi việc khởi đầu và xây dựng tổ của chim ưng zebra, nhưng không ảnh hưởng đến hành vi ấp trứng hoặc cung cấp thức ăn
Tóm tắt
Thủy ngân là một chất ô nhiễm môi trường gây cản trở sự sinh sản ở chim, nhưng các cơ chế hành vi và sinh lý học nằm dưới tác động này vẫn còn chưa được hiểu rõ. Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định xem việc tiếp xúc với thủy ngân qua chế độ ăn uống trong suốt cuộc đời (1.2 µg/g trọng lượng tươi trong thức ăn) có ảnh hưởng đến các hành vi làm cha mẹ của chim hay không, và điều này có thể ảnh hưởng đến sự thành công trong sinh sản như thế nào. Để phân biệt giữa các tác động trực tiếp của thủy ngân lên cha mẹ và con non, chúng tôi đã tạo ra bốn nhóm điều trị của chim ưng zebra nuôi nhốt (Taeniopygia guttata), với những cá thể trưởng thành trong nhóm đối chứng và nhóm tiếp xúc với thủy ngân đang nuôi dưỡng trứng đối chứng hoặc trứng tiếp xúc với thủy ngân (từ việc chuyển giao qua mẹ). Các bậc cha mẹ trong nhóm đối chứng có khả năng nuôi thành công con non cao hơn 23% so với các bậc cha mẹ tiếp xúc với thủy ngân, bất kể sự tiếp xúc của trứng. Các bậc cha mẹ tiếp xúc với thủy ngân có khả năng khởi tạo tổ thấp hơn so với các bậc cha mẹ trong nhóm đối chứng và dành ít thời gian hơn để xây dựng tổ. Tổ của các cặp tiếp xúc với thủy ngân nhẹ hơn, có thể do khả năng mang vật liệu tổ vào thùng tổ bị suy giảm. Tuy nhiên, nhiệt độ tổ, hành vi ấp trứng và tỷ lệ cung cấp thức ăn không khác biệt giữa các nhóm cha mẹ. Các trứng không tiếp xúc với thủy ngân có xu hướng có thời gian ấp ngắn hơn và tỷ lệ nở cao hơn so với các trứng bị tiếp xúc với thủy ngân, nhưng không có tác động nào từ sự tiếp xúc của cha mẹ đến các thông số này. Chúng tôi đã tình cờ phát hiện rằng cha mẹ chim ưng chuyển giao một phần gánh nặng thủy ngân của cơ thể sang các chim non trong quá trình cho ăn thông qua bài tiết trong diều. Những kết quả này gợi ý rằng, ở các loài chim cầu quấc bị tiếp xúc với thủy ngân, các hành vi tiền đẻ của bậc cha mẹ, kết hợp với sự tiếp xúc trực tiếp của phôi thai với thủy ngân, có thể góp phần làm giảm thành công trong sinh sản và nên được xem xét trong các nghiên cứu trong tương lai. Cần có thêm nghiên cứu trong môi trường tự nhiên, nơi mà các bậc cha mẹ phải đối mặt với nhiều thách thức về môi trường hơn và những khác biệt hành vi tinh tế có thể có hậu quả nghiêm trọng hơn so với những gì được quan sát trong môi trường nuôi nhốt.
Từ khóa
#thủy ngân #sinh sản #hành vi làm cha mẹ #chim ưng zebra #ảnh hưởng môi trườngTài liệu tham khảo
Adams EM, Frederick PC, Larkin ILV, Guillette LJ (2009) Sublethal effects of methylmercury on fecal metabolites of testosterone, estradiol, and corticosterone in captive juvenile white ibises (Eudocimus albus). Environ Toxicol Chem 28:982–989. https://doi.org/10.1897/08-253.1
Albers PH, Koterba MT, Rossmann R et al. (2007) Effects of methylmercury on reproduction in American kestrels. Environ Toxicol Chem 26:1856–1866. https://doi.org/10.1897/06-592R.1
Ardia DR, Pérez JH, Clotfelter ED (2010) Experimental cooling during incubation leads to reduced innate immunity and body condition in nestling tree swallows. Proc R Soc Lond B Biol Sci 277:1881–1888. https://doi.org/10.1098/rspb.2009.2138
Brasso RL, Abdel Latif MK, Cristol DA (2010) Relationship between laying sequence and mercury concentration in tree swallow eggs. Environ Toxicol Chem 29:1155–1159. https://doi.org/10.1002/etc.144
Coe BH, Beck ML, Chin SY et al. (2015) Local variation in weather conditions influences incubation behavior and temperature in a passerine bird. J Avian Biol 46:385–394. https://doi.org/10.1111/jav.00581
Conway CJ, Martin TE (2000) Effects of ambient temperature on avian incubation behavior. Behav Ecol 11:178–188. https://doi.org/10.1093/beheco/11.2.178
Cristol DA, Brasso RL, Condon AM et al. (2008) The movement of aquatic mercury through terrestrial food webs. Science 320:335–335. https://doi.org/10.1126/science.1154082
Deeming DC (2002) Avian incubation: behaviour, environment, and evolution. Oxford University Press, Oxford
Deeming DC (2011) Importance of nest type on the regulation of humidity in bird nests. Avian Biol Res 4:23–31. https://doi.org/10.3184/175815511X13013963263739
DuRant SE, Hopkins WA, Hawley DM, Hepp GR (2012a) Incubation temperature affects multiple measures of immunocompetence in young wood ducks (Aix sponsa). Biol Lett 8:108–111. https://doi.org/10.1098/rsbl.2011.0735
DuRant SE, Hopkins WA, Hepp GR, Walters JR (2013) Ecological, evolutionary, and conservation implications of incubation temperature-dependent phenotypes in birds. Biol Rev 88:499–509. https://doi.org/10.1111/brv.12015
DuRant SE, Hopkins WA, Wilson AF, Hepp GR (2012b) Incubation temperature affects the metabolic cost of thermoregulation in a young precocial bird. Funct Ecol 26:416–422. https://doi.org/10.1111/j.1365-2435.2011.01945.x
Eisler R (1987) Mercury hazards to fish, wildlife and invertebrates: a synoptic review. U.S. Fish and Wildlife Service
Evers DC, De Sorbo C, Savoy L (2001) Assessing the impacts of methylmercury on piscivorous wildlife: as indicated by the common loon, 1998-2000. BioDiversity Research Institute, Augusta, ME, USA
Evers DC, Savoy LJ, DeSorbo CR et al. (2008) Adverse effects from environmental mercury loads on breeding common loons. Ecotoxicology 17:69–81. https://doi.org/10.1007/s10646-007-0168-7
Finley MT, Stendell RC (1978) Survival and reproductive success of black ducks fed methyl mercury. Environ Pollut 1970 16:51–64. https://doi.org/10.1016/0013-9327(78)90137-4
Frederick P, Jayasena N (2011) Altered pairing behaviour and reproductive success in white ibises exposed to environmentally relevant concentrations of methylmercury. Proc R Soc B Biol Sci 278:1851–1857. https://doi.org/10.1098/rspb.2010.2189
Hallinger KK, Cristol DA (2011) The role of weather in mediating the effect of mercury exposure on reproductive success in tree swallows. Ecotoxicology 20:1368–1377. https://doi.org/10.1007/s10646-011-0694-1
Hall ZJ, Bertin M, Bailey IE et al. (2014) Neural correlates of nesting behavior in zebra finches (Taeniopygia guttata). Behav Brain Res 264:26–33. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2014.01.043
Heinz GH (1979) Methylmercury: Reproductive and behavioral effects on three generations of mallard ducks. J Wildl Manag 43:394–401. https://doi.org/10.2307/3800348
Heinz GH, Hoffman DJ (2003) Embryotoxic thresholds of mercury: estimates from individual mallard eggs. Arch Environ Contam Toxicol 44:0257–0264. https://doi.org/10.1007/s00244-002-2021-6
Heinz GH, Hoffman DJ, Klimstra JD et al. (2008) Species differences in the sensitivity of avian embryos to methylmercury. Arch Environ Contam Toxicol 56:129–138. https://doi.org/10.1007/s00244-008-9160-3
Heinz GH, Hoffman DJ, Klimstra JD et al. (2011) Teratogenic effects of injected methylmercury on avian embryos. Environ Toxicol Chem 30:1593–1598. https://doi.org/10.1002/etc.530
Henny CJ, Hill EF, Hoffman DJ et al. (2002) Nineteenth century mercury: hazard to wading birds and cormorants of the Carson River, Nevada. Ecotoxicology 11:213–231. https://doi.org/10.1023/A:1016327602656
Herring G, Ackerman JT, Eagles-Smith CA (2010) Embryo malposition as a potential mechanism for mercury-induced hatching failure in bird eggs. Environ Toxicol Chem 29:1788–1794. https://doi.org/10.1002/etc.208
Hoffman DJ, Moore JM (1979) Teratogenic effects of external egg applications of methyl mercury in the mallard, Anas platyrhynchos. Teratology 20:453–461. https://doi.org/10.1002/tera.1420200315
Kenow KP, Meyer MW, Rossmann R et al. (2011) Effects of injected methylmercury on the hatching of common loon (Gavia immer) eggs. Ecotoxicology 20:1684–1693. https://doi.org/10.1007/s10646-011-0743-9
Lombardo MP (1994) Nest architecture and reproductive performance in tree swallows (Tachycineta bicolor). Auk 111:814–824. https://doi.org/10.2307/4088813
Monteiro LR, Furness RW (2001) Kinetics, dose−response, and excretion of methylmercury in free-living adult Cory’s shearwaters. Environ Sci Technol 35:739–746. https://doi.org/10.1021/es000114a
Muth F, Healy SD (2014) Zebra finches select nest material appropriate for a building task. Anim Behav 90:237–244. https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2014.02.008
Mutzel A, Dingemanse NJ, Araya-Ajoy YG, Kempenaers B (2013) Parental provisioning behaviour plays a key role in linking personality with reproductive success. Proc R Soc B Biol Sci 280:20131019. https://doi.org/10.1098/rspb.2013.1019
Nord A, Nilsson JA (2011) Incubation temperature affects growth and energy metabolism in blue tit nestlings. Am Nat 178:639–651. https://doi.org/10.1086/662172
Rahn H, Paganelli CV (1990) Gas fluxes in avian eggs: Driving forces and the pathway for exchange. Comp Biochem Physiol A Physiol 95:1–15. https://doi.org/10.1016/0300-9629(90)90002-A
Rimmer CC, McFarland KP, Evers DC et al. (2005) Mercury concentrations in Bicknell’s thrush and other insectivorous passerines in montane forests of northeastern north America. Ecotoxicology 14:223–240. https://doi.org/10.1007/s10646-004-6270-1
Robinson SA, Lajeunesse MJ, Forbes MR (2012) Sex differences in mercury contamination of birds: testing multiple hypotheses with meta-analysis. Environ Sci Technol 46:7094–7101. https://doi.org/10.1021/es204032m
Russell RW, Gobas FAPC, Haffner GD (1999) Maternal transfer and in ovo exposure of organochlorines in oviparous organisms: A model and field verification. Environ Sci Technol 33:416–420. https://doi.org/10.1021/es9800737
Rutkiewicz J, Basu N (2013) Methylmercury egg injections: Part 1—Tissue distribution of mercury in the avian embryo and hatchling. Ecotoxicol Environ Saf 93:68–76. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2013.04.008
Rutkiewicz J, Bradley M, Mittal K, Basu N (2013) Methylmercury egg injections: Part 2—Pathology, neurochemistry, and behavior in the avian embryo and hatchling. Ecotoxicol Environ Saf 93:77–86. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2013.04.007
Scheuhammer AM, Meyer MW, Sandheinrich MB, Murray MW (2007) Effects of environmental methylmercury on the health of wild birds, mammals, and fish. Ambio 36:12–18
Schoch N, Glennon MJ, Evers DC et al. (2014) The impact of mercury exposure on the common loon (Gavia immer) population in the Adirondack Park, New York, USA. Waterbirds 37:133–146. https://doi.org/10.1675/063.037.sp116
Szentirmai I, Komdeur J, Székely T (2005) What makes a nest-building male successful? Male behavior and female care in penduline tits. Behav Ecol 16:994–1000. https://doi.org/10.1093/beheco/ari080
Tan SW, Meiller JC, Mahaffey KR (2009) The endocrine effects of mercury in humans and wildlife. Crit Rev Toxicol 39:228–269. https://doi.org/10.1080/10408440802233259
Tartu S, Angelier F, Wingfield JC et al. (2015) Corticosterone, prolactin and egg neglect behavior in relation to mercury and legacy POPs in a long-lived Antarctic bird. Sci Total Environ 505:180–188. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.10.008
Tartu S, Goutte A, Bustamante P et al. (2013a) To breed or not to breed: endocrine response to mercury contamination by an Arctic seabird. Biol Lett 9:20130317. https://doi.org/10.1098/rsbl.2013.0317
Varian-Ramos CW, Swaddle JP, Cristol DA (2014) Mercury reduces avian reproductive success and imposes selection: an experimental study with adult- or lifetime-exposure in zebra finch. PLoS ONE 9:e95674. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0095674
Wada H, Cristol DA, McNabb FMA, Hopkins WA (2009) Suppressed adrenocortical responses and thyroid hormone levels in birds near a mercury-contaminated river. Environ Sci Technol 43:6031–6038. https://doi.org/10.1021/es803707f
Whitney MC, Cristol DA (2017a) Impacts of sublethal mercury exposure on birds: A detailed review. Rev Environ Contam Toxicol 243:1–51. https://doi.org/10.1007/398_2017_4
Whitney MC, Cristol DA (2017b) Rapid depuration of mercury in songbirds accelerated by feather molt. Environ Toxicol Chem. Early view article. https://doi.org/10.1002/etc.3888
Wolfe MF, Schwarzbach S, Sulaiman RA (1998) Effects of mercury on wildlife: A comprehensive review. Environ Toxicol Chem 17:146–160. https://doi.org/10.1002/etc.5620170203
Zann RA (1996) The zebra finch: a synthesis of field and laboratory studies. Oxford University Press Inc., New York, NY