Hậu quả ở cấp độ quần thể đối với cá hoang dã khi tiếp xúc với nồng độ hóa chất dưới ngưỡng gây chết – một bài đánh giá quan trọng

Fish and Fisheries - Tập 17 Số 3 - Trang 545-566 - 2016
Patrick B. Hamilton1, I. G. Cowx2, Marjorie F. Oleksiak3, Andrew M. Griffiths4, Mats Grahn5, Jamie R. Stevens1, Gary R. Carvalho6, Elizabeth Nicol7, Charles R. Tyler1
1Geoffrey Pope Biosciences College of Life and Environmental Sciences University of Exeter Exeter EX4 4QD UK
2Hull International Fisheries Institute, University of Hull, Hull HU67RX, UK.
3Department of Marine Biology and Fisheries; Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Sciences; University of Miami; 4600 Rickenbacker Causeway Miami FL 33149 USA
4School of Biological Sciences, University of Bristol, Bristol Life Sciences Building, 24 Tyndall Avenue, Bristol, BS8 1TQ, UK
5School of Natural Sciences, Technology and Environmental Studies Södertörn University Huddinge SE‐141 89 Sweden
6Molecular Ecology & Fisheries Genetics Laboratory School of Biological Sciences Bangor University Bangor, Gwynedd LL572UW UK
7Institute of Environment, Health and Societies, Brunel University, Uxbridge, Middlesex UB8 3PH, UK

Tóm tắt

Tóm tắtCác vụ tràn hóa chất tập trung đã được chứng minh là có tác động tiêu cực đến quần thể cá và thậm chí gây ra sự tuyệt chủng tại các khu vực cụ thể. Tuy nhiên, việc đánh giá tác động ở cấp độ quần thể do tiếp xúc với nồng độ dưới ngưỡng gây chết là rất phức tạp và bị ảnh hưởng bởi các áp lực môi trường khác. Việc áp dụng các biện pháp tác động được rút ra từ các nghiên cứu tiếp xúc hóa chất trong phòng thí nghiệm vào tác động trên quần thể cá hoang dã bị hạn chế bởi sự không chắc chắn về cách các biện pháp phản ứng sinh hóa (các dấu hiệu sinh học) chuyển đổi thành các kết quả sức khỏe, thiếu dữ liệu có sẵn cho các trạng thái tiếp xúc mãn tính và nhiều vấn đề không chắc chắn trong các mô hình quần thể cá hiện có. Hơn nữa, cá hoang dã cho thấy tính biến đổi kiểu hình và có thể xảy ra những điều thích nghi địa phương làm tăng sự biến đổi theo địa lý và thời gian về phản ứng. Những yếu tố ở cấp độ quần thể như vậy hiếm khi được xem xét trong quá trình đánh giá rủi ro hóa chất và có thể chỉ được rút ra từ các nghiên cứu trên cá hoang dã. Các công nghệ phân tử, bao gồm định danh vi vệ tinh và gen SNP, và RNASeq cho các nghiên cứu biểu hiện gen, đang nâng cao hiểu biết của chúng ta về các cơ chế phản ứng sinh thái độc, khả năng chịu đựng, thích nghi và chọn lọc trong các quần thể hoang dã. Chúng tôi xem xét một cách nghiêm túc ứng dụng của những cách tiếp cận này với các ví dụ bao gồm việc sử dụng vi vệ tinh đã xác định các quần thể roach (Rutilus rutilus) sống trong các con sông bị ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt mà vẫn duy trì tự nhiên, và các nghiên cứu về stickleback (Gasterosteus aculeatus) và killifish (Fundulus heteroclitus) đã xác định các vùng gen bị chọn lọc có khả năng liên quan đến khả năng chịu ô nhiễm. Việc tích hợp dữ liệu về các tác động sinh học giữa các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và quần thể hoang dã, cũng như xây dựng sự hiểu biết về phản ứng thích nghi với sự tiếp xúc dưới ngưỡng gây chết là một số khu vực nghiên cứu ưu tiên để đánh giá hiệu quả hơn về rủi ro và khả năng phục hồi của quần thể trước sự tiếp xúc với các chất gây ô nhiễm.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1002/etc.5620111105

10.1021/es3014453

10.1007/BF01055387

10.1002/etc.5620220623

10.1046/j.1467-2979.2002.00102.x

10.1007/BF00182888

10.1371/journal.pone.0060805

10.1016/S1383-5742(00)00004-1

10.1111/j.1752-4571.2012.00288.x

10.1021/es5060513

10.1016/j.ecolmodel.2005.07.006

10.1016/j.aquatox.2007.10.003

10.1021/es0617439

10.1126/science.1226850

10.1016/j.etap.2007.06.005

10.1021/es200122r

10.1577/1548-8659(1964)93[127:TAODIL]2.0.CO;2

Carvalho G.R., 1993, Evolutionary aspects of fish distribution ‐ genetic‐variability and adaptation, Journal of Fish Biology, 43, 53, 10.1111/j.1095-8649.1993.tb01179.x

10.1016/0141-1136(91)90022-Z

10.1139/f94-050

10.1111/j.1365-2419.1994.tb00097.x

10.1111/j.1365-294X.2007.03597.x

10.1073/pnas.1115187108

10.1007/s10646-008-0267-0

10.1021/es800277q

10.1021/es101185b

10.1111/j.1095-8649.2006.01274.x

10.3109/10408440903373590

10.1111/j.1523-1739.2008.01053.x

Cowx I.G., 2002, Conservation of Freshwater Fish: Options of the Future. Fishing News Books, 201

10.1111/j.1095-8649.2011.03144.x

10.1139/f69-231

10.1016/S0045-6535(00)00094-1

10.1093/bfgp/elq031

10.1002/ieam.245

10.1111/j.1365-2400.2003.00352.x

10.1016/0166-445X(91)90010-7

10.1126/science.1156401

10.1111/j.1365-294X.2008.03771.x

10.1002/aqc.713

10.1111/j.1365-294X.2008.04025.x

10.1016/j.envpol.2011.08.005

10.1111/j.1558-5646.1980.tb04790.x

FAO, 2012, The State of World Fisheries and Aquaculture, 209

10.1016/j.aquatox.2015.01.009

10.1038/nn.3695

10.1098/rstb.2010.0171

10.1002/etc.5620190316

10.1111/j.1095-8649.2010.02566.x

10.1021/es3051058

10.1016/j.aquatox.2010.05.009

10.1111/j.1752-4571.2009.00092.x

10.1186/1471-2156-11-31

10.1007/s10592-010-0127-3

10.1021/es020086r

10.1021/es8005173

10.1016/j.ecoenv.2005.05.017

Hall A.J. Kershaw J.L. Schwacke L.H.et al. (2013)Assessing the population consequences of pollutant exposure in cetaceans (Pollution 2000+) – from ingestion to outcome. In:International Whaling Commission. p.27.

10.1186/1741-7007-12-1

10.1111/j.1365-294X.2011.05463.x

10.1289/ehp.1002555

10.1111/j.1467-2979.2008.00299.x

10.1073/pnas.172242899

10.1002/9780470999691.ch7

10.1016/j.ecolmodel.2013.12.016

10.1111/j.1469-185X.2008.00060.x

10.3354/meps208205

10.1126/science.1091447

10.1126/science.1194442

10.4296/cwrj2012-949

10.1080/714044797

IAP, 2009, IAP Statement on Ocean Acidification

Ishikawa T., 1980, Control of mercury pollution in Japan and the Minamata Bay cleanup, Journal (Water Pollution Control Federation), 52, 1013

10.1095/biolreprod67.2.515

10.1111/mec.12832

10.1097/00008571-199808000-00001

10.1017/S0376892902000061

10.1073/pnas.0609568104

10.1098/rstb.2013.0578

10.1021/es304345s

10.1021/es0340679

10.1016/j.ecoenv.2005.03.010

10.1016/S0044-8486(03)00106-6

10.1016/j.aquatox.2013.09.004

10.1002/etc.5620200610

10.1093/toxsci/kfn151

10.1021/es802661p

10.1016/j.aquatox.2011.09.004

10.1016/0147-6513(85)90079-X

10.1126/science.287.5461.2225

10.1007/s10646-011-0639-8

10.1289/ehp.7921

10.1111/j.1365-2400.2010.00741.x

10.1098/rspb.2001.1853

10.1371/journal.pone.0018234

10.1016/S0380-1330(93)71263-0

10.1038/13767

10.2307/1941756

10.1016/j.aquatox.2005.01.010

10.1017/S0376892902000097

10.1002/etc.5620200213

10.1016/0045-6535(95)00031-3

10.1016/S0269-7491(02)00175-6

10.1890/1051-0761(2003)013[0490:HAAFCI]2.0.CO;2

10.1016/j.chemosphere.2011.05.034

10.1897/06-318R.1

Milner N.J. Russell I.C. Aprahamian M. Inverarity R. Shelley J.andRippon P.(2004)The role of stocking in recovery of the River Tyne salmon fisheries. Fisheries Technical Report No. 2004/1 68 Available at:http://www.wyeuskfoundation.org/problems/downloads/Tyne%20Hatchery%20Report.pdf(accessed 1 July 2015).

10.1007/BF01636550

10.1038/nmeth.1226

10.2307/3430840

10.1289/ehp.7209

National Research Council, 2003, Oil in the Sea III: Inputs, Fates, and Effects

10.1046/j.1365-2427.2003.01033.x

10.1111/j.1365-2427.2007.01789.x

10.1111/j.1095-8649.2010.02751.x

10.1080/08998280.2000.11927719

10.1016/S1382-6689(02)00126-6

10.1111/j.1365-2427.2009.02395.x

10.1007/s00114-005-0080-z

10.1016/S1532-0456(02)00112-6

10.1038/35084125

10.1139/d98-012

10.1002/tox.20087

10.1111/mec.12137

10.1021/es703127c

10.1016/j.marpolbul.2013.05.045

10.1006/jmsc.2000.0711

10.1007/s10592-011-0188-y

10.1016/j.aquatox.2013.02.012

10.1046/j.1523-1739.2003.01236.x

10.1016/0169-5347(96)81045-7

10.1046/j.1523-1739.1999.98380.x

10.1046/j.1523-1739.1997.96236.x

10.1098/rsbl.2006.0513

10.1139/f81-211

10.1016/j.biocon.2006.03.001

10.1139/f91-207

10.2307/1311765

10.1016/S0378-4274(02)00043-7

10.1101/gr.162172.113

10.1111/j.1752-4571.2010.00166.x

10.1021/es0101227

Sindermann C.J.(1994)Quantitative effects of pollution on marine and anadromous fish populations. Technical Memorandum NMFS‐F/NEC‐104 26 Available at:http://www.st.nmfs.noaa.gov/tm/nec_image/nec104image.pdf(accessed 1 July 2015).

10.1002/iroh.201011226

10.1021/es103814d

10.1126/science.285.5431.1259

10.3354/meps07947

10.3354/meps08693

10.1007/s10531-006-9060-7

10.1016/j.marpolbul.2008.01.029

Ternes T.A., 1999, Behavior and occurrence of estrogens in municipal sewage treatment plants – I. Investigations in Germany, Canada and Brazil (vol 225, pg 81, 1999), Science of the Total Environment, 228, 87

10.1039/b709745j

10.1021/es803103c

Thresher R.E., 1984, Reproduction in Reef Fishes

10.1021/es0488939

10.1111/eva.12074

UNEP, 2007, Global Environment Outlook 4. Environment for Development, 540

10.1038/sj.hdy.6800992

10.1021/es401380p

10.1016/S0147-6513(03)00004-6

10.1163/156854294X00097

10.1111/j.0022-1112.2005.00838.x

10.1016/0166-445X(81)90032-1

10.1016/j.trac.2005.06.006

Walker C.H., 2006, Principles of Ecotoxicology

10.1016/S0166-445X(00)00095-3

10.1007/s11427-012-4366-z

10.1021/es204529v

10.1098/rstb.2010.0168

10.1007/978-94-007-7347-9_16

10.1111/j.1365-294X.2010.04829.x

10.1073/pnas.1109545108

10.1890/120229

10.1093/molbev/msr004

10.1897/05-646R1.1

10.1897/08-047.1

10.1016/j.mrfmmm.2004.06.005

10.1126/science.1197296

10.1016/S0269-7491(01)00325-6

10.1016/j.ecolind.2005.08.025

Thông tin
Thông tin xuất bản

Fish and Fisheries

Tập 17 Số 3

545-566

Thông tin tác giả