Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Vai trò của thời tiết trong việc trung gian hóa tác động của sự tiếp xúc với thủy ngân đối với thành công sinh sản ở chim nhạn cây
Tóm tắt
Thủy ngân là một kim loại nặng đã làm ô nhiễm vô số hệ sinh thái trên toàn thế giới. Một khối lượng lớn tài liệu đã ghi chép về những tổn hại sinh sản, sinh lý và hành vi liên quan đến sự tiếp xúc với thủy ngân trong môi trường phòng thí nghiệm, tuy nhiên việc liệu và cách thức những tác động như vậy thể hiện ở các quần thể sống tự do vẫn còn chưa được hiểu rõ. Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá xem thành công sinh sản của chim nhạn cây (Tachycineta bicolor) ở một địa điểm có mức độ tiếp xúc với thủy ngân cao có khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường hoặc lượng mưa tại các điểm khác nhau trong chu kỳ sinh sản hay không. Những con nhạn cây làm tổ dọc theo sông South có mức thủy ngân trong máu cao hơn đáng kể (trung bình ± SE: 3.03 ± 0.15 μg/g) so với những con nhạn sinh sản tại các địa điểm tham chiếu (trung bình ± SE: 0.16 ± 0.005 μg/g). Những mức thủy ngân cao này được liên kết với thành công trong việc nở trứng và nuôi dạy con non giảm, và những con chim bị ô nhiễm sản xuất ra khoảng một con non ít hơn cho mỗi tổ so với những con trong nhóm tham chiếu. Độ lớn của sự khác biệt này phụ thuộc vào thời tiết: nhiệt độ môi trường cao bất thường gặp sớm trong giai đoạn nuôi con đã được liên kết với việc giảm sản lượng sinh sản ở những con chim bị ô nhiễm, nhưng không ở những con chim trong nhóm tham chiếu. Ngược lại, rất ít ảnh hưởng của thủy ngân đối với sự thành công của những con non được quan sát khi nhiệt độ mát hơn, và lượng mưa cũng không có tương tác rõ ràng với thủy ngân. Những kết quả này cung cấp cái nhìn về các cơ chế nằm dưới các tác động sinh sản của thủy ngân. Thêm vào đó, những phát hiện này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét các điều kiện môi trường biến động khi đánh giá tác động của chất ô nhiễm đối với động vật hoang dã sống tự do. Đặc biệt, các dự đoán về các tác động của sự thay đổi khí hậu toàn cầu đối với những tác động sinh thái độc hại phải tính đến những loại ảnh hưởng do thời tiết tác động như đã được chứng minh ở đây.
Từ khóa
#thủy ngân #thành công sinh sản #chim nhạn cây #thời tiết #ô nhiễm môi trườngTài liệu tham khảo
Angelier F, Chastel O (2010) Stress, prolactin, and parental investment in birds: a review. Gen Comp Endocrinol 163:142–148. doi:10.1016/j.ygcen.2009.03.028
Ardia DR, Wasson MF, Winkler DW (2006a) Individual quality and food availability determine yolk and egg composition in tree swallows Tachycineta bicolor. J Avian Biol 37:252–259. doi:10.1111/j.2006.0908-8857.03624.x
Ardia DR, Cooper CB, Dhondt AD (2006b) Warm temperatures lead to early onset of incubation, shorter incubation periods and greater hatching asynchrony in tree swallows Tachycineta bicolor at the extremes of their range. J Avian Biol 37:137–142. doi:10.1111/j.0908-8857.2006.03747.x
Brasso RL, Cristol DA (2008) Effects of mercury exposure on the reproductive success of tree swallows (Tachycineta bicolor). Ecotoxicology 17:133–141. doi:10.1007/s10646-007-0163-z
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. doi:10.1002/etc.144
Carter LJ (1977) Chemical plants leave unexpected legacy for two Virginia rivers. Science 198:1015–1020. doi:10.1126/science.198.4321.1015
Cocking D, Hayes R, King ML, Rohrer MJ, Thomas R, Ward D (1991) Compartmentalization of mercury in biotic components of terrestrial flood plain ecosystems adjacent to the South River at Waynesboro, VA. Water Air Soil Pollut 57:159–170. doi:10.1007/BF00282879
Cornell KL, Donovan TM (2010) Effects of spatial habitat heterogeneity on habitat selection and annual fecundity for a migratory forest songbird. Landscape Ecol 25:109–122. doi:10.1007/s10980-009-9405-1
Cristol DA, Brasso RL, Condon AM, Fovargue RE, Friedman SL, Hallinger KK, Monroe AP, White AE (2008) The movement of aquatic mercury through terrestrial food webs. Science 320:335. doi:10.1126/science.1154082
Custer CM, Custer TW, Dummer PM, Munney KL (2003) Exposure and effects of chemical contaminants on tree swallows nesting along the Housatonic River, Berkshire County, Massachusetts, USA, 1998–2000. Environ Toxicol Chem 22:1605–1621. doi:10.1002/etc.5620220725
Dawson RD (2008) Timing of breeding and environmental factors as determinants of reproductive performance of tree swallows. Can J Zool 86:843–850. doi:10.1139/Z08-065
Debonne M, Baarendse PJJ, Van den Brand H, Kemp B, Bruggeman V, Decuypere E (2008) Involvement of the hypothalamic-pituitary-thyroid axis and its interaction with the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in the ontogeny of avian thermoregulation: a review. World’s Poult Sci J 64:309–321. doi:10.1017/S0043933908000056
Evers DC, Burgess NM, Champoux L, Hoskins B, Major A, Goodale WM, Taylor RJ, Poppenga R, Daigle T (2005) Patterns and interpretation of mercury exposure in freshwater avian communities in northeastern North America. Ecotoxicology 14:193–221. doi:10.1007/s10646-004-6269-7
Franceschini MD, Lane OP, Evers DC, Reed JM, Hoskins B, Romero LM (2009) The corticosterone stress response and mercury contamination in free-living tree swallows, Tachycineta bicolor. Ecotoxicology 18:514–521. doi:10.1007/s10646-009-0309-2
Frederick P, Jayasena N (2010) Altered pairing behaviour and reproductive success in white ibises exposed to environmentally relevant concentrations of methylmercury. Proc Roy Soc Lond B. doi:10.1098/rspb.2010.2189
Friedman SL, Brasso RL, Condon AM (2008) An improved simple nest-box trap. J Field Ornithol 79:99–101. doi:10.1111/j.1557-9263.2008.00150.x
Gentes M, Waldner C, Papp Z, Smits JEG (2006) Effects of oil sands tailings compounds and harsh weather on mortality rates, growth and detoxification efforts in nestling tree swallows (Tachycineta bicolor). Environ Pollut 142:24–33. doi:10.1016/j.envpol.2005.09.013
Gentes M, Whitworth TL, Waldner C, Fenton H, Smits JEG (2007) Tree swallows (Tachycineta bicolor) nesting on wetlands impacted by oil sands mining are highly parasitized by the bird blow fly Protocalliphora spp. J Wildl Dis 43:167–178
Hallinger KK, Zabransky DJ, Kazmer KA, Cristol DA (2010) Birdsong differs between mercury-polluted and reference sites. Auk 127:156–161. doi:10.1525/auk.2009.09058
Hallinger KK, Cornell KL, Brasso RL, Cristol DA (2011) Mercury exposure and survival in free-living tree swallows (Tachycineta bicolor). Ecotoxicology 20:39–46. doi:10.1007/s10646-010-0554-4
Hawley DM, Hallinger KK, Cristol DA (2009) Compromised immune competence in free-living tree swallows exposed to mercury. Ecotoxicology 18:499–503. doi:10.1007/s10646-009-0307-4
Heinz G (1979) Methylmercury: reproductive and behavioral effects on three generations of mallard ducks. J Wildl Manag 43:394–401
Heinz GH, Hoffman DJ, Klimstra JD, Stebbins KR, Kondrad SL, Erwin CA (2009) Species differences in the sensitivity of avian embryos to methylmercury. Arch Environ Contam Toxicol 56:129–138. doi:10.1007/s00244-008-9160
Hill EF, Henney CJ, Grove RA (2008) Mercury and drought along the lower Carson River, Nevada: II. Snowy egret and black-crowned night-heron reproduction on Lahontan Reservoir, 1997–2006. Ecotoxicology 17:117–131. doi:10.1007/s10646-007-0180-y
Hoffman D, Moore J (1979) Teratogenic effects of external egg applications of methylmercury in the mallard, Anas platyrhynchos. Teratology 20:453–462. doi:10.1002/tera.1420200315
Hoyt DF (1979) Practical methods of estimating volume and fresh weight of bird eggs. Auk 96:73–77
Jones J (2003) Tree swallows (Tachycineta bicolor): a new model organism? Auk 120:591–599. doi:10.1642/0004-8038(2003)120[0591:TSTBAN]2.0.CO;2
Lombardo MP (1994) Nest architecture and reproductive performance in tree swallows (Tachycineta bicolor). Auk 111:814–824
Ludwig GX, Alatalo RV, Helle P, Lindén H, Lindström J, Siitari H (2006) Short- and long-term population dynamical consequences of asymmetric climate change in black grouse. Proc R Soc B 273:2009–2016. doi:10.1098/rspb.2006.3538
Martin JM, Branch LC, Raid RN, Beyeler SC (2010) Temporal instability of agricultural habitat reduces reproductive success of barn owls (Tyto alba). Auk 127:909–916. doi:10.1525/auk.2010.09211
McCarty JP (1995) Effects of short-term changes in environmental conditions on the foraging ecology and reproductive success of tree swallows, Tachycineta bicolor. Dissertation, Cornell University
McCarty JP (2002) Use of tree swallows in studies of environmental stress. Rev Toxicol 4:61–104
McCarty JP, Secord AL (1999) Nest-building behavior in PCB-contaminated tree swallows. Auk 116:55–63
McCarty JP, Winkler DW (1999) Relative importance of environmental variables in determining the growth of nestling tree swallows Tachycineta bicolor. Ibis 141:286–296. doi:10.1111/j.1474-919X.1999.tb07551.x
Mengelkoch JM, Niemi GJ, Regal RR (2004) Diet of the nestling tree swallow. Condor 106:423–429. doi:10.1650/7341
Nooker JK, Dunn PO, Whittingham LA (2005) Effects of food abundance, weather, and female condition on reproduction in tree swallows (Tachycineta bicolor). Auk 122:1225–1238. doi:10.1642/0004-8038(2005)122[1225:EOFAWA]2.0.CO;2
North American Bluebird Society (2010) NABS nest box specifications. http://www.nabluebirdsociety.org/nestboxspecs.htm. Accessed 26 Aug 2010
Rimmer CC, Miller EK, McFarland KP, Taylor RJ, Faccio SD (2010) Mercury bioaccumulation and trophic transfer in the terrestrial food web of a montane forest. Ecotoxicology 19:697–709. doi:10.1007/s10646-009-0443-x
Robertson RJ, Stutchbury BJ, Cohen RR (1992) Tree swallow (Tachycineta bicolor). In Poole A, Stettenheim P, Gill F (eds) The birds of North America, No. 11. The Academy of Natural Sciences, Philadelphia, and the American Ornithologists’ Union, Washington. doi:10.2173/bna.11
Saino N, Romano M, Ambronsini R, Ferrari RP, Møller AP (2004) Timing of reproduction and egg quality covary with temperature in the insectivorous barn swallow, Hirundo rustica. Funct Ecol 18:50–57. doi:10.1046/j.0269-8463.2004.00808.x
Stephenson S, Hannon S, Proctor H (2009) The function of feathers in tree swallow nests: insulation or ectoparasite barrier? Condor 111:479–487. doi:10.1525/cond.2009.090074
Stutchbury BJ, Robertson RJ (1986) A simple trap for catching birds in nest boxes. J Field Ornithol 57:64–65
Stutchbury BJ, Robertson RJ (1988) Within-season and age-related patterns of reproductive performance in female tree swallows (Tachycineta bicolor). Can J Zool 66:827–834. doi:10.1139/z88-122
United Nations Environment Programme (2002) Global Mercury Assessment. United Nations Environment Programme Chemicals, Geneva
Virginia Department of Environmental Quality (2008) South River/South Fork Shenandoah River mercury monitoring update for fish tissue. http://www.deq.state.va.us/export/sites/default/fishtissue/documents/2007_Fish_Hg_Results.pdf. Accessed 26 Aug 2010
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. doi:10.1021/es803707f
Wiener JG, Krabbenhoft DP, Heinz GH, Scheuhammer AM (2003) Ecotoxicology of mercury. In: Hoffman DJ, Rattner BA, Burton GA Jr, Cairns J Jr (eds) Handbook of ecotoxicology, 2nd edn. Lewis, Boca Raton, pp 409–463
Zanette L, Clinchy M, Smith JNM (2006) Combined food and predator effects on songbird nest survival and annual reproductive success: results from a bi-factorial experiment. Oecologia 147:632–640. doi:10.1007/s00442-005-0330-y