Оваа студија ја процени смртоносноста, сублеталноста и токсичноста на комерцијалнитециперметринформулации за анурански полноглавци. Во акутниот тест, концентрациите од 100-800 μg/L беа тестирани за 96 часа. Во хроничниот тест, природните концентрации на циперметрин (1, 3, 6 и 20 μg/L) беа тестирани за смртност, проследено со тестирање на микронуклеусот и нуклеарни абнормалности на црвените крвни зрнца во текот на 7 дена. LC50 на комерцијалната формулација на циперметрин за полноглавци беше 273,41 μg L−1. Во хроничниот тест, највисоката концентрација (20 μg L−1) резултираше со поголема од 50% смртност, бидејќи уби половина од тестираните полноглавци. Тестот за микронуклеусот покажа значајни резултати на 6 и 20 μg L−1 и беа откриени неколку нуклеарни абнормалности, што укажува дека комерцијалната формулација на циперметрин има генотоксичен потенцијал против P. gracilis. Циперметринот е висок ризик за овој вид, што укажува дека може да предизвика повеќе проблеми и да влијае на динамиката на овој екосистем на краток и долг рок. Затоа, може да се заклучи дека комерцијалните формулации на циперметрин имаат токсични ефекти врз P. gracilis.
Поради континуираното проширување на земјоделските активности и интензивната примена наконтрола на штетницимерки, водните животни често се изложени на пестициди1,2. Загадувањето на водните ресурси во близина на земјоделските полиња може да влијае на развојот и опстанокот на нецелните организми како што се водоземците.
Водоземците стануваат сè поважни во проценката на еколошките матрици. Анураните се сметаат за добри биоиндикатори на загадувачите на животната средина поради нивните уникатни карактеристики како што се сложени животни циклуси, брзи стапки на раст на ларвите, трофичен статус, пропустлива кожа10,11, зависност од вода за репродукција12 и незаштитени јајца11,13,14. Малата водена жаба (Physalaemus gracilis), попозната како плачлива жаба, се покажа како биоиндикаторски вид на загадување со пестициди4,5,6,7,15. Видот се среќава во стоечки води, заштитени подрачја или области со променливо живеалиште во Аргентина, Уругвај, Парагвај и Бразил1617 и се смета за стабилен според класификацијата IUCN поради неговата широка дистрибуција и толеранција на различни живеалишта18.
Пријавени се сублетални ефекти кај водоземците по изложување на циперметрин, вклучително и однесувањето, морфолошките и биохемиските промени кај полноглавците23,24,25, изменетата смртност и времето на метаморфоза, ензимските промени, намалениот успех на шрафирање24,25, хиперактивноста26, инхибиција на перформансите на активноста на 28 и 27 гиминглини. Сепак, студиите за генотоксичните ефекти на циперметрин кај водоземците се ограничени. Затоа, важно е да се процени чувствителноста на видовите анурани на циперметрин.
Загадувањето на животната средина влијае на нормалниот раст и развој на водоземците, но најсериозниот негативен ефект е генетското оштетување на ДНК предизвикано од изложеност на пестициди13. Морфолошката анализа на крвните клетки е важен биоиндикатор за загадување и потенцијална токсичност на супстанцијата за дивите видови29. Тестот за микронуклеус е еден од најчесто користените методи за определување на генотоксичноста на хемикалиите во околината30. Тоа е брз, ефективен и ефтин метод кој е добар показател за хемиското загадување на организмите како што се водоземците31,32 и може да обезбеди информации за изложеноста на генотоксични загадувачи33.
Целта на оваа студија беше да се оцени токсичниот потенцијал на комерцијалните формулации на циперметрин за малите водни полноглавци користејќи тест за микронуклеус и проценка на еколошки ризик.
Кумулативна смртност (%) на P. gracilis полноглавци изложени на различни концентрации на комерцијален циперметрин за време на акутниот период на тестот.
Кумулативна смртност (%) на P. gracilis полноглавци изложени на различни концентрации на комерцијален циперметрин за време на хроничен тест.
Набљудуваната висока смртност беше резултат на генотоксични ефекти кај водоземците изложени на различни концентрации на циперметрин (6 и 20 μg/L), како што беше потврдено со присуството на микронуклеуси (MN) и нуклеарни абнормалности во еритроцитите. Формирањето на МН укажува на грешки во митозата и е поврзано со лошо врзување на хромозомите со микротубулите, дефекти во протеинските комплекси одговорни за навлегувањето и транспортот на хромозомите, грешки во сегрегацијата на хромозомите и грешки во поправката на оштетувањето на ДНК38,39 и може да се поврзани со стресот предизвикан од пестициди4041. Други абнормалности беа забележани при сите евалуирани концентрации. Зголемувањето на концентрациите на циперметрин ги зголеми нуклеарните абнормалности во еритроцитите за 5% и 20% при најниските (1 μg/L) и највисоките (20 μg/L) дози, соодветно. На пример, промените во ДНК на еден вид може да имаат сериозни последици и за краткорочно и за долгорочно преживување, што ќе резултира со опаѓање на популацијата, изменета репродуктивна кондиција, вкрстување помеѓу крвни сродници, губење на генетската разновидност и променета стапка на миграција. Сите овие фактори можат да влијаат на опстанокот и одржувањето на видовите42,43. Формирањето на еритроидни абнормалности може да укаже на блокада во цитокинезата, што резултира со абнормална клеточна делба (бинуклеарни еритроцити)44,45; повеќелобните јадра се испакнатини на нуклеарната мембрана со повеќе лобуси46, додека други еритроидни абнормалности може да бидат поврзани со засилување на ДНК, како што се нуклеарни бубрези/блебови47. Присуството на јадрени еритроцити може да укаже на нарушен транспорт на кислород, особено во контаминирана вода48,49. Апоптозата укажува на клеточна смрт50.
Други студии, исто така, ги покажаа генотоксичните ефекти на циперметрин. Kabaña et al.51 демонстрираа присуство на микронуклеуси и нуклеарни промени како што се двојадрени клетки и апоптотични клетки во клетките на Odontophrynus americanus по изложување на високи концентрации на циперметрин (5000 и 10.000 μg L−1) во текот на 96 часа. Апоптоза индуцирана од циперметрин беше откриена и кај P. biligonigerus52 и Rhinella arenarum53. Овие резултати сугерираат дека циперметринот има генотоксични ефекти врз низа водни организми и дека анализата на MN и ENA може да биде индикатор за сублетални ефекти врз водоземците и може да биде применлива за домашните видови и дивите популации изложени на токсанти12.
Комерцијалните формулации на циперметрин претставуваат висока опасност за животната средина (и акутна и хронична), при што штабовите го надминуваат нивото на Американската агенција за заштита на животната средина (EPA)54 што може негативно да влијае на видот доколку е присутен во животната средина. Во проценката на хроничниот ризик, NOEC за смртност беше 3 μg L−1, што потврдува дека концентрациите пронајдени во водата може да претставуваат ризик за видот55. Смртоносниот NOEC за ларвите R. arenarum изложени на мешавина од ендосулфан и циперметрин беше 500 μg L−1 по 168 часа; оваа вредност се намали на 0,0005 μg L−1 по 336 часа. Авторите покажуваат дека колку подолго е изложувањето, толку се помали концентрациите кои се штетни за видот. Исто така, важно е да се истакне дека вредностите на NOEC беа повисоки од оние на P. gracilis во исто време на експозиција, што покажува дека одговорот на видот на циперметрин е специфичен за видот. Понатаму, во однос на смртноста, вредноста на CHQ на P. gracilis по изложување на циперметрин достигна 64,67, што е повисока од референтната вредност поставена од Агенцијата за заштита на животната средина на САД54, а вредноста на CHQ на R. arenarum larvae беше исто така повисока од оваа вредност (CHQ > 38836, проучувани по индикации). претставуваат висок ризик за неколку видови водоземци. Имајќи предвид дека на P. gracilis му се потребни приближно 30 дена за да се заврши метаморфозата56, може да се заклучи дека проучуваните концентрации на циперметрин може да придонесат за намалување на популацијата преку спречување на заразените индивидуи да влезат во возрасна или репродуктивна фаза на рана возраст.
Во пресметаната проценка на ризикот на микронуклеусите и другите нуклеарни абнормалности на еритроцитите, вредностите на CHQ се движеа од 14,92 до 97,00, што укажува дека циперметринот има потенцијален генотоксичен ризик за P. gracilis дури и во неговото природно живеалиште. Земајќи ја предвид смртноста, максималната концентрација на ксенобиотски соединенија толерантна за P. gracilis беше 4,24 μg L−1. Сепак, концентрациите до 1 μg/L, исто така, покажаа генотоксични ефекти. Овој факт може да доведе до зголемување на бројот на абнормални индивидуи57 и да влијае на развојот и репродукцијата на видовите во нивните живеалишта, што доведува до намалување на популацијата на водоземци.
Комерцијалните формулации на инсектицидот циперметрин покажаа висока акутна и хронична токсичност за P. gracilis. Беа забележани повисоки стапки на смртност, најверојатно поради токсичните ефекти, како што беше потврдено со присуството на микронуклеуси и нуклеарни абнормалности на еритроцитите, особено назабени јадра, лобусирани јадра и везикуларни јадра. Дополнително, испитуваните видови покажаа зголемени еколошки ризици, и акутни и хронични. Овие податоци, во комбинација со претходните студии на нашата истражувачка група, покажаа дека дури и различните комерцијални формулации на циперметрин сè уште предизвикуваат намалени активности на ацетилхолинестераза (AChE) и бутирилхолинестераза (BChE) и оксидативен стрес58 и резултираа со промени во пливачката активност и орални малформации59 кај P. токсичност за овој вид. Хартман и сор. 60 откриле дека комерцијалните формулации на циперметрин се најтоксични за P. gracilis и друг вид од истиот род (P. cuvieri) во споредба со девет други пестициди. Ова сугерира дека законски одобрените концентрации на циперметрин за заштита на животната средина може да резултираат со висока смртност и долгорочен пад на населението.
Потребни се дополнителни студии за да се процени токсичноста на пестицидот за водоземците, бидејќи концентрациите пронајдени во околината може да предизвикаат висока смртност и да претставуваат потенцијален ризик за P. gracilis. Треба да се охрабрат истражувањата за видовите водоземци, бидејќи податоците за овие организми се оскудни, особено за бразилските видови.
Тестот за хронична токсичност траеше 168 часа (7 дена) во статични услови, а сублеталните концентрации беа: 1, 3, 6 и 20 μg ai L−1. Во двата експерименти, 10 полноглавци по група за третман беа евалуирани со шест повторувања, за вкупно 60 полноглавци по концентрација. Во меѓувреме, третманот само со вода служеше како негативна контрола. Секое експериментално поставување се состоеше од стерилен стаклен сад со капацитет од 500 ml и густина од 1 полноглавец на 50 ml раствор. Колбата беше покриена со полиетиленска фолија за да се спречи испарувањето и беше постојано газирана.
Водата беше хемиски анализирана за да се утврдат концентрациите на пестициди на 0, 96 и 168 часа. Според Сабин и сор. 68 и Мартинс и сор. 69, анализите беа извршени во Лабораторијата за анализа на пестициди (LARP) на Федералниот универзитет во Санта Марија со употреба на гасна хроматографија поврзана со тројна квадрополна масена спектрометрија (Varian модел 1200, Пало Алто, Калифорнија, САД). Квантитативното одредување на пестициди во водата е прикажано како дополнителен материјал (Табела SM1).
За микронуклеусниот тест (МНТ) и тестот за нуклеарна абнормалност на црвените крвни клетки (РНК), беа анализирани 15 полноглавци од секоја третирана група. Полноглавците беа анестезирани со 5% лидокаин (50 mg g-170) и примероци од крв беа собрани со срцева пункција со употреба на хепаринизирани шприцеви за еднократна употреба. Крвните размаски беа подготвени на стерилни слајдови со микроскоп, сушени на воздух, фиксирани со 100% метанол (4 °C) 2 мин, а потоа обоени со 10% раствор на Гимса 15 минути во мракот. На крајот на процесот, слајдовите беа измиени со дестилирана вода за да се отстрани вишокот на дамка и се сушат на собна температура.
Најмалку 1000 еритроцити од секој полноглавец беа анализирани со помош на 100× микроскоп со цел 71 за да се утврди присуството на MN и ENA. Вкупно 75.796 еритроцити од полноглавци беа евалуирани земајќи ги предвид концентрациите и контролите на циперметрин. Генотоксичноста беше анализирана според методот на Carrasco et al. и Fenech et al.38,72 со определување на фреквенцијата на следните нуклеарни лезии: (1) нуклеарни клетки: клетки без јадра; (2) апоптотични клетки: нуклеарна фрагментација, програмирана клеточна смрт; (3) бинуклеарни клетки: клетки со две јадра; (4) нуклеарни пупки или блузони клетки: клетки со јадра со мали испакнатини на нуклеарната мембрана, меурчиња слични по големина на микронуклеусите; (5) кариолизирани клетки: клетки со само контури на јадрото без внатрешен материјал; (6) засечени клетки: клетки со јадра со очигледни пукнатини или засеци во нивната форма, наречени и бубрежни јадра; (7) лобулирани клетки: клетки со нуклеарни испакнатини поголеми од гореспоменатите везикули; и (8) микроклетки: клетки со кондензирани јадра и редуцирана цитоплазма. Промените беа споредени со негативните контролни резултати.
Резултатите од тестот за акутна токсичност (LC50) беа анализирани со помош на софтверот GBasic и методот TSK-Trimmed Spearman-Karber74. Податоците од хроничниот тест беа претходно тестирани за нормалност на грешка (Шапиро-Вилкс) и хомогеност на варијансата (Бартлет). Резултатите беа анализирани со користење на еднонасочна анализа на варијанса (АНОВА). Тестот на Туки беше искористен за да се споредат податоците меѓу себе, а тестот на Данет беше користен за споредување на податоците помеѓу групата за лекување и негативната контролна група.
Податоците за LOEC и NOEC беа анализирани со помош на Данетовиот тест. Статистичките тестови беа извршени со помош на софтверот Statistica 8.0 (StatSoft) со ниво на значајност од 95% (p < 0,05).
Време на објавување: Мар-13-2025