У гэтым даследаванні ацэньвалася смяротнасць, сублятальнасць і таксічнасць камерцыйныхцыперметрынФормулы для апалонікаў бясхвостых. У вострым тэсце канцэнтрацыі 100–800 мкг/л тэставаліся на працягу 96 гадзін. У хранічным тэсце натуральныя канцэнтрацыі цыперметрыну (1, 3, 6 і 20 мкг/л) тэставаліся на смяротнасць, а затым праводзілася мікраядзернае тэставанне і ядзерныя анамаліі эрытрацытаў на працягу 7 дзён. ЛК50 камерцыйнай формы цыперметрыну для апалонікаў склала 273,41 мкг/л. У хранічным тэсце найвышэйшая канцэнтрацыя (20 мкг/л) прывяла да смяротнасці больш чым 50%, бо яна забівала палову пратэставаных апалонікаў. Мікраядзерны тэст паказаў значныя вынікі пры 6 і 20 мкг/л, і было выяўлена некалькі ядзерных анамалій, што сведчыць аб тым, што камерцыйная форма цыперметрыну мае генатаксічны патэнцыял супраць P. gracilis. Цыперметрын уяўляе высокую рызыку для гэтага віду, што сведчыць аб тым, што ён можа выклікаць мноства праблем і паўплываць на дынаміку гэтай экасістэмы ў кароткатэрміновай і доўгатэрміновай перспектыве. Такім чынам, можна зрабіць выснову, што камерцыйныя прэпараты цыперметрыну аказваюць таксічнае ўздзеянне на P. gracilis.
З-за пастаяннага пашырэння сельскагаспадарчай дзейнасці і інтэнсіўнага прымяненнябарацьба са шкоднікамімеры, водныя жывёлы часта падвяргаюцца ўздзеянню пестыцыдаў1,2. Забруджванне водных рэсурсаў паблізу сельскагаспадарчых палёў можа паўплываць на развіццё і выжыванне немэтавых арганізмаў, такіх як амфібіі.
Амфібіі набываюць усё большую важнасць у ацэнцы экалагічных матрыц. Бесхвостыя лічацца добрымі біяіндыкатарамі забруджвальнікаў навакольнага асяроддзя дзякуючы сваім унікальным характарыстыкам, такім як складаныя жыццёвыя цыклы, хуткі рост лічынак, трафічны статус, пранікальная скура10,11, залежнасць ад вады для размнажэння12 і неабароненыя яйкі11,13,14. Малая вадзяная жаба (Physalaemus gracilis), шырока вядомая як плакучая жаба, з'яўляецца біяіндыкатарам забруджвання пестыцыдамі4,5,6,7,15. Гэты від сустракаецца ў стаячых водах, ахоўных зонах або зонах са зменлівым асяроддзем пражывання ў Аргенціне, Уругвае, Парагваі і Бразіліі1617 і лічыцца стабільным паводле класіфікацыі МСОП дзякуючы шырокаму распаўсюджванню і талерантнасці да розных асяроддзяў пражывання18.
Пасля ўздзеяння цыперметрыну ў амфібій паведамлялася пра сублятальныя эфекты, у тым ліку паводніцкія, марфалагічныя і біяхімічныя змены ў апалонікаў23,24,25, змяненне смяротнасці і часу метамарфозу, ферментатыўныя змены, зніжэнне паспяховасці вылуплення24,25, гіперактыўнасць26, інгібіраванне актыўнасці халінестэразы27 і змены ў плавальных здольнасцях7,28. Аднак даследаванні генатаксічнага ўздзеяння цыперметрыну на амфібій абмежаваныя. Таму важна ацаніць успрымальнасць бясхвостых відаў да цыперметрыну.
Забруджванне навакольнага асяроддзя ўплывае на нармальны рост і развіццё амфібій, але найбольш сур'ёзным неспрыяльным наступствам з'яўляецца генетычнае пашкоджанне ДНК, выкліканае ўздзеяннем пестыцыдаў13. Аналіз марфалогіі клетак крыві з'яўляецца важным біяіндыкатарам забруджвання і патэнцыйнай таксічнасці рэчыва для дзікіх відаў29. Мікраядзерны тэст - адзін з найбольш распаўсюджаных метадаў вызначэння генатаксічнасці хімічных рэчываў у навакольным асяроддзі30. Гэта хуткі, эфектыўны і недарагі метад, які з'яўляецца добрым індыкатарам хімічнага забруджвання такіх арганізмаў, як амфібіі31,32, і можа даць інфармацыю аб уздзеянні генатаксічных забруджвальнікаў33.
Мэтай гэтага даследавання была ацэнка таксічнага патэнцыялу камерцыйных прэпаратаў цыперметрыну для дробных водных апалонікаў з выкарыстаннем мікраядзернага тэсту і ацэнкі экалагічнай рызыкі.
Сукупная смяротнасць (%) апалонікаў P. gracilis, якія падвергліся ўздзеянню розных канцэнтрацый камерцыйнага цыперметрыну падчас вострага перыяду выпрабавання.
Сукупная смяротнасць (%) апалонікаў P. gracilis, якія падвергліся ўздзеянню розных канцэнтрацый камерцыйнага цыперметрыну падчас хранічнага выпрабавання.
Высокая смяротнасць, якая назіралася, была вынікам генатаксічнага ўздзеяння на амфібій, якія падвяргаліся ўздзеянню розных канцэнтрацый цыперметрыну (6 і 20 мкг/л), пра што сведчыць наяўнасць мікраядраў (МЯ) і ядзерных анамалій у эрытрацытах. Утварэнне МЯ сведчыць аб памылках у мітозе і звязана з дрэнным звязваннем храмасом з мікратрубачкамі, дэфектамі ў бялковых комплексах, адказных за паглынанне і транспарт храмасом, памылкамі ў сегрэгацыі храмасом і памылкамі ў рэпарацыі пашкоджанняў ДНК38,39 і можа быць звязана з акісляльным стрэсам, выкліканым пестыцыдамі40,41. Іншыя анамаліі назіраліся пры ўсіх ацэненых канцэнтрацыях. Павелічэнне канцэнтрацый цыперметрыну павялічвала ядзерныя анамаліі ў эрытрацытах на 5% і 20% пры самых нізкіх (1 мкг/л) і самых высокіх (20 мкг/л) дозах адпаведна. Напрыклад, змены ў ДНК віду могуць мець сур'ёзныя наступствы як для кароткатэрміновага, так і для доўгатэрміновага выжывання, што прыводзіць да скарачэння папуляцыі, змены рэпрадуктыўнай прыстасаванасці, інбрыдынгу, страты генетычнай разнастайнасці і змены хуткасці міграцыі. Усе гэтыя фактары могуць паўплываць на выжыванне і падтрыманне віду42,43. Утварэнне эрытроідных анамалій можа сведчыць аб блакаванні цытакінезу, што прыводзіць да анамальнага дзялення клетак (двух'ядравыя эрытрацыты)44,45; шматдолькавыя ядры - гэта выпінання ядзернай мембраны з некалькімі долямі46, у той час як іншыя эрытроідныя анамаліі могуць быць звязаны з ампліфікацыяй ДНК, такія як ядзерныя ныркі/пухыркі47. Наяўнасць без'ядравых эрытрацытаў можа сведчыць аб парушэнні транспарту кіслароду, асабліва ў забруджанай вадзе48,49. Апаптоз сведчыць аб гібелі клетак50.
Іншыя даследаванні таксама прадэманстравалі генатаксічны эфект цыперметрыну. Кабанья і інш.51 прадэманстравалі наяўнасць мікраядраў і змяненняў у ядзе, такіх як двух'ядравыя клеткі і апаптотычныя клеткі, у клетках Odontophrynus americanus пасля ўздзеяння высокіх канцэнтрацый цыперметрыну (5000 і 10 000 мкг L−1) на працягу 96 гадзін. Апоптоз, выкліканы цыперметрынам, быў таксама выяўлены ў P. biligonigerus52 і Rhinella arenarum53. Гэтыя вынікі сведчаць аб тым, што цыперметрын аказвае генатаксічны эфект на шэраг водных арганізмаў, і што аналіз MN і ENA можа быць паказчыкам сублятальнага ўздзеяння на амфібій і можа быць ужыты да мясцовых відаў і дзікіх папуляцый, якія падвяргаюцца ўздзеянню таксінаў12.
Камерцыйныя формы цыперметрыну ўяўляюць высокую небяспеку для навакольнага асяроддзя (як вострую, так і хранічную), прычым ГХ перавышаюць узровень Агенцтва па ахове навакольнага асяроддзя ЗША (EPA)54, што можа негатыўна паўплываць на від, калі ён прысутнічае ў навакольным асяроддзі. Пры ацэнцы хранічнай рызыкі NOEC для смяротнасці склаў 3 мкг/л, што пацвярджае, што канцэнтрацыі, выяўленыя ў вадзе, могуць прадстаўляць рызыку для віду55. Смяротная NOEC для лічынак R. arenarum, якія падвергліся ўздзеянню сумесі эндасульфану і цыперметрыну, склала 500 мкг/л праз 168 гадзін; гэта значэнне знізілася да 0,0005 мкг/л праз 336 гадзін. Аўтары паказваюць, што чым даўжэй уздзеянне, тым ніжэйшыя канцэнтрацыі, шкодныя для віду. Важна таксама падкрэсліць, што значэнні NOEC былі вышэйшымі, чым у P. gracilis пры тым жа часе ўздзеяння, што сведчыць аб тым, што рэакцыя віду на цыперметрын з'яўляецца відаспецыфічнай. Акрамя таго, што тычыцца смяротнасці, значэнне CHQ P. gracilis пасля ўздзеяння цыперметрыну дасягнула 64,67, што вышэй за рэферэнтнае значэнне, устаноўленае Агенцтвам па ахове навакольнага асяроддзя ЗША54, а значэнне CHQ лічынак R. arenarum таксама было вышэй за гэтае значэнне (CHQ > 388,00 праз 336 гадзін), што сведчыць аб тым, што даследаваныя інсектыцыды ўяўляюць высокую рызыку для некалькіх відаў амфібій. Улічваючы, што P. gracilis патрабуецца прыблізна 30 дзён для завяршэння метамарфозу56, можна зрабіць выснову, што даследаваныя канцэнтрацыі цыперметрыну могуць спрыяць скарачэнню папуляцыі, перашкаджаючы заражаным асобінам пераходзіць у дарослае або рэпрадуктыўнае стан у раннім узросце.
Пры разліковай ацэнцы рызыкі мікраядраў і іншых ядзерных анамалій эрытрацытаў значэнні CHQ вагаліся ад 14,92 да 97,00, што сведчыць аб патэнцыйнай генатаксічнай рызыке цыперметрыну для P. gracilis нават у яго натуральным асяроддзі пражывання. З улікам смяротнасці максімальная канцэнтрацыя ксенабіётычных злучэнняў, пераносная P. gracilis, складала 4,24 мкг/л. Аднак канцэнтрацыі да 1 мкг/л таксама праяўлялі генатаксічны эфект. Гэты факт можа прывесці да павелічэння колькасці анамальных асобін57 і паўплываць на развіццё і размнажэнне відаў у іх асяроддзі пражывання, што прывядзе да скарачэння папуляцый амфібій.
Камерцыйныя формы інсектыцыду цыперметрын прадэманстравалі высокую вострую і хранічную таксічнасць для P. gracilis. Назіраліся больш высокія паказчыкі смяротнасці, верагодна, з-за таксічных эфектаў, пра што сведчыць наяўнасць мікраядраў і ядзерных анамалій эрытрацытаў, асабліва зубчастых ядраў, дольчатых ядраў і везікулярных ядраў. Акрамя таго, даследаваныя віды прадэманстравалі павышаную рызыку для навакольнага асяроддзя, як вострую, так і хранічную. Гэтыя дадзеныя ў спалучэнні з папярэднімі даследаваннямі нашай даследчай групы паказалі, што нават розныя камерцыйныя формы цыперметрыну ўсё яшчэ выклікалі зніжэнне актыўнасці ацэтылхалінестэразы (АХЭ) і бутырылхалінестэразы (БХЭ) і акісляльны стрэс58, а таксама прывялі да зменаў у актыўнасці плавання і мальфармацый ротавай поласці59 у P. gracilis, што сведчыць аб тым, што камерцыйныя формы цыперметрыну маюць высокую смяротную і сублятальную таксічнасць для гэтага віду. Хартман і інш.60 выявілі, што камерцыйныя формы цыперметрыну былі найбольш таксічнымі для P. gracilis і іншага віду таго ж роду (P. cuvieri) у параўнанні з дзевяццю іншымі пестыцыдамі. Гэта сведчыць аб тым, што заканадаўча дазволеныя канцэнтрацыі цыперметрыну для аховы навакольнага асяроддзя могуць прывесці да высокай смяротнасці і доўгатэрміновага скарачэння папуляцыі.
Неабходныя далейшыя даследаванні для ацэнкі таксічнасці пестыцыду для амфібій, паколькі канцэнтрацыі, якія сустракаюцца ў навакольным асяроддзі, могуць выклікаць высокую смяротнасць і прадстаўляць патэнцыйную рызыку для P. gracilis. Варта заахвочваць даследаванні відаў амфібій, бо дадзеных па гэтых арганізмах мала, асабліва па бразільскіх відах.
Выпрабаванне на хранічную таксічнасць працягвалася 168 гадзін (7 дзён) у статычных умовах, а сублятальныя канцэнтрацыі склалі: 1, 3, 6 і 20 мкг д.р./л. У абодвух эксперыментах 10 апалонікаў на групу лячэння ацэньваліся з шасцю паўтарэннямі, што ў агульнай складанасці дае 60 апалонікаў на канцэнтрацыю. Тым часам апрацоўка толькі вадой служыла адмоўным кантролем. Кожная эксперыментальная ўстаноўка складалася са стэрыльнага шклянога посуду ёмістасцю 500 мл і шчыльнасцю 1 апалонік на 50 мл раствора. Колба была накрыта поліэтыленавай плёнкай для прадухілення выпарэння і пастаянна аэравалася.
Хімічны аналіз вады для вызначэння канцэнтрацыі пестыцыдаў праводзіўся праз 0, 96 і 168 гадзін. Паводле Сэйбіна і інш. 68 і Марцінса і інш. 69, аналізы праводзіліся ў Лабараторыі аналізу пестыцыдаў (LARP) Федэральнага ўніверсітэта Санта-Марыі з выкарыстаннем газавай храматаграфіі ў спалучэнні з трайной квадрупольнай мас-спектрометрыяй (мадэль Varian 1200, Пала-Альта, Каліфорнія, ЗША). Колькаснае вызначэнне пестыцыдаў у вадзе паказана ў якасці дадатковага матэрыялу (табліца SM1).
Для мікраядзернага тэсту (МЯТ) і тэсту на ядзерныя анамаліі эрытрацытаў (РНК) былі прааналізаваны 15 апалонікаў з кожнай групы лячэння. Апалонікаў анестэзавалі 5% лідакаінам (50 мг г-170), а ўзоры крыві збіралі шляхам сардэчнай пункцыі з выкарыстаннем аднаразовых гепарынізаваных шпрыцоў. Мазкі крыві рыхтавалі на стэрыльных прадметных шклах мікраскопа, высушвалі на паветры, фіксавалі 100% метанолам (4 °C) на працягу 2 хвілін, а затым афарбоўвалі 10% растворам Гімзы на працягу 15 хвілін у цемры. Пасля завяршэння працэсу прадметныя шкла прамывалі дыстыляванай вадой для выдалення лішняга фарбавальніка і высушвалі пры пакаёвай тэмпературы.
Не менш за 1000 эрытрацытаў ад кожнага апалоніка былі прааналізаваны з дапамогай мікраскопа 100× з аб'ектывам 71 для вызначэння наяўнасці MN і ENA. Усяго было ацэнена 75 796 эрытрацытаў ад апалонікаў з улікам канцэнтрацый цыперметрыну і кантрольных груп. Генатаксічнасць аналізавалася ў адпаведнасці з метадам Carrasco et al. і Fenech et al.38,72 шляхам вызначэння частаты наступных ядзерных паражэнняў: (1) без'ядзерныя клеткі: клеткі без ядраў; (2) апаптатычныя клеткі: фрагментацыя ядра, запраграмаваная гібель клетак; (3) двух'ядзерныя клеткі: клеткі з двума ядрамі; (4) ядзерныя пупышкі або пузырчастыя клеткі: клеткі з ядрамі з невялікімі выступамі ядзернай мембраны, пузырчастыя клеткі, падобныя па памеры да мікраядраў; (5) карыялізаваныя клеткі: клеткі толькі з контурам ядра без унутранага матэрыялу; (6) выемчатыя клеткі: клеткі з ядрамі з відавочнымі расколінамі або выемкамі ў іх форме, якія таксама называюцца нырападобнымі ядрамі; (7) дольчатыя клеткі: клеткі з ядзернымі выпінаннямі, большымі за вышэйзгаданыя везікулы; і (8) мікраклеткі: клеткі з кандэнсаванымі ядрамі і паменшанай цытаплазмай. Змены параўноўвалі з вынікамі адмоўнага кантролю.
Вынікі выпрабаванняў на вострую таксічнасць (LC50) былі прааналізаваны з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння GBasic і метаду TSK-Trimmed Spearman-Karber74. Дадзеныя хранічных выпрабаванняў былі папярэдне правераны на нармальнасць памылак (Shapiro-Wilks) і аднастайнасць дысперсіі (Bartlett). Вынікі былі прааналізаваны з дапамогай аднафактарнага дысперсійнага аналізу (ANOVA). Для параўнання дадзеных паміж сабой выкарыстоўваўся крытэрый Цьюкі, а для параўнання дадзеных паміж групай лячэння і групай адмоўнага кантролю — крытэрый Данэта.
Дадзеныя LOEC і NOEC былі прааналізаваны з дапамогай крытэрыя Данэта. Статыстычныя тэсты былі праведзены з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння Statistica 8.0 (StatSoft) з узроўнем значнасці 95% (p < 0,05).
Час публікацыі: 13 сакавіка 2025 г.