Ĉi tiu studo taksis la letalecon, subletalecon kaj toksecon de komercajcipermetrinoformuloj al anuranaj ranidoj. En la akuta testo, koncentriĝoj de 100–800 μg/L estis testitaj dum 96 horoj. En la kronika testo, nature okazantaj cipermetrinaj koncentriĝoj (1, 3, 6, kaj 20 μg/L) estis testitaj pri morteco, sekvate de mikronuklea testado kaj nukleaj anomalioj de eritrocitoj dum 7 tagoj. La LC50 de la komerca cipermetrina formulo al ranidoj estis 273.41 μg L−1. En la kronika testo, la plej alta koncentriĝo (20 μg L−1) rezultigis pli ol 50% mortecon, ĉar ĝi mortigis duonon de la testitaj ranidoj. La mikronuklea testo montris signifajn rezultojn je 6 kaj 20 μg L−1 kaj pluraj nukleaj anomalioj estis detektitaj, indikante ke la komerca cipermetrina formulo havas genotoksan potencialon kontraŭ P. gracilis. Cipermetrino estas alta risko por ĉi tiu specio, indikante ke ĝi povas kaŭzi multajn problemojn kaj influi la dinamikon de ĉi tiu ekosistemo mallongtempe kaj longtempe. Tial, oni povas konkludi, ke komercaj cipermetrinaj formuliĝoj havas toksajn efikojn sur P. gracilis.
Pro la kontinua vastiĝo de agrikulturaj agadoj kaj intensa apliko deplagkontrololaŭ mezuroj, akvaj bestoj estas ofte eksponitaj al pesticidoj1,2. Poluado de akvoresursoj proksime de agrikulturaj kampoj povas influi la disvolviĝon kaj supervivon de necelataj organismoj kiel amfibioj.
Amfibioj fariĝas pli kaj pli gravaj en la taksado de mediaj matricoj. Anuroj estas konsiderataj bonaj bioindikiloj de mediaj poluaĵoj pro siaj unikaj karakterizaĵoj kiel kompleksaj vivcikloj, rapidaj larvaj kreskorapidecoj, trofa stato, permeabla haŭto10,11, dependeco de akvo por reproduktado12 kaj neprotektitaj ovoj11,13,14. La malgranda akvorano (Physalaemus gracilis), ofte konata kiel la ploranta rano, montriĝis esti bioindikilo de pesticida poluado4,5,6,7,15. La specio troviĝas en stagnantaj akvoj, protektitaj areoj aŭ areoj kun varia vivejo en Argentino, Urugvajo, Paragvajo kaj Brazilo1617 kaj estas konsiderata stabila laŭ la IUCN-klasifiko pro sia vasta distribuo kaj toleremo de malsamaj vivejoj18.
Submortigaj efikoj estis raportitaj ĉe amfibioj post eksponiĝo al cipermetrino, inkluzive de kondutaj, morfologiaj kaj biokemiaj ŝanĝoj ĉe ranidoj23,24,25, ŝanĝita morteco kaj metamorfoza tempo, enzimaj ŝanĝoj, malpliiĝinta eloviĝa sukceso24,25, hiperaktiveco26, inhibicio de kolinesteraza aktiveco27 kaj ŝanĝoj en naĝefikeco7,28. Tamen, studoj pri la genotoksaj efikoj de cipermetrino ĉe amfibioj estas limigitaj. Tial gravas taksi la malsaniĝemon de anuraj specioj al cipermetrino.
Media poluado influas la normalan kreskon kaj disvolviĝon de amfibioj, sed la plej grava malutila efiko estas genetika difekto al DNA kaŭzita de eksponiĝo al pesticidoj13. Analizo de la morfologio de sangoĉeloj estas grava bioindikilo de poluado kaj ebla tokseco de substanco por sovaĝaj specioj29. La mikronuklea testo estas unu el la plej ofte uzataj metodoj por determini la genotoksecon de kemiaĵoj en la medio30. Ĝi estas rapida, efika kaj malmultekosta metodo, kiu estas bona indikilo de kemia poluado de organismoj kiel amfibioj31,32 kaj povas provizi informojn pri eksponiĝo al genotoksaj poluaĵoj33.
La celo de ĉi tiu studo estis taksi la toksan potencialon de komercaj cipermetrinaj formuliĝoj por malgrandaj akvaj ranidoj uzante mikronuklean teston kaj ekologian riskotakson.
Kumula morteco (%) de ranidoj de *P. gracilis* eksponitaj al malsamaj koncentriĝoj de komerca cipermetrino dum la akuta periodo de la testo.
Kumula morteco (%) de ranidoj de *P. gracilis* eksponitaj al malsamaj koncentriĝoj de komerca cipermetrino dum kronika testo.
La observita alta morteco estis rezulto de genotoksaj efikoj en amfibioj eksponitaj al malsamaj koncentriĝoj de cipermetrino (6 kaj 20 μg/L), kiel pruvas la ĉeesto de mikronukleoj (MN) kaj nukleaj anomalioj en eritrocitoj. Formado de MN indikas erarojn en mitozo kaj estas asociita kun malbona ligado de kromosomoj al mikrotubuloj, difektoj en proteinaj kompleksoj respondecaj pri kromosoma asimilado kaj transporto, eraroj en kromosoma apartigo kaj eraroj en riparo de DNA-difekto38,39 kaj povas esti rilataj al pesticido-induktita oksidativa streso40,41. Aliaj anomalioj estis observitaj ĉe ĉiuj taksitaj koncentriĝoj. Kreskantaj cipermetrinaj koncentriĝoj pliigis nukleajn anomaliojn en eritrocitoj je 5% kaj 20% ĉe la plej malaltaj (1 μg/L) kaj plej altaj (20 μg/L) dozoj, respektive. Ekzemple, ŝanĝoj en la DNA de specio povas havi gravajn sekvojn por kaj mallongdaŭra kaj longdaŭra supervivo, rezultante en populacia malkresko, ŝanĝita reprodukta taŭgeco, endogamio, perdo de genetika diverseco kaj ŝanĝitaj migradotarifoj. Ĉiuj ĉi tiuj faktoroj povas influi la supervivon kaj konservadon de specioj42,43. La formado de eritroidaj anomalioj povas indiki blokadon en citokinezo, rezultante en nenormala ĉeldividiĝo (binukleaj eritrocitoj)44,45; multlobaj nukleoj estas elstaraĵoj de la nuklea membrano kun multoblaj loboj46, dum aliaj eritroidaj anomalioj povas esti asociitaj kun DNA-amplifikado, kiel ekzemple nukleaj renoj/veziketoj47. La ĉeesto de anukleaj eritrocitoj povas indiki difektitan oksigentransporton, precipe en poluita akvo48,49. Apoptozo indikas ĉelmorton50.
Aliaj studoj ankaŭ montris la genotoksajn efikojn de cipermetrino. Kabaña et al.51 montris la ĉeeston de mikronukleoj kaj nukleaj ŝanĝoj kiel binukleaj ĉeloj kaj apoptotaj ĉeloj en Odontophrynus americanus ĉeloj post eksponiĝo al altaj koncentriĝoj de cipermetrino (5000 kaj 10,000 μg L−1) dum 96 horoj. Cipermetrino-induktita apoptozo ankaŭ estis detektita en P. biligonigerus52 kaj Rhinella arenarum53. Ĉi tiuj rezultoj sugestas, ke cipermetrino havas genotoksajn efikojn sur gamo da akvaj organismoj kaj ke la MN kaj ENA-analizo povus esti indikilo de subletalaj efikoj sur amfibioj kaj povus esti aplikebla al indiĝenaj specioj kaj sovaĝaj populacioj eksponitaj al toksinoj12.
Komercaj formuloj de cipermetrino prezentas altan median danĝeron (kaj akutan kaj kronikan), kun altaj temperaturoj (HQ) superantaj la nivelon de la Usona Mediprotekta Agentejo (EPA)54, kiuj povus negative influi la specion se ĉeestaj en la medio. En la takso de kronika risko, la NOEC por morteco estis 3 μg L−1, konfirmante, ke la koncentriĝoj trovitaj en akvo povus prezenti riskon por la specio55. La mortiga NOEC por R. arenarum larvoj eksponitaj al miksaĵo de endosulfano kaj cipermetrino estis 500 μg L−1 post 168 horoj; ĉi tiu valoro malpliiĝis al 0,0005 μg L−1 post 336 horoj. La aŭtoroj montras, ke ju pli longa la eksponiĝo, des pli malaltaj la koncentriĝoj, kiuj estas damaĝaj al la specio. Gravas ankaŭ reliefigi, ke la NOEC-valoroj estis pli altaj ol tiuj de P. gracilis je la sama eksponiĝotempo, indikante, ke la specio-respondo al cipermetrino estas speciospecifa. Krome, rilate al morteco, la CHQ-valoro de P. gracilis post eksponiĝo al cipermetrino atingis 64.67, kio estas pli alta ol la referenca valoro fiksita de la Usona Mediprotekta Agentejo54, kaj la CHQ-valoro de R. arenarum larvoj ankaŭ estis pli alta ol ĉi tiu valoro (CHQ > 388.00 post 336 horoj), indikante ke la studitaj insekticidoj prezentas altan riskon por pluraj amfibiaj specioj. Konsiderante ke P. gracilis bezonas ĉirkaŭ 30 tagojn por kompletigi metamorfozon56, oni povas konkludi ke la studitaj koncentriĝoj de cipermetrino povas kontribui al populacia malkresko malhelpante infektitajn individuojn eniri la plenkreskan aŭ reproduktan stadion en frua aĝo.
En la kalkulita riskotakso de mikronukleoj kaj aliaj eritrocitaj nukleaj anomalioj, la CHQ-valoroj variis de 14,92 ĝis 97,00, indikante ke cipermetrino havis eblan genotoksan riskon por P. gracilis eĉ en sia natura vivejo. Konsiderante mortecon, la maksimuma koncentriĝo de ksenobiotikaj komponaĵoj tolerebla por P. gracilis estis 4,24 μg L−1. Tamen, koncentriĝoj eĉ malaltaj kiel 1 μg/L ankaŭ montris genotoksajn efikojn. Ĉi tiu fakto povas konduki al pliiĝo de la nombro de nenormalaj individuoj57 kaj influi la disvolviĝon kaj reproduktadon de specioj en iliaj vivejoj, kondukante al malkresko de amfibiaj populacioj.
Komercaj formuloj de la insekticido cipermetrino montris altan akutan kaj kronikan toksecon por P. gracilis. Pli altaj mortoprocentaĵoj estis observitaj, verŝajne pro toksaj efikoj, kiel pruvas la ĉeesto de mikronukleoj kaj eritrocitaj nukleaj anomalioj, precipe segildentaj nukleoj, lobaj nukleoj kaj vezikulaj nukleoj. Krome, la studitaj specioj montris pliigitajn mediajn riskojn, kaj akutajn kaj kronikajn. Ĉi tiuj datumoj, kombinitaj kun antaŭaj studoj de nia esplorgrupo, montris, ke eĉ malsamaj komercaj formuloj de cipermetrino ankoraŭ kaŭzis malpliiĝintajn acetilkolinesterazajn (AChE) kaj butirilkolinesterazajn (BChE) agadojn kaj oksidativan streson58, kaj rezultigis ŝanĝojn en naĝagado kaj buŝaj misformaĵoj59 en P. gracilis, indikante, ke komercaj formuloj de cipermetrino havas altan mortigan kaj submortigan toksecon por ĉi tiu specio. Hartmann et al. 60 trovis, ke komercaj formuloj de cipermetrino estis la plej toksaj por P. gracilis kaj alia specio de la sama genro (P. cuvieri) kompare kun naŭ aliaj pesticidoj. Ĉi tio sugestas, ke laŭleĝe aprobitaj koncentriĝoj de cipermetrino por mediprotektado povas rezultigi altan mortecon kaj longdaŭran populacimalkreskon.
Pluaj studoj estas necesaj por taksi la toksecon de la pesticido por amfibioj, ĉar la koncentriĝoj trovitaj en la medio povas kaŭzi altan mortecon kaj prezenti eblan riskon por P. gracilis. Esploro pri amfibiaj specioj devus esti kuraĝigita, ĉar datumoj pri ĉi tiuj organismoj estas malabundaj, precipe pri brazilaj specioj.
La testo pri kronika tokseco daŭris 168 horojn (7 tagojn) sub statikaj kondiĉoj kaj la subletalaj koncentriĝoj estis: 1, 3, 6 kaj 20 μg ai L−1. En ambaŭ eksperimentoj, 10 ranidoj por ĉiu traktadgrupo estis taksitaj per ses ripetoj, por entute 60 ranidoj por ĉiu koncentriĝo. Dume, la nur-akva traktado funkciis kiel negativa kontrolo. Ĉiu eksperimenta aranĝo konsistis el sterila vitra plado kun kapacito de 500 ml kaj denseco de 1 ranido por 50 ml da solvaĵo. La flakono estis kovrita per polietilena folio por malhelpi vaporiĝon kaj estis kontinue aerumita.
La akvo estis kemie analizita por determini pesticidajn koncentriĝojn je 0, 96 kaj 168 horoj. Laŭ Sabin et al. 68 kaj Martins et al. 69, la analizoj estis faritaj ĉe la Laboratorio por Pesticida Analizo (LARP) de la Federacia Universitato de Santa Maria uzante gasan kromatografion kunligitan al triobla kvadrupola masspektrometrio (Varian modelo 1200, Palo Alto, Kalifornio, Usono). La kvanta determinado de pesticidoj en akvo estas montrita kiel suplementa materialo (Tabelo SM1).
Por la mikronuklea testo (MNT) kaj la testo pri eritrocitaj nukleaj anomalioj (RNA), 15 ranidoj el ĉiu traktadgrupo estis analizitaj. Ranidoj estis narkotitaj per 5% lidokaino (50 mg g-170) kaj sangospecimenoj estis kolektitaj per kora punkcio uzante unu-uzajn heparinigitajn injektilojn. Sangoŝmiraĵoj estis preparitaj sur sterilaj mikroskopaj lameloj, aersekigitaj, fiksitaj per 100% metanolo (4 °C) dum 2 minutoj, kaj poste kolorigitaj per 10% Giemsa solvaĵo dum 15 minutoj en mallumo. Ĉe la fino de la procezo, lameloj estis lavitaj per distilita akvo por forigi troan tinkturon kaj sekigitaj je ĉambra temperaturo.
Almenaŭ 1000 eritrocitoj el ĉiu ranido estis analizitaj per 100× mikroskopo kun 71 objektivo por determini la ĉeeston de MN kaj ENA. Entute 75 796 eritrocitoj el ranidoj estis taksitaj konsiderante cipermetrinajn koncentriĝojn kaj kontrolojn. Genotokseco estis analizita laŭ la metodo de Carrasco et al. kaj Fenech et al.38,72 per determinado de la ofteco de la jenaj nukleaj lezoj: (1) anucleataj ĉeloj: ĉeloj sen nukleoj; (2) apoptotaj ĉeloj: nuklea fragmentiĝo, programita ĉelmorto; (3) binucleataj ĉeloj: ĉeloj kun du nukleoj; (4) nukleaj burĝonoj aŭ veziketoĉeloj: ĉeloj kun nukleoj kun malgrandaj elstaraĵoj de la nuklea membrano, veziketoj similaj laŭ grandeco al mikronukleoj; (5) karioligitaj ĉeloj: ĉeloj kun nur la konturoj de la nukleo sen interna materialo; (6) noĉitaj ĉeloj: ĉeloj kun nukleoj kun evidentaj fendetoj aŭ noĉoj en sia formo, ankaŭ nomataj renformaj nukleoj; (7) lobformaj ĉeloj: ĉeloj kun nukleaj elstaraĵoj pli grandaj ol la supre menciitaj vezikoj; kaj (8) mikroĉeloj: ĉeloj kun densigitaj nukleoj kaj reduktita citoplasmo. La ŝanĝoj estis komparitaj kun la rezultoj de la negativa kontrolo.
La rezultoj de la akuta tokseco-testo (LC50) estis analizitaj per la programaro GBasic kaj la metodo TSK-Trimmed Spearman-Karber74. La datumoj de la kronika testo estis antaŭtestitaj pri erarnormaleco (Shapiro-Wilks) kaj homogeneco de varianco (Bartlett). La rezultoj estis analizitaj per unudirekta varianco-analizo (ANOVA). La testo de Tukey estis uzata por kompari datumojn inter si, kaj la testo de Dunnett estis uzata por kompari datumojn inter la traktadgrupo kaj la negativa kontrolgrupo.
LOEC kaj NOEC datumoj estis analizitaj per la testo de Dunnett. Statistikaj testoj estis faritaj per la programaro Statistica 8.0 (StatSoft) kun signifnivelo de 95% (p < 0.05).
Afiŝtempo: 13-a de marto 2025