ამ კვლევამ შეაფასა კომერციული მასალის ლეტალობა, ქველეტალურობა და ტოქსიკურობაციპერმეტრინიფორმულირებები ანურან თათებზე. მწვავე ტესტში 100-800 მკგ/ლ კონცენტრაცია შემოწმდა 96 საათის განმავლობაში. ქრონიკულ ტესტში, ბუნებრივად წარმოქმნილი ციპერმეტრინის კონცენტრაციები (1, 3, 6 და 20 მკგ/ლ) იყო ტესტირება სიკვდილიანობაზე, რასაც მოჰყვა მიკრობირთვული ტესტირება და სისხლის წითელი უჯრედების ბირთვული დარღვევები 7 დღის განმავლობაში. კომერციული ციპერმეტრინის ფორმულირების LC50 თათებისთვის იყო 273,41 მკგ L−1. ქრონიკულ ტესტში ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია (20 μg L−1) მოჰყვა 50%-ზე მეტ სიკვდილიანობას, რადგან მან მოკლა ტესტირებული თათების ნახევარი. მიკრობირთვმა აჩვენა მნიშვნელოვანი შედეგები 6 და 20 μg L−1-ზე და გამოვლინდა რამდენიმე ბირთვული ანომალია, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ კომერციულ ციპერმეტრინის ფორმულირებას აქვს გენოტოქსიური პოტენციალი P. gracilis-ის მიმართ. ციპერმეტრინი არის მაღალი რისკი ამ სახეობისთვის, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ მას შეუძლია გამოიწვიოს მრავალი პრობლემა და გავლენა მოახდინოს ამ ეკოსისტემის დინამიკაზე მოკლე და გრძელვადიან პერსპექტივაში. აქედან გამომდინარე, შეიძლება დავასკვნათ, რომ კომერციული ციპერმეტრინის ფორმულირებები აქვს ტოქსიკური ეფექტი P. gracilis-ზე.
სასოფლო-სამეურნეო საქმიანობის უწყვეტი გაფართოებისა და ინტენსიური გამოყენების გამომავნებლების კონტროლიზომით, წყლის ცხოველები ხშირად ექვემდებარებიან პესტიციდებს1,2. წყლის რესურსების დაბინძურება სოფლის მეურნეობის მინდვრებთან შეიძლება გავლენა იქონიოს არასამიზნე ორგანიზმების განვითარებასა და გადარჩენაზე, როგორიცაა ამფიბიები.
ამფიბიები სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება გარემოს მატრიცების შეფასებისას. ანურანები განიხილება გარემო დამაბინძურებლების კარგ ბიოინდიკატორად მათი უნიკალური მახასიათებლების გამო, როგორიცაა რთული სასიცოცხლო ციკლი, ლარვების ზრდის სწრაფი ტემპი, ტროფიკული მდგომარეობა, გამტარი კანი10,11, რეპროდუქციისთვის წყალზე დამოკიდებულება12 და დაუცველი კვერცხები11,13,14. პატარა წყლის ბაყაყი (Physalaemus gracilis), საყოველთაოდ ცნობილი როგორც მტირალი ბაყაყი, ნაჩვენებია, რომ პესტიციდებით დაბინძურების ბიოინდიკატორი სახეობაა4,5,6,7,15. სახეობა გვხვდება მდგრად წყლებში, დაცულ ტერიტორიებზე ან ცვლადი ჰაბიტატის მქონე რაიონებში არგენტინაში, ურუგვაიში, პარაგვაის და ბრაზილიაში1617 და ითვლება სტაბილურად IUCN კლასიფიკაციით მისი ფართო გავრცელებისა და სხვადასხვა ჰაბიტატების მიმართ ტოლერანტობის გამო18.
ციპერმეტრინის ზემოქმედების შემდეგ დაფიქსირდა ქველეტალური ეფექტები ამფიბიებში, მათ შორის თათების ქცევითი, მორფოლოგიური და ბიოქიმიური ცვლილებები 23,24,25, სიკვდილიანობის და მეტამორფოზის დროის ცვლილება, ფერმენტული ცვლილებები, გამოჩეკვის წარმატების დაქვეითება24,25, ჰიპერაქტიურობა26, 27-ის აქტივობის დათრგუნვა 27 და 27 სიმსუქნის ინჰიბიცია. თუმცა, ამფიბიებში ციპერმეტრინის გენოტოქსიური ეფექტების კვლევები შეზღუდულია. აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია ანურანის სახეობების მგრძნობელობის შეფასება ციპერმეტრინის მიმართ.
გარემოს დაბინძურება გავლენას ახდენს ამფიბიების ნორმალურ ზრდა-განვითარებაზე, მაგრამ ყველაზე სერიოზული უარყოფითი ეფექტი არის დნმ-ის გენეტიკური დაზიანება, რომელიც გამოწვეულია პესტიციდების ზემოქმედებით13. სისხლის უჯრედების მორფოლოგიური ანალიზი არის ნივთიერების დაბინძურების და პოტენციური ტოქსიკურობის მნიშვნელოვანი ბიოინდიკატორი ველური სახეობებისთვის29. მიკრობირთვული ტესტი ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდია გარემოში ქიმიკატების გენოტოქსიკურობის დასადგენად30. ეს არის სწრაფი, ეფექტური და იაფი მეთოდი, რომელიც არის ორგანიზმების ქიმიური დაბინძურების კარგი მაჩვენებელი, როგორიცაა ამფიბიები31,32 და შეუძლია მოგვაწოდოს ინფორმაცია გენოტოქსიური დამაბინძურებლების ზემოქმედების შესახებ33.
ამ კვლევის მიზანი იყო ციპერმეტრინის კომერციული ფორმულირებების ტოქსიკური პოტენციალის შეფასება წყლის მცირე თათებზე მიკრობირთვული ტესტის და ეკოლოგიური რისკის შეფასების გამოყენებით.
P. gracilis tadpoles-ის კუმულაციური სიკვდილიანობა (%), რომლებიც ექვემდებარებიან კომერციული ციპერმეტრინის სხვადასხვა კონცენტრაციას ტესტის მწვავე პერიოდში.
P. gracilis tadpoles-ის კუმულაციური სიკვდილიანობა (%), რომლებიც ექვემდებარებიან კომერციული ციპერმეტრინის სხვადასხვა კონცენტრაციას ქრონიკული ტესტის დროს.
დაფიქსირებული მაღალი სიკვდილიანობა იყო გენოტოქსიური ეფექტების შედეგი ამფიბიებში, რომლებიც ექვემდებარებოდნენ ციპერმეტრინის სხვადასხვა კონცენტრაციას (6 და 20 მკგ/ლ), რაც დასტურდება ერითროციტებში მიკრონუკლეუსების (MN) და ბირთვული ანომალიების არსებობით. MN-ის ფორმირება მიუთითებს შეცდომებზე მიტოზში და დაკავშირებულია ქრომოსომების ცუდ შეკავშირებასთან მიკროტუბულებთან, დეფექტებთან ცილოვანი კომპლექსების დეფექტებთან, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ქრომოსომის ათვისებასა და ტრანსპორტირებაზე, შეცდომებზე ქრომოსომის სეგრეგაციაში და შეცდომებზე დნმ-ის დაზიანების შეკეთებაში38,39 და შესაძლოა დაკავშირებული იყოს პესტიციდებით გამოწვეულ სტრესთან4041. სხვა დარღვევები დაფიქსირდა ყველა შეფასებულ კონცენტრაციაზე. ციპერმეტრინის კონცენტრაციის ზრდამ გაზარდა ბირთვული ანომალიები ერითროციტებში 5%-ით და 20%-ით უმცირესი (1 მკგ/ლ) და უმაღლესი (20 მკგ/ლ) დოზებით, შესაბამისად. მაგალითად, სახეობების დნმ-ში ცვლილებებს შეიძლება სერიოზული შედეგები მოჰყვეს როგორც მოკლევადიანი, ისე გრძელვადიანი გადარჩენისთვის, რაც გამოიწვევს პოპულაციის შემცირებას, რეპროდუქციული ფიტნესის შეცვლას, შეჯვარებას, გენეტიკური მრავალფეროვნების დაკარგვას და მიგრაციის მაჩვენებლების შეცვლას. ყველა ამ ფაქტორს შეუძლია გავლენა მოახდინოს სახეობების გადარჩენასა და შენარჩუნებაზე42,43. ერითროიდული ანომალიების წარმოქმნა შეიძლება მიუთითებდეს ციტოკინეზის ბლოკირებაზე, რის შედეგადაც ხდება უჯრედების არანორმალური დაყოფა (ბინუკლეირებული ერითროციტები)44,45; მრავალწახნაგოვანი ბირთვები არის ბირთვული მემბრანის ამობურცვები მრავლობითი წილებით46, ხოლო ერითროიდის სხვა ანომალიები შეიძლება ასოცირებული იყოს დნმ-ის გაძლიერებასთან, როგორიცაა ბირთვული თირკმელები/ბლედები47. ანუკლეირებული ერითროციტების არსებობა შეიძლება მიუთითებდეს ჟანგბადის ტრანსპორტირების დარღვევაზე, განსაკუთრებით დაბინძურებულ წყალში48,49. აპოპტოზი მიუთითებს უჯრედის სიკვდილზე50.
სხვა კვლევებმა ასევე აჩვენა ციპერმეტრინის გენოტოქსიური ეფექტი. Kabaña et al.51-მა აჩვენა მიკრობირთვების და ბირთვული ცვლილებების არსებობა, როგორიცაა ორბირთვიანი უჯრედები და აპოპტოზური უჯრედები Odontophrynus americanus უჯრედებში ციპერმეტრინის მაღალი კონცენტრაციების (5000 და 10,000 μg L−1) ზემოქმედების შემდეგ 96 საათის განმავლობაში. ციპერმეტრინით გამოწვეული აპოპტოზი ასევე გამოვლინდა P. biligonigerus52 და Rhinella arenarum53-ში. ეს შედეგები ვარაუდობს, რომ ციპერმეტრინს აქვს გენოტოქსიური ზემოქმედება წყლის მთელ რიგზე და რომ MN და ENA ანალიზი შეიძლება იყოს ამფიბიებზე ქველეტალური ზემოქმედების ინდიკატორი და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტოქსინების ზემოქმედების ქვეშ მყოფ ადგილობრივ სახეობებსა და ველურ პოპულაციებზე12.
ციპერმეტრინის კომერციული ფორმულირებები წარმოადგენს მაღალ ეკოლოგიურ საფრთხეს (როგორც მწვავე, ასევე ქრონიკულ), სადაც შტაბ-ბინები აღემატება აშშ-ს გარემოს დაცვის სააგენტოს (EPA) დონეს54, რამაც შეიძლება უარყოფითად იმოქმედოს სახეობებზე გარემოში ყოფნის შემთხვევაში. ქრონიკული რისკის შეფასებისას, NOEC სიკვდილიანობა იყო 3 μg L−1, რაც ადასტურებს, რომ წყალში აღმოჩენილმა კონცენტრაციებმა შეიძლება საფრთხე შეუქმნას სახეობებს55. ლეტალური NOEC R. arenarum ლარვებისთვის, რომლებიც ექვემდებარებოდნენ ენდოსულფანის და ციპერმეტრინის ნარევს, იყო 500 μg L−1 168 საათის შემდეგ; ეს მნიშვნელობა შემცირდა 0,0005 μg L−1-მდე 336 საათის შემდეგ. ავტორები აჩვენებენ, რომ რაც უფრო გრძელია ექსპოზიცია, მით უფრო დაბალია კონცენტრაციები, რომლებიც საზიანოა სახეობებისთვის. ასევე მნიშვნელოვანია ხაზგასმით აღვნიშნოთ, რომ NOEC-ის მნიშვნელობები უფრო მაღალი იყო, ვიდრე P. gracilis-ის მნიშვნელობები იმავე ექსპოზიციის დროს, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ სახეობის რეაქცია ციპერმეტრინზე სპეციფიკურია. გარდა ამისა, სიკვდილიანობის თვალსაზრისით, P. gracilis-ის CHQ მნიშვნელობა ციპერმეტრინთან ზემოქმედების შემდეგ მიაღწია 64,67-ს, რაც უფრო მაღალია აშშ-ს გარემოს დაცვის სააგენტოს მიერ დადგენილ საცნობარო მნიშვნელობაზე54, ხოლო R. arenarum larvae-ის CHQ მნიშვნელობა ასევე უფრო მაღალი იყო ამ მნიშვნელობაზე (CHQ > 38360 შესწავლილი ინდიკაციით). დიდ საფრთხეს უქმნის ამფიბიების რამდენიმე სახეობას. იმის გათვალისწინებით, რომ P. gracilis-ს სჭირდება დაახლოებით 30 დღე მეტამორფოზის დასასრულებლად56, შეიძლება დავასკვნათ, რომ ციპერმეტრინის შესწავლილმა კონცენტრაციამ შეიძლება ხელი შეუწყოს პოპულაციის შემცირებას ინფიცირებული პირების ზრდასრულ ან რეპროდუქციულ სტადიაზე ადრეულ ასაკში შესვლის თავიდან ასაცილებლად.
მიკრონუკლეუსების და სხვა ერითროციტების ბირთვული დარღვევების გამოთვლილი რისკის შეფასებისას, CHQ მნიშვნელობები მერყეობდა 14.92-დან 97.00-მდე, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ციპერმეტრინს ჰქონდა პოტენციური გენოტოქსიური რისკი P. gracilis-ისთვის მის ბუნებრივ ჰაბიტატშიც კი. სიკვდილიანობის გათვალისწინებით, P. gracilis-ისადმი ასატანი ქსენობიოტური ნაერთების მაქსიმალური კონცენტრაცია იყო 4,24 μg L−1. თუმცა, 1 მკგ/ლ-ზე დაბალი კონცენტრაცია ასევე აჩვენებდა გენოტოქსიურ ეფექტს. ამ ფაქტმა შეიძლება გამოიწვიოს არანორმალური ინდივიდების რაოდენობის ზრდა57 და გავლენა მოახდინოს სახეობების განვითარებასა და გამრავლებაზე მათ ჰაბიტატებში, რაც გამოიწვევს ამფიბიების პოპულაციის შემცირებას.
ინსექტიციდის ციპერმეტრინის კომერციულმა ფორმულირებმა აჩვენა მაღალი მწვავე და ქრონიკული ტოქსიკურობა P. gracilis-ის მიმართ. დაფიქსირდა სიკვდილიანობის უფრო მაღალი მაჩვენებლები, სავარაუდოდ ტოქსიკური ეფექტების გამო, რაც დასტურდება მიკრობირთვებისა და ერითროციტების ბირთვული დარღვევების, განსაკუთრებით დაკბილული ბირთვების, ლობირებული ბირთვების და ვეზიკულური ბირთვების არსებობით. გარდა ამისა, შესწავლილმა სახეობებმა აჩვენა გაზრდილი ეკოლოგიური რისკები, როგორც მწვავე, ასევე ქრონიკული. ამ მონაცემებმა, ჩვენი კვლევის ჯგუფის წინა კვლევებთან ერთად, აჩვენა, რომ ციპერმეტრინის სხვადასხვა კომერციული ფორმულირებებიც კი იწვევდა აცეტილქოლინესტერაზას (AChE) და ბუტირილქოლინესთერაზას (BChE) აქტივობის დაქვეითებას და ოქსიდაციურ სტრესს58, და იწვევდა ცურვის აქტივობის ცვლილებას და პირის ღრუს მანკებს59 P. gracilis-ში. ტოქსიკურობა ამ სახეობისთვის. ჰარტმანი და სხვ. 60-მა დაადგინა, რომ ციპერმეტრინის კომერციული ფორმულირებები იყო ყველაზე ტოქსიკური P. gracilis-ისთვის და იმავე გვარის სხვა სახეობებისთვის (P. cuvieri) ცხრა სხვა პესტიციდთან შედარებით. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ გარემოს დაცვის მიზნით ციპერმეტრინის კანონიერად დამტკიცებულმა კონცენტრაციამ შეიძლება გამოიწვიოს მაღალი სიკვდილიანობა და მოსახლეობის გრძელვადიანი შემცირება.
საჭიროა დამატებითი კვლევები ამფიბიებისთვის პესტიციდის ტოქსიკურობის შესაფასებლად, რადგან გარემოში აღმოჩენილმა კონცენტრაციებმა შეიძლება გამოიწვიოს მაღალი სიკვდილიანობა და პოტენციური რისკი შეუქმნას P. gracilis-ს. ამფიბიების სახეობებზე კვლევა უნდა წახალისდეს, რადგან ამ ორგანიზმების შესახებ მონაცემები მწირია, განსაკუთრებით ბრაზილიურ სახეობებზე.
ქრონიკული ტოქსიკურობის ტესტი გაგრძელდა 168 სთ (7 დღე) სტატიკურ პირობებში და ქველეტალური კონცენტრაციები იყო: 1, 3, 6 და 20 μg ai L−1. ორივე ექსპერიმენტში, მკურნალობის ჯგუფში 10 თათი შეფასდა ექვსი გამეორებით, საერთო ჯამში 60 თათი თითო კონცენტრაციაზე. იმავდროულად, მხოლოდ წყლის მკურნალობა ემსახურებოდა უარყოფით კონტროლს. თითოეული ექსპერიმენტული დაყენება შედგებოდა სტერილური მინის ჭურჭლისგან 500 მლ ტევადობით და 1 თათბირის სიმკვრივით 50 მლ ხსნარზე. კოლბა დაფარული იყო პოლიეთილენის ფილით აორთქლების თავიდან ასაცილებლად და განუწყვეტლივ აერდებოდა.
წყალი ქიმიურად გაანალიზდა პესტიციდების კონცენტრაციის დასადგენად 0, 96 და 168 სთ-ზე. საბინის და სხვ. 68 და მარტინსი და სხვ. 69, ანალიზები ჩატარდა სანტა მარიას ფედერალური უნივერსიტეტის პესტიციდების ანალიზის ლაბორატორიაში (LARP) გაზის ქრომატოგრაფიის გამოყენებით სამმაგი ოთხპოლუსიანი მასის სპექტრომეტრიით (ვარიანის მოდელი 1200, პალო ალტო, კალიფორნია, აშშ). წყალში პესტიციდების რაოდენობრივი განსაზღვრა ნაჩვენებია როგორც დამატებითი მასალა (ცხრილი SM1).
მიკრობირთვული ტესტისთვის (MNT) და წითელი უჯრედების ბირთვული ანომალიის ტესტისთვის (რნმ), გაანალიზდა 15 თათოვანი თითოეული მკურნალობის ჯგუფიდან. თათები გაუკეთეს ანესთეზირებას 5% ლიდოკაინით (50 მგ გ-170) და სისხლის ნიმუშები აღებული იქნა გულის პუნქციის გზით ერთჯერადი ჰეპარინირებული შპრიცების გამოყენებით. სისხლის ნაცხი მომზადდა სტერილურ მიკროსკოპის სლაიდებზე, გაშრეს ჰაერში, დააფიქსირეს 100% მეთანოლით (4 °C) 2 წუთის განმავლობაში და შემდეგ შეღებეს 10% გიემზას ხსნარით 15 წუთის განმავლობაში სიბნელეში. პროცესის დასასრულს სლაიდები გარეცხეს გამოხდილი წყლით ზედმეტი ლაქების მოსაშორებლად და გაშრეს ოთახის ტემპერატურაზე.
მინიმუმ 1000 ერითროციტი თითოეული თათიდან გაანალიზებული იყო 100× მიკროსკოპის გამოყენებით 71 მიზნით, რათა დადგინდეს MN და ENA-ს არსებობა. სულ 75,796 ერითროციტი თათებისაგან შეფასებული იყო ციპერმეტრინის კონცენტრაციებისა და კონტროლის გათვალისწინებით. გენოტოქსიკურობა გაანალიზდა კარასკოს და სხვების მეთოდის მიხედვით. და Fenech et al.38,72 შემდეგი ბირთვული დაზიანებების სიხშირის განსაზღვრით: (1) ანუკლეატი უჯრედები: უჯრედები ბირთვების გარეშე; (2) აპოპტოზური უჯრედები: ბირთვული ფრაგმენტაცია, დაპროგრამებული უჯრედის სიკვდილი; (3) ორბირთვული უჯრედები: უჯრედები ორი ბირთვით; (4) ბირთვული კვირტები ან ბუშტუკოვანი უჯრედები: უჯრედები ბირთვებით ბირთვული მემბრანის მცირე გამონაზარდებით, მიკრობირთვების მსგავსი ზომის ბუშტუკები; (5) კარიოლიზებული უჯრედები: უჯრედები მხოლოდ ბირთვის მოხაზულობით შიდა მასალის გარეშე; (6) ჩაჭრილი უჯრედები: უჯრედები ბირთვებით აშკარა ბზარებით ან მათი ფორმის ჭრილებით, რომლებსაც ასევე უწოდებენ თირკმლის ფორმის ბირთვებს; (7) ლობულირებული უჯრედები: უჯრედები ბირთვული გამონაზარდებით, რომლებიც აღემატება ზემოხსენებულ ვეზიკულებს; და (8) მიკროუჯრედები: უჯრედები შედედებული ბირთვებით და შემცირებული ციტოპლაზმით. ცვლილებები შეადარეს უარყოფითი კონტროლის შედეგებს.
მწვავე ტოქსიკურობის ტესტის შედეგები (LC50) გაანალიზდა GBasic პროგრამული უზრუნველყოფის და TSK-Trimmed Spearman-Karber მეთოდის გამოყენებით74. ქრონიკული ტესტის მონაცემები წინასწარ შემოწმებული იყო შეცდომის ნორმალურობაზე (Shapiro-Wilks) და ვარიაციის ჰომოგენურობაზე (Bartlett). შედეგები გაანალიზდა ცალმხრივი დისპერსიის ანალიზის (ANOVA) გამოყენებით. ტუკის ტესტი გამოიყენებოდა მონაცემების ერთმანეთთან შესადარებლად, ხოლო დანეტის ტესტი გამოყენებული იქნა მონაცემების შესადარებლად მკურნალობის ჯგუფსა და უარყოფით საკონტროლო ჯგუფს შორის.
LOEC და NOEC მონაცემები გაანალიზდა Dunnett-ის ტესტის გამოყენებით. სტატისტიკური ტესტები ჩატარდა Statistica 8.0 პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით (StatSoft) მნიშვნელოვნების დონით 95% (p <0.05).
გამოქვეყნების დრო: მარ-13-2025