Obojživelníci jako
bioindikátory
1) Obojživelní - životní strategie – ovlivnění z akvatického i
terestrického prostředí
2) Propustná pokožka - transdermální přenos vody a
polutantů: u obojživelníků 70-90% celkové kapacity
3) absorbují a koncentrují toxiny – biomagnifikace konzumenti
druhého řádu (většina druhů je
insektivorních).
4) řada zástupců prodělává proces metamorfózy (embryo,
larva, dospělec) – velmi citlivě regulovaný – snadno
narušitelný proces
Základní vývojové fáze obojživelníků
Okna sensitivity
- embryonální a larvální
období
- metamorfóza
- období diferenciace
gonád
- období sekundární
pohlavní diferenciace
- dospělost (narušení
chování)
Účinky pozorované v prostředí
Embryotoxicita – vlastnost látek, která se projevuje nepříznivými účinky na
zárodek (embryo)
Teratogenita – vlastnost látek, která způsobuje trvalé funkční nebo strukturní
abnormality (malformace) během období embryonálního vývoje
(působení během gravidity i bez poškození mateřského jedince)
Malformace u obojživelníků
= permanentní strukturní nebo funkční abnormalita nebo biochemická změna
přesahující hranice normální druhové variability
- celosvětový problém, souvisí se snižováním populací obojživelníků (Worldwide Amphibian Decline)
- malformovaní jedinci nalézáni přímo v prostředí
Poruchu metamorfózy
Poruchy reprodukce
Endokrinní disrupce
Externí Malformace
 chybějící končetiny, či
končetiny navíc
 rozvětvené končetiny
 ostruhy nebo výčnělky
 chybějící oči
Interní Malformace
Reprodukční trakt
Zažívací trakt
Vylučovací ústrojí
Důvody malformací
 genetický původ
 narušení formování
končetin parazity
 chemická kontaminace
 viry, infekce, onemocnění,
 UV záření
 fyzické trauma (predace,
lidé)
Možné chemické kontaminanty
 těžké kovy
 kyselý déšť
 chlorofluorouhlovodíky (CFCs)
 agrochemikálie – pesticidy
těžké kovy a org. látky – kumulace ve tkáních
PCBs a OCPs koncentrace 10-1 – 100 ng/g DW Rana sp.
Typy agrochemikálií
 pesticidy
fungicid Maneb
herbicid atrazin – mortalita pulců,
dysfunkce ledvin – otoky (Howe 1998)
insekticid chlorpyrifos, malathion –
abnormální střevo, deformita páteře u
pulců (Bonfanti 2004)
 hnojiva (riziko NO3
- kontaminace na
místech reprodukce obojživelníků)
Global Amphibian Decline
= úbytek obojživelníků
sledován od 60. let 20. století
výsledky dlouhodobého pozorování
- široce rozšířen a dobře zdokumentovaný
- z více než 20 zemí světa
- mnoho možných příčin
ropucha zlatá (Bufo periglenes) – vyhynulý druh (ofic. od roku 1987),
obývala část pralesa v Kostarice
dohady – změny klimatu od 70.let 20.st, El Ňiňo 1983, 1987, parazitická houba….???
Červená: počet vyhynulých nebo kriticky ohrožených druhů
Oranžová: počet ohrožených nebo zranitelných druhů
Bílá: celkový počet druhů obojživelníků v daném biomu
Úbytek obojživelníků -
faktory
 poškození, úbytek habitatů odvodňování,
vysychání mokřadů –
využití pro zemědělství, dopravu či
lidská sídla
 vyšší citlivost k znečištění prostředí
(transdermální přenos)
 působení pesticidů – aplikovány v
době rozmnožování a vývoje
obojživelníků – citlivost embryí a juvenilů
 kombinace vlivu nových polutantů a
změn přirozeného prostředí – celkové
vyčerpání organismu
Kontaminace pesticidy
Některé pesticidy mohou způsobit úhyn pulců nebo řadu problémů v
koncentracích mnohem nižších než u ryb (…nižší LC50…)
Látky s potenciálem pro endokrinní disrupci mění morfologické a
pohlavní charakteristiky metamorfujících pulců i dospělých
obojživelníků
Endokrinní disruptory působící jako retinoidy narušují hormonální
komunikaci během vývoje končetin a způsobují často pozorovaný
typ deformit - hypervitaminóza vit. A – poruchy vývoje; malformace (McCaffery
2000)
Studie ukazují, že splach pesticidů do rybníků zvyšuje míru
chromosomálních abnormalit a deformit u lokálních populací
obojživelníků – teratogeny ovlivňují buněčné dělení, proliferaci, diferenciaci,
apoptózu (Meteyer 1997)
Species: Xenopus laevis (mature male)
Exposure: 25 ppb/ 46 days
Rana pipiens (dospělí samci)
bakteriální onemocnění:
„red-leg syndrome“
(Aeromonas, Pseudomonas, Citrobacter;
stres, poranění…)
plíseň Batrachochytrium
dendrobatidis
infekční plísňové onemocnění
chytridiomycosis
souvislost plísně a obojživelníků objevena v
roce 1999; od 1930 rozšířena z Afriky
komerčními chovy X.laevis
Úbytek obojživelníků – další faktory
Patogeny
viry:
systémová infekce
Ranavirus spp.
kožní infekce
– až smrtelné
Úbytek obojživelníků – další
faktory
 změny klimatu a změny mikroprostředí
(reprodukce)
 introdukce predátorů, invazivních druhů
 imise a kyselé srážky
 UV záření – expozice UV-B – zvýšení mortality
embryí, narušení embryonálního vývoje
 paraziti
 kombinace více faktorů – např. negativní
působení introdukovaných druhů je dále
umocňováno působením cizorodých látek,
infekčních onemocnění nebo zvýšenou mírou
UV-B záření