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
I
Základní vývojové fáze obojživelníků
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
1
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
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
2
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 101 - 100 ng/g DW Rana sp.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3
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 Amhibian Decline = úbytek obojživelníku
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....???
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
4
UlSTriDUTioh or bioDai AmpniDian Declines
^ = Extinct, Missing or Critically Endangered
(#) = Additiooal Threatened (Endangered or Vulnerable)
Sourea: SUCN 2000, AciiphihiiWsfc, H«to I.-M. & L. Sium, 20fll. Ctapia 7 in Aisphibiui Conseivaiiňn, Sjttilhsúfiisji Pikí TWLgA^tifcd Iwftdjvafiity hňispnls map frĽrtri M^iě« pí *L, 2Aflň. NaÄiŕé 4ůH:ltS:l-8?fi ťľŕňC*™*rvatiiMi Intent* t iíMfc&l. Prepared by J.-M. H*to, A|ml1 2U02.
Úbytek obojživelníku -
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
You created this PDF
from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
5
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)
Hermaphroditic, demasculinized frogs after exposure to the herbicide atrazine at low ecologically relevant doses
Tyrone B. Hayes*, At if Collins, Melissa Lee, Magdelena Mendoza, Nigel Noriega, A. Ali Stuart, and Aaron Vonk
Laboratory lor Inte'iii-ritbe- f-tiidirrv- ii'i Ar r.hibi-Mi tlolxi'- Group in Endocrinology, Museum o1 Vertebrate I ■-■ [leiMrtirent of Integrative Biology, University of California, Berkeley, CA 94720-3140
6
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Druh: Skokan levhartí - Rana pipiens (dospělý samec)
volume 1111 number 41 April
EiÉouental ffeáli Perspectives
Feminization of male frogs in the wild
Water-borne herbicide threatens amphibian populations in parts of the United States,
-, Rana pipiens (dospělí samci)
Gonadal dysgenesis I
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
7
Contaminant	Species	Effect	Reference
Coal Ash	Ranacatesbeiana	Increased deformities, low survival	Rowe et al 1998 a,b
Coal Ash	Bufoterrestris	Increased corticosterone and testosterone	Hopkins et al 1997
Acidification	Ambystoma tigrinum	Potential cause of population decline in Colorado	Hoffman et al 1989
Acidification	Bufo calamita	Potential cause of population decline in Britain	Beebee et al. 1990
Aluminum & Acidification	B. Americanus & R. sylvatica	Reduced hatching success	Clark & Lazerte 1987
Úbytek obojživelníku - další faktory Patogeny
plíseň Batrachochytrium dendrobatidis infekční plísňové onemocnění chytridiomycosis
souvislost plísně a obojživelníků objevena v roce 1999; od 1930 rozšířena z Afriky komerčními chovy X.laevis
bakteriální onemocnění: „red-leg syndrome"
(Aeromonas,^Pseodomonas, Citrobacter, stres, poranění...)
viry:
systémová infekce
Ranavirus spp.
?e?4     5KU     X£,6ŮS    ]ĚHn WD13
kožní infekce - až smrtelné
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
s
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
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
9