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) B. Americanus & R. sylvatica Bufo calamita Rana catesbeiana Ambystoma tigrinum Acidification Acidification Coal Ash Clark & Lazerte 1987 Reduced hatching success Beebee et al. 1990 Potential cause of population decline in Britain Hoffman et al 1989 Potential cause of population decline in Colorado Hopkins et al 1997 Increased corticosterone and testosterone Bufo terrestris Rowe et al 1998 a,b Increased deformities, low survival Coal Ash ReferenceEffectSpeciesContaminant Aluminum & Acidification 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 ….děkuji za pozornost….