Sinuri ng pag-aaral na ito ang lethality, sublethality, at toxicity ng commercialcypermethrinformulations sa anuran tadpoles. Sa talamak na pagsubok, ang mga konsentrasyon ng 100-800 μg / L ay nasubok sa loob ng 96 h. Sa talamak na pagsubok, ang mga natural na nagaganap na mga konsentrasyon ng cypermethrin (1, 3, 6, at 20 μg/L) ay sinubukan para sa dami ng namamatay, na sinusundan ng pagsusuri sa micronucleus at mga abnormalidad ng nuklear na pulang selula ng dugo sa loob ng 7 araw. Ang LC50 ng komersyal na cypermethrin formulation sa tadpoles ay 273.41 μg L−1. Sa talamak na pagsubok, ang pinakamataas na konsentrasyon (20 μg L−1) ay nagresulta sa higit sa 50% na namamatay, dahil pinatay nito ang kalahati ng mga tadpoles na nasuri. Ang micronucleus test ay nagpakita ng makabuluhang resulta sa 6 at 20 μg L−1 at ilang mga nuclear abnormalities ang nakita, na nagpapahiwatig na ang komersyal na cypermethrin formulation ay may genotoxic potential laban sa P. gracilis. Ang Cypermethrin ay isang mataas na panganib para sa species na ito, na nagpapahiwatig na maaari itong magdulot ng maraming problema at makakaapekto sa dynamics ng ecosystem na ito sa maikli at mahabang panahon. Kaya naman, mahihinuha na ang mga komersyal na pormulasyon ng cypermethrin ay may nakakalason na epekto sa P. gracilis.
Dahil sa patuloy na pagpapalawak ng mga gawaing pang-agrikultura at masinsinang aplikasyon ngpagkontrol ng pestemga hakbang, ang mga hayop sa tubig ay madalas na nakalantad sa mga pestisidyo1,2. Ang polusyon ng mga mapagkukunan ng tubig malapit sa mga patlang ng agrikultura ay maaaring makaapekto sa pag-unlad at kaligtasan ng mga hindi target na organismo tulad ng mga amphibian.
Ang mga amphibian ay lalong nagiging mahalaga sa pagtatasa ng mga environmental matrice. Ang mga Anuran ay itinuturing na mahusay na bioindicator ng mga pollutant sa kapaligiran dahil sa kanilang mga natatanging katangian tulad ng kumplikadong mga siklo ng buhay, mabilis na paglaki ng larval rate, trophic status, permeable skin10,11, pag-asa sa tubig para sa pagpaparami12 at hindi protektadong mga itlog11,13,14. Ang maliit na palaka ng tubig (Physalaemus gracilis), na karaniwang kilala bilang umiiyak na palaka, ay ipinakita bilang isang bioindicator species ng polusyon sa pestisidyo4,5,6,7,15. Ang species ay matatagpuan sa mga nakatayong tubig, protektadong lugar o mga lugar na may variable na tirahan sa Argentina, Uruguay, Paraguay at Brazil1617 at itinuturing na stable ng klasipikasyon ng IUCN dahil sa malawak na distribusyon at tolerance nito sa iba't ibang tirahan18.
Ang mga sublethal na epekto ay naiulat sa mga amphibian kasunod ng pagkakalantad sa cypermethrin, kabilang ang mga pagbabago sa pag-uugali, morphological at biochemical sa mga tadpoles23,24,25, binago ang dami ng namamatay at oras ng metamorphosis, mga pagbabago sa enzymatic, nabawasan ang tagumpay ng pagpisa24,25, hyperactivity26, pagsugpo sa aktibidad ng paglangoy ng cholinesterase27, at pagbabago sa pagganap ng paglangoy. Gayunpaman, ang mga pag-aaral ng genotoxic na epekto ng cypermethrin sa mga amphibian ay limitado. Samakatuwid, mahalagang masuri ang pagkamaramdamin ng anuran species sa cypermethrin.
Ang polusyon sa kapaligiran ay nakakaapekto sa normal na paglaki at pag-unlad ng mga amphibian, ngunit ang pinakamalubhang masamang epekto ay ang genetic na pinsala sa DNA na dulot ng pagkakalantad sa pestisidyo13. Ang pagsusuri sa morpolohiya ng selula ng dugo ay isang mahalagang bioindicator ng polusyon at potensyal na toxicity ng isang substance sa mga ligaw na species29. Ang micronucleus test ay isa sa mga pinakakaraniwang ginagamit na pamamaraan para sa pagtukoy ng genotoxicity ng mga kemikal sa kapaligiran30. Ito ay isang mabilis, epektibo at murang paraan na isang magandang tagapagpahiwatig ng kemikal na polusyon ng mga organismo gaya ng amphibian31,32 at maaaring magbigay ng impormasyon sa pagkakalantad sa mga genotoxic pollutant33.
Ang layunin ng pag-aaral na ito ay suriin ang nakakalason na potensyal ng komersyal na cypermethrin formulations sa maliliit na aquatic tadpoles gamit ang micronucleus test at ecological risk assessment.
Cumulative mortality (%) ng P. gracilis tadpoles na nalantad sa iba't ibang konsentrasyon ng commercial cypermethrin sa panahon ng matinding panahon ng pagsubok.
Cumulative mortality (%) ng P. gracilis tadpoles na nalantad sa iba't ibang konsentrasyon ng commercial cypermethrin sa panahon ng isang talamak na pagsubok.
Ang naobserbahang mataas na dami ng namamatay ay resulta ng mga genotoxic effect sa amphibian na nakalantad sa iba't ibang konsentrasyon ng cypermethrin (6 at 20 μg/L), na pinatunayan ng pagkakaroon ng micronuclei (MN) at mga abnormal na nukleyar sa erythrocytes. Ang pagbuo ng MN ay nagpapahiwatig ng mga pagkakamali sa mitosis at nauugnay sa mahinang pagbubuklod ng mga chromosome sa microtubule, mga depekto sa mga complex ng protina na responsable para sa pag-aalsa at transportasyon ng chromosome, mga pagkakamali sa paghihiwalay ng chromosome at mga pagkakamali sa pag-aayos ng pinsala sa DNA38,39 at maaaring nauugnay sa oxidative stress na dulot ng pestisidyo40,41. Ang iba pang mga abnormalidad ay naobserbahan sa lahat ng mga konsentrasyon na nasuri. Ang pagtaas ng mga konsentrasyon ng cypermethrin ay nagpapataas ng mga abnormalidad ng nuklear sa mga erythrocytes ng 5% at 20% sa pinakamababang (1 μg/L) at pinakamataas na (20 μg/L) na dosis, ayon sa pagkakabanggit. Halimbawa, ang mga pagbabago sa DNA ng isang species ay maaaring magkaroon ng malubhang kahihinatnan para sa parehong panandalian at pangmatagalang kaligtasan, na nagreresulta sa pagbaba ng populasyon, binago ang reproductive fitness, inbreeding, pagkawala ng genetic diversity, at binago ang mga rate ng paglipat. Ang lahat ng mga salik na ito ay maaaring makaapekto sa kaligtasan at pagpapanatili ng mga species42,43. Ang pagbuo ng mga abnormalidad ng erythroid ay maaaring magpahiwatig ng isang bloke sa cytokinesis, na nagreresulta sa abnormal na paghahati ng cell (binucleated erythrocytes)44,45; Ang multilobed nuclei ay mga protrusions ng nuclear membrane na may maraming lobes46, habang ang iba pang mga abnormalidad ng erythroid ay maaaring nauugnay sa amplification ng DNA, tulad ng mga nuclear kidney/blebs47. Ang pagkakaroon ng anucleated erythrocytes ay maaaring magpahiwatig ng kapansanan sa transportasyon ng oxygen, lalo na sa kontaminadong tubig48,49. Ang apoptosis ay nagpapahiwatig ng pagkamatay ng cell50.
Ang iba pang mga pag-aaral ay nagpakita rin ng mga genotoxic na epekto ng cypermethrin. Ipinakita ng Kabaña et al.51 ang pagkakaroon ng micronuclei at mga pagbabagong nuklear tulad ng mga binucleated na selula at mga apoptotic na selula sa mga selulang Odontophrynus americanus pagkatapos ng pagkakalantad sa mataas na konsentrasyon ng cypermethrin (5000 at 10,000 μg L−1) sa loob ng 96 h. Ang Cypermethrin-induced apoptosis ay nakita din sa P. biligonigerus52 at Rhinella arenarum53. Ang mga resultang ito ay nagmumungkahi na ang cypermethrin ay may mga genotoxic na epekto sa isang hanay ng mga aquatic na organismo at ang MN at ENA assay ay maaaring isang tagapagpahiwatig ng mga sublethal na epekto sa mga amphibian at maaaring naaangkop sa mga katutubong species at ligaw na populasyon na nakalantad sa mga nakakalason12.
Ang mga komersyal na pormulasyon ng cypermethrin ay nagdudulot ng mataas na panganib sa kapaligiran (parehong talamak at talamak), na may mga HQ na lumalampas sa antas ng US Environmental Protection Agency (EPA) na maaaring makaapekto sa mga species kung naroroon sa kapaligiran. Sa talamak na pagtatasa ng panganib, ang NOEC para sa dami ng namamatay ay 3 μg L−1, na nagpapatunay na ang mga konsentrasyon na matatagpuan sa tubig ay maaaring magdulot ng panganib sa mga species55. Ang nakamamatay na NOEC para sa R. arenarum larvae na nakalantad sa pinaghalong endosulfan at cypermethrin ay 500 μg L−1 pagkatapos ng 168 h; bumaba ang halagang ito sa 0.0005 μg L−1 pagkatapos ng 336 h. Ipinakikita ng mga may-akda na kapag mas matagal ang pagkakalantad, mas mababa ang mga konsentrasyon na nakakapinsala sa mga species. Mahalaga rin na i-highlight na ang mga halaga ng NOEC ay mas mataas kaysa sa P. gracilis sa parehong oras ng pagkakalantad, na nagpapahiwatig na ang pagtugon ng mga species sa cypermethrin ay partikular sa mga species. Higit pa rito, sa mga tuntunin ng dami ng namamatay, ang halaga ng CHQ ng P. gracilis pagkatapos ng pagkakalantad sa cypermethrin ay umabot sa 64.67, na mas mataas kaysa sa halaga ng sanggunian na itinakda ng US Environmental Protection Agency54, at ang halaga ng CHQ ng R. arenarum larvae ay mas mataas din kaysa sa halagang ito (CHQ > 388.00 pagkatapos ng 336 na oras ng pag-aaral), na nagpapahiwatig ng mataas na panganib ng pag-aaral. uri ng hayop. Isinasaalang-alang na ang P. gracilis ay nangangailangan ng humigit-kumulang 30 araw upang makumpleto ang metamorphosis56, maaari itong tapusin na ang mga pinag-aralan na konsentrasyon ng cypermethrin ay maaaring mag-ambag sa pagbaba ng populasyon sa pamamagitan ng pagpigil sa mga nahawaang indibidwal na pumasok sa adult o reproductive stage sa isang maagang edad.
Sa kalkuladong pagtatasa ng panganib ng micronuclei at iba pang mga erythrocyte nuclear abnormalities, ang mga halaga ng CHQ ay mula 14.92 hanggang 97.00, na nagpapahiwatig na ang cypermethrin ay may potensyal na genotoxic na panganib sa P. gracilis kahit na sa natural na tirahan nito. Isinasaalang-alang ang dami ng namamatay, ang pinakamataas na konsentrasyon ng mga xenobiotic compound na matitiis sa P. gracilis ay 4.24 μg L−1. Gayunpaman, ang mga konsentrasyon na kasing baba ng 1 μg/L ay nagpakita rin ng mga epektong genotoxic. Ang katotohanang ito ay maaaring humantong sa pagtaas ng bilang ng mga abnormal na indibidwal57 at makakaapekto sa pag-unlad at pagpaparami ng mga species sa kanilang mga tirahan, na humahantong sa pagbaba ng populasyon ng amphibian.
Ang mga komersyal na pormulasyon ng insecticide cypermethrin ay nagpakita ng mataas na talamak at talamak na toxicity sa P. gracilis. Ang mas mataas na mga rate ng namamatay ay naobserbahan, malamang dahil sa mga nakakalason na epekto, bilang ebidensya ng pagkakaroon ng micronuclei at erythrocyte nuclear abnormalities, lalo na ang serrated nuclei, lobed nuclei, at vesicular nuclei. Bilang karagdagan, ang mga pinag-aralan na species ay nagpakita ng mas mataas na mga panganib sa kapaligiran, parehong talamak at talamak. Ang mga datos na ito, na sinamahan ng mga nakaraang pag-aaral ng aming grupo ng pananaliksik, ay nagpakita na kahit na ang iba't ibang komersyal na formulation ng cypermethrin ay nagdulot pa rin ng pagbaba ng acetylcholinesterase (AChE) at butyrylcholinesterase (BChE) na mga aktibidad at oxidative stress58, at nagresulta sa mga pagbabago sa aktibidad ng paglangoy at oral malformations59 sa P. gracilis, na nagpapahiwatig na ang commercial formulations at submarino ng commercial na ito ay may mataas na cyhallet na species ng cyhallet. Hartmann et al. 60 natagpuan na ang mga komersyal na pormulasyon ng cypermethrin ay ang pinakanakakalason sa P. gracilis at isa pang species ng parehong genus (P. cuvieri) kumpara sa siyam na iba pang pestisidyo. Iminumungkahi nito na ang mga legal na inaprubahang konsentrasyon ng cypermethrin para sa pangangalaga sa kapaligiran ay maaaring magresulta sa mataas na dami ng namamatay at pangmatagalang pagbaba ng populasyon.
Ang mga karagdagang pag-aaral ay kinakailangan upang masuri ang toxicity ng pestisidyo sa mga amphibian, dahil ang mga konsentrasyon na matatagpuan sa kapaligiran ay maaaring magdulot ng mataas na dami ng namamatay at magdulot ng potensyal na panganib sa P. gracilis. Ang pananaliksik sa mga amphibian species ay dapat hikayatin, dahil ang data sa mga organismong ito ay kakaunti, lalo na sa Brazilian species.
Ang talamak na pagsubok sa toxicity ay tumagal ng 168 h (7 araw) sa ilalim ng mga static na kondisyon at ang mga sublethal na konsentrasyon ay: 1, 3, 6 at 20 μg ai L−1. Sa parehong mga eksperimento, 10 tadpoles bawat pangkat ng paggamot ay nasuri na may anim na replika, para sa kabuuang 60 tadpoles bawat konsentrasyon. Samantala, ang water-only treatment ay nagsilbing negatibong kontrol. Ang bawat eksperimentong setup ay binubuo ng isang sterile glass dish na may kapasidad na 500 ml at isang density ng 1 tadpole bawat 50 ml ng solusyon. Ang prasko ay natatakpan ng polyethylene film upang maiwasan ang pagsingaw at patuloy na pinapahangin.
Ang tubig ay sinuri ng kemikal upang matukoy ang mga konsentrasyon ng pestisidyo sa 0, 96, at 168 h. Ayon kay Sabin et al. 68 at Martins et al. 69, ang mga pagsusuri ay isinagawa sa Pesticide Analysis Laboratory (LARP) ng Federal University of Santa Maria gamit ang gas chromatography na isinama sa triple quadrupole mass spectrometry (Varian model 1200, Palo Alto, California, USA). Ang dami ng pagpapasiya ng mga pestisidyo sa tubig ay ipinapakita bilang pandagdag na materyal (Talahanayan SM1).
Para sa micronucleus test (MNT) at red cell nuclear abnormality test (RNA), 15 tadpoles mula sa bawat pangkat ng paggamot ang nasuri. Ang mga tadpoles ay na-anesthetize ng 5% lidocaine (50 mg g-170) at ang mga sample ng dugo ay kinolekta sa pamamagitan ng cardiac puncture gamit ang disposable heparinized syringes. Ang mga blood smear ay inihanda sa sterile microscope slides, pinatuyo sa hangin, naayos na may 100% methanol (4 °C) sa loob ng 2 min, at pagkatapos ay namantsahan ng 10% Giemsa solution sa loob ng 15 min sa dilim. Sa pagtatapos ng proseso, ang mga slide ay hugasan ng distilled water upang alisin ang labis na mantsa at tuyo sa temperatura ng silid.
Hindi bababa sa 1000 RBC mula sa bawat tadpole ay nasuri gamit ang isang 100 × mikroskopyo na may 71 layunin upang matukoy ang pagkakaroon ng MN at ENA. Isang kabuuan ng 75,796 RBC mula sa tadpoles ang nasuri na isinasaalang-alang ang mga konsentrasyon at kontrol ng cypermethrin. Ang genotoxicity ay nasuri ayon sa pamamaraan ng Carrasco et al. at Fenech et al.38,72 sa pamamagitan ng pagtukoy sa dalas ng mga sumusunod na nuclear lesyon: (1) anucleate cells: mga cell na walang nuclei; (2) apoptotic cells: nuclear fragmentation, programmed cell death; (3) mga selulang binucleate: mga selulang may dalawang nuclei; (4) nuclear buds o bleb cells: mga cell na may nuclei na may maliliit na protrusions ng nuclear membrane, blebs na katulad ng laki sa micronuclei; (5) mga karyolyzed na mga selula: mga selulang may balangkas lamang ng nucleus na walang panloob na materyal; (6) bingot na mga selula: mga selulang may nuclei na may halatang bitak o bingaw sa kanilang hugis, tinatawag ding nuclei na hugis bato; (7) lobulated cells: mga cell na may mga nuclear protrusions na mas malaki kaysa sa mga nabanggit na vesicle; at (8) microcells: mga cell na may condensed nuclei at nabawasang cytoplasm. Ang mga pagbabago ay inihambing sa mga negatibong resulta ng kontrol.
Ang mga resulta ng acute toxicity test (LC50) ay nasuri gamit ang GBasic software at ang TSK-Trimmed Spearman-Karber method74. Ang talamak na data ng pagsubok ay na-pre-tested para sa error normality (Shapiro-Wilks) at homogeneity of variance (Bartlett). Ang mga resulta ay nasuri gamit ang one-way analysis of variance (ANOVA). Ang pagsubok ni Tukey ay ginamit upang ihambing ang data sa kanilang sarili, at ang pagsubok ni Dunnett ay ginamit upang ihambing ang data sa pagitan ng pangkat ng paggamot at ng negatibong grupo ng kontrol.
Ang data ng LOEC at NOEC ay nasuri gamit ang pagsubok ni Dunnett. Ang mga pagsusulit sa istatistika ay isinagawa gamit ang Statistica 8.0 software (StatSoft) na may antas ng kabuluhan na 95% (p <0.05).
Oras ng post: Mar-13-2025