Бұл зерттеу коммерциялық өнімдердің өлім-жітімін, өлім-жітімге жақындығын және уыттылығын бағалады.циперметринануран итбалықтарына арналған формулалар. Жедел сынақта 100–800 мкг/л концентрациялары 96 сағат бойы тексерілді. Созылмалы сынақта табиғи түрде кездесетін циперметрин концентрациялары (1, 3, 6 және 20 мкг/л) өлімге тексерілді, содан кейін 7 күн бойы микроядролық тестілеу және эритроциттердің ядролық ауытқулары жүргізілді. Коммерциялық циперметрин формуласының итбалықтарға арналған LC50 мәні 273,41 мкг L−1 болды. Созылмалы сынақта ең жоғары концентрация (20 мкг L−1) сыналған итбалықтардың жартысын өлтіргендіктен, өлімнің 50%-дан астамына әкелді. Микроядролық тест 6 және 20 мкг L−1 кезінде айтарлықтай нәтижелер көрсетті және бірнеше ядролық ауытқулар анықталды, бұл коммерциялық циперметрин формуласының P. gracilis-ке қарсы генотоксикалық әлеуеті бар екенін көрсетеді. Циперметрин бұл түр үшін жоғары қауіпті, бұл оның бірнеше проблемалар тудыруы және қысқа және ұзақ мерзімді перспективада осы экожүйенің динамикасына әсер етуі мүмкін екенін көрсетеді. Сондықтан, коммерциялық циперметрин құрамдарының P. gracilis-ке улы әсері бар деген қорытынды жасауға болады.
Ауыл шаруашылығы қызметінің үздіксіз кеңеюіне және қарқынды қолданылуына байланыстызиянкестермен күресшараларына байланысты су жануарлары пестицидтерге жиі ұшырайды1,2. Ауыл шаруашылығы алқаптарының маңындағы су ресурстарының ластануы қосмекенділер сияқты мақсатты емес организмдердің дамуына және тіршілігіне әсер етуі мүмкін.
Қосмекенділер қоршаған орта матрицаларын бағалауда барған сайын маңызды бола түсуде. Анурандар күрделі тіршілік циклдері, дернәсілдердің тез өсу қарқыны, трофикалық мәртебесі, өткізгіш терісі10,11, көбею үшін суға тәуелділігі12 және қорғалмаған жұмыртқалары11,13,14 сияқты ерекше сипаттамаларына байланысты қоршаған ортаны ластаушы заттардың жақсы биоиндикаторлары болып саналады. Жылайтын бақа ретінде белгілі кішкентай су бақасы (Physalaemus gracilis) пестицидтермен ластанудың биоиндикатор түрі болып табылатыны дәлелденді4,5,6,7,15. Бұл түр Аргентинада, Уругвайда, Парагвайда және Бразилияда1617 тұрып қалған суларда, қорғалатын аймақтарда немесе өзгермелі мекендеу ортасы бар аймақтарда кездеседі және әртүрлі мекендеу орталарына кең таралуы мен төзімділігіне байланысты IUCN жіктемесі бойынша тұрақты болып саналады18.
Циперметринге ұшырағаннан кейін қосмекенділерде сублетальды әсерлер туралы хабарланды, оның ішінде итбалықтардағы мінез-құлықтық, морфологиялық және биохимиялық өзгерістер23,24,25, өлім мен метаморфоз уақытының өзгеруі, ферментативті өзгерістер, жұмыртқадан шығу сәттілігінің төмендеуі24,25, гиперактивтілік26, холинэстераза белсенділігінің тежелуі27 және жүзу өнімділігінің өзгеруі7,28. Дегенмен, қосмекенділердегі циперметриннің генотоксикалық әсерін зерттеу шектеулі. Сондықтан ануран түрлерінің циперметринге сезімталдығын бағалау маңызды.
Қоршаған ортаның ластануы қосмекенділердің қалыпты өсуі мен дамуына әсер етеді, бірақ ең ауыр жағымсыз әсер - пестицидтердің әсерінен туындаған ДНҚ-ның генетикалық зақымдануы13. Қан жасушаларының морфологиясын талдау ластанудың және заттың жабайы түрлерге ықтимал уыттылығының маңызды биоиндикаторы29. Микроядролық тест қоршаған ортадағы химиялық заттардың генотоксикалықтығын анықтаудың ең жиі қолданылатын әдістерінің бірі30. Бұл қосмекенділер сияқты организмдердің химиялық ластануының жақсы көрсеткіші болып табылатын жылдам, тиімді және арзан әдіс31,32 және генотоксикалық ластаушы заттардың әсері туралы ақпарат бере алады33.
Бұл зерттеудің мақсаты микроядролық тест және экологиялық қауіпті бағалау арқылы коммерциялық циперметрин құрамдарының шағын су итбалықтарына уыттылық әлеуетін бағалау болды.
Тесттің жедел кезеңінде коммерциялық циперметриннің әртүрлі концентрацияларына ұшыраған P. gracilis итбалықтарының жиынтық өлім-жітімі (%).
Созылмалы сынақ кезінде коммерциялық циперметриннің әртүрлі концентрацияларына ұшыраған P. gracilis итбалықтарының жиынтық өлім-жітімі (%).
Жоғары өлім-жітім циперметриннің әртүрлі концентрацияларына (6 және 20 мкг/л) ұшыраған қосмекенділердің генотоксикалық әсерінің нәтижесі болды, бұл эритроциттердегі микроядролардың (MN) және ядролық ауытқулардың болуымен дәлелденеді. MN түзілуі митоздағы қателіктерді көрсетеді және хромосомалардың микротүтікшелерге нашар байланысуымен, хромосомалардың сіңуі мен тасымалдануына жауапты ақуыз кешендеріндегі ақаулармен, хромосомалардың бөлінуіндегі қателіктермен және ДНҚ зақымдануын қалпына келтірудегі қателіктермен байланысты38,39 және пестицидтерден туындаған тотығу стрессімен байланысты болуы мүмкін40,41. Бағаланған барлық концентрацияларда басқа ауытқулар байқалды. Циперметрин концентрациясының жоғарылауы эритроциттердегі ядролық ауытқуларды ең төменгі (1 мкг/л) және ең жоғары (20 мкг/л) дозаларда сәйкесінше 5% және 20%-ға арттырды. Мысалы, түрдің ДНҚ-сындағы өзгерістер қысқа және ұзақ мерзімді өмір сүру үшін ауыр зардаптарға әкелуі мүмкін, бұл популяцияның азаюына, репродуктивті жарамдылықтың өзгеруіне, туыстық қатынастың бұзылуына, генетикалық әртүрліліктің жоғалуына және миграция деңгейінің өзгеруіне әкеледі. Осы факторлардың барлығы түрлердің өмір сүруіне және сақталуына әсер етуі мүмкін42,43. Эритроидтық ауытқулардың пайда болуы цитокинездің блокадасын көрсетуі мүмкін, бұл жасушалардың ауытқуына әкеледі (екі ядролы эритроциттер)44,45; көп бөлікті ядролар - ядролық мембрананың бірнеше бөліктен тұратын шығыңқы бөліктері46, ал басқа эритроидтық ауытқулар, мысалы, ядролық бүйректер/көпіршіктер47, ДНҚ амплификациясымен байланысты болуы мүмкін. Ядросыз эритроциттердің болуы, әсіресе ластанған суда оттегі тасымалының бұзылуын көрсетуі мүмкін48,49. Апоптоз жасушалардың өлімін көрсетеді50.
Басқа зерттеулер де циперметриннің генотоксикалық әсерін көрсетті. Кабанья және т.б.51 циперметриннің жоғары концентрациясына (5000 және 10 000 мкг L−1) 96 сағат бойы әсер еткеннен кейін Odontophrynus americanus жасушаларында микроядролар мен ядролық өзгерістердің, мысалы, қос ядролы жасушалардың және апоптоздық жасушалардың болуын көрсетті. Циперметрин тудырған апоптоз P. biligonigerus52 және Rhinella arenarum53-те де анықталды. Бұл нәтижелер циперметриннің бірқатар су организмдеріне генотоксикалық әсер ететінін және MN және ENA талдауы қосмекенділерге сублетальды әсердің индикаторы болуы мүмкін екенін және токсиканттарға ұшыраған жергілікті түрлер мен жабайы популяцияларға қолданылуы мүмкін екенін көрсетеді12.
Циперметриннің коммерциялық құрамдары қоршаған ортаға үлкен қауіп төндіреді (жедел және созылмалы), штаб-пәтерлері АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің (EPA) деңгейінен асып түседі54, бұл қоршаған ортада болған жағдайда түрге кері әсер етуі мүмкін. Созылмалы тәуекелді бағалауда өлімге арналған NOEC 3 мкг L−1 құрады, бұл судағы концентрациялардың түрге қауіп төндіруі мүмкін екенін растайды55. Эндосульфан мен циперметрин қоспасына ұшыраған R. arenarum дернәсілдері үшін өлімге әкелетін NOEC 168 сағаттан кейін 500 мкг L−1 болды; бұл мән 336 сағаттан кейін 0,0005 мкг L−1 дейін төмендеді. Авторлар әсер ету неғұрлым ұзақ болса, түрге зиянды концентрациялар соғұрлым төмен болатынын көрсетеді. Сондай-ақ, NOEC мәндері сол әсер ету уақытында P. gracilis мәндерінен жоғары болғанын атап өту маңызды, бұл түрдің циперметринге реакциясы түрге тән екенін көрсетеді. Сонымен қатар, өлім-жітім тұрғысынан алғанда, циперметринге ұшырағаннан кейінгі P. gracilis CHQ мәні 64,67-ге жетті, бұл АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі белгілеген анықтамалық мәннен жоғары54, ал R. arenarum дернәсілдерінің CHQ мәні де осы мәннен жоғары болды (336 сағаттан кейін CHQ > 388,00), бұл зерттелген инсектицидтердің бірнеше қосмекенділер түрлері үшін жоғары қауіп төндіретінін көрсетеді. P. gracilis метаморфозды аяқтау үшін шамамен 30 күн қажет екенін ескере отырып56, зерттелген циперметрин концентрациясы жұқтырған адамдардың ерте жаста ересек немесе репродуктивті кезеңге енуіне жол бермеу арқылы популяцияның азаюына ықпал етуі мүмкін деген қорытынды жасауға болады.
Микроядролардың және басқа да эритроциттердің ядролық ауытқуларының есептелген тәуекелін бағалауда CHQ мәндері 14,92-ден 97,00-ге дейін болды, бұл циперметриннің P. gracilis үшін тіпті табиғи мекендеу ортасында да генотоксикалық қаупі бар екенін көрсетеді. Өлімді ескере отырып, P. gracilis-ке төзімді ксенобиотикалық қосылыстардың ең жоғары концентрациясы 4,24 мкг L−1 болды. Дегенмен, 1 мкг/л-ден төмен концентрациялар да генотоксикалық әсер көрсетті. Бұл факт ауытқуы бар даралар санының артуына әкелуі мүмкін57 және олардың мекендеу ортасындағы түрлердің дамуы мен көбеюіне әсер етеді, бұл қосмекенділер популяциясының азаюына әкеледі.
Циперметрин инсектицидінің коммерциялық құрамдары P. gracilis үшін жоғары жедел және созылмалы уыттылықты көрсетті. Микроядролар мен эритроциттердің ядролық ауытқуларының, әсіресе тісті ядролардың, бөлікшелі ядролардың және көпіршікті ядролардың болуынан көрінетін уытты әсерлерге байланысты өлім-жітімнің жоғары деңгейі байқалды. Сонымен қатар, зерттелген түрлер жедел және созылмалы экологиялық қауіптердің жоғарылауын көрсетті. Бұл деректер біздің зерттеу тобымыз жүргізген алдыңғы зерттеулермен біріктіріліп, тіпті циперметриннің әртүрлі коммерциялық құрамдары да ацетилхолинэстераза (AChE) және бутирилхолинэстераза (BChE) белсенділігінің төмендеуіне және тотығу стрессіне58 әкелетінін және P. gracilis-те жүзу белсенділігінің өзгеруіне және ауыз қуысының ақауларына59 әкелетінін көрсетті, бұл циперметриннің коммерциялық құрамдарының бұл түрге жоғары өлімге әкелетін және сублетальды уыттылыққа ие екенін көрсетеді. Хартман және т.б. 60 циперметриннің коммерциялық құрамдары тоғыз басқа пестицидпен салыстырғанда P. gracilis және сол тұқымдастың басқа түрі (P. cuvieri) үшін ең улы екенін анықтады. Бұл қоршаған ортаны қорғау үшін циперметриннің заңды түрде бекітілген концентрациялары өлімнің жоғары деңгейіне және популяцияның ұзақ мерзімді төмендеуіне әкелуі мүмкін екенін көрсетеді.
Пестицидтің қосмекенділерге уыттылығын бағалау үшін қосымша зерттеулер қажет, себебі қоршаған ортада кездесетін концентрациялар өлімге әкелуі мүмкін және P. gracilis үшін ықтимал қауіп төндіруі мүмкін. Қосмекенділер түрлерін зерттеуді ынталандыру керек, себебі бұл организмдер туралы деректер, әсіресе бразилиялық түрлер туралы деректер аз.
Созылмалы уыттылық сынағы статикалық жағдайларда 168 сағат (7 күн) созылды және өлімге әкелетін концентрациялар: 1, 3, 6 және 20 мкг ai L−1 болды. Екі тәжірибеде де емдеу тобына 10 итбалық алты рет қайталау арқылы бағаланды, бұл концентрацияға 60 итбалықтан келеді. Сонымен қатар, тек сумен өңдеу теріс бақылау ретінде қызмет етті. Әрбір тәжірибелік қондырғы сыйымдылығы 500 мл және тығыздығы 50 мл ерітіндіге 1 итбалықтан тұратын стерильді шыны ыдыстан тұрды. Булануды болдырмау үшін колба полиэтилен пленкамен жабылды және үздіксіз желдетіліп тұрды.
Су 0, 96 және 168 сағатта пестицидтердің концентрациясын анықтау үшін химиялық талдаудан өтті. Сабин және т.б. 68 және Мартинс және т.б. 69 мәліметтері бойынша, талдаулар Санта-Мария Федералды Университетінің Пестицидтерді талдау зертханасында (LARP) үштік квадрупольді масс-спектрометриямен біріктірілген газ хроматографиясын (Varian моделі 1200, Пало-Альто, Калифорния, АҚШ) қолдану арқылы жүргізілді. Судағы пестицидтерді сандық анықтау қосымша материал ретінде көрсетілген (SM1 кестесі).
Микроядролық тест (MNT) және эритроциттердің ядролық ауытқушылық тесті (РНҚ) үшін әр емдеу тобынан 15 итбалық талданды. Итбалықтар 5% лидокаинмен (50 мг г-170) жансыздандырылды және қан үлгілері бір рет қолданылатын гепаринделген шприцтерді пайдаланып жүрек пункциясы арқылы алынды. Қан жағындылары стерильді микроскоп слайдтарында дайындалды, ауада кептірілді, 100% метанолмен (4 °C) 2 минут бойы бекітілді, содан кейін қараңғыда 15 минут бойы 10% Giemsa ерітіндісімен боялды. Процесс соңында слайдтар артық дақты кетіру үшін тазартылған сумен жуылып, бөлме температурасында кептірілді.
Әрбір итбалықтан кемінде 1000 эритроцит MN және ENA бар-жоғын анықтау үшін 71 объективі бар 100× микроскопты пайдаланып талданды. Итбалықтан алынған барлығы 75 796 эритроцит циперметрин концентрациялары мен бақылау топтарын ескере отырып бағаланды. Генотоксичность Карраско және т.б. мен Фенех және т.б.38,72 әдісіне сәйкес келесі ядролық зақымданулардың жиілігін анықтау арқылы талданды: (1) ядролы жасушалар: ядросыз жасушалар; (2) апоптотикалық жасушалар: ядролық фрагментация, бағдарламаланған жасуша өлімі; (3) екі ядролы жасушалар: екі ядролы жасушалар; (4) ядролық бүршіктер немесе блеб жасушалары: ядролық мембрананың кішкентай шығыңқы жерлері бар, мөлшері бойынша микроядроларға ұқсас блебтері бар ядролары бар жасушалар; (5) кариолизденген жасушалар: ішкі материалы жоқ ядроның тек контуры бар жасушалар; (6) ойық жасушалар: пішінінде айқын жарықтары немесе ойықтары бар ядролары бар жасушалар, сондай-ақ бүйрек тәрізді ядролар деп аталады; (7) бөлікше тәрізді жасушалар: жоғарыда аталған көпіршіктерден үлкенірек ядролық шығыңқылары бар жасушалар; және (8) микрожасушалар: тығыздалған ядролары және кішірейген цитоплазмасы бар жасушалар. Өзгерістер теріс бақылау нәтижелерімен салыстырылды.
Жедел уыттылық сынағының нәтижелері (LC50) GBasic бағдарламалық жасақтамасы және TSK-Trimmed Spearman-Karber әдісі арқылы талданды74. Созылмалы сынақ деректері қателік нормалылығына (Шапиро-Уилкс) және дисперсияның біртектілігіне (Бартлетт) алдын ала тексерілді. Нәтижелер дисперсияның бір жақты талдауы (ANOVA) арқылы талданды. Деректерді өзара салыстыру үшін Туки сынағы, ал емдеу тобы мен теріс бақылау тобы арасындағы деректерді салыстыру үшін Даннетт сынағы қолданылды.
LOEC және NOEC деректері Даннетт сынағының көмегімен талданды. Статистикалық сынақтар Statistica 8.0 бағдарламалық жасақтамасын (StatSoft) пайдаланып, маңыздылық деңгейі 95% (p < 0,05) болды.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 13 наурыз