Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu protokol, sucul ekosistemlerdeki zararlı etkilerin erken tespiti için biyobelirteçlerin kullanımını açıklar. Biyobelirteçler, sentinel özellikleriyle yakından ilişkilidir ve değişiklikleri, erken uyarı hasarlarının tespit edilmesine yardımcı olur.
Yaygın olarak Hellgrammites olarak bilinen Corydalus cinsinden dobsonflies larvaları, kayda değer büyüklükleri, geniş oluşum aralığı ve bir yıla kadar sürebilen uzun olgunlaşmamışlık süreleri ile karakterize edilir. Hellgrammitlerin kirliliğe ve habitat yapısı etkilerine karşı hassasiyet gösterdikleri açıkça bilinmektedir. Bu benzersiz özellikler göz önüne alındığında, Corydalus texanus larvalarının kullanılması, sucul ekosistemlerin ekolojik bütünlüğünü değerlendirmek için güvenilir biyoizleme ajanları olarak son derece uygundur. Bu protokol, C. texanus değerlendirmesi için gerekli araçları sağlamayı ve bir vaka çalışması yoluyla etkinliklerini göstermeyi amaçlamaktadır. Araştırma bulgularının, C. texanus larvalarının madencilik kirliliğine erken uyarı tepkileri gösterdiğini ve Zn, Fe ve Al gibi yüksek miktarda ağır metalleri biyolojik olarak biriktirdiğini gösteren pratik çıkarımları vardır. C. texanus popülasyonlarının varlığı veya yokluğu, ekosistem sağlığı ile ilgili potansiyel sorunları belirlemek için yararlı bir gösterge olarak hizmet edebilir. Alışılmadık yaklaşım, madencilikten etkilenen sahalarda erken kirlilik uyarıları göstererek, çevreyi korumak için zamanında harekete geçme ihtiyacını vurguladı. Eşsiz özellikleri göz önüne alındığında, C. texanus larvalarının güvenilir bir geleneksel olmayan biyoindikatör olarak kullanılması şiddetle tavsiye edilir.
Hellgramitler, Megaloptera (Latreille, 1802) takımından böcek larvalarıdır ve yetişkinlik dönemlerinde dobsonflies veya balık sinekleri olarak adlandırılırlar. Düşük bir çeşitlilik, ancak yaygın, su ekosistemlerinden gelen bu en iyi yırtıcı böcek larvaları grubunu karakterize eder1. Hellgramit türleri iyi tanımlanmış biyocoğrafik bölgelerde görülür; Bu nedenle, yüksek bir taksonomik bilgi olmadan türleri tanımlamak nispeten kolaydır. Özellikle, Corydalidae larvaları, Megaloptera takımından (20-90 mm vücut uzunluğu) en belirgin türe sahiptir.2 ve hellgramiti çıplak gözle görülebilir hale getirir.
Hellgrammites, etkileyici yırtıcı şekillerini ifade eden büyük çiğnemeler nedeniyle güçlü bir varlığa sahip, avcı olarak su ekosistemlerinde çok önemli bir rol oynar. Dorsoventral olarak düzleştirilmiş bir gövde ayrıca vücut boyunca 7-8 çift filament solungaç ile birleşir ve her iki tarafta altı stemmata bulunan bir kafa kapsülü, hellgrammitleri entomologlar ve hayranlar için büyüleyici organizmalar haline getirir3. Corydalidae erginleri, belirgin boyutları nedeniyle insanları şaşırtır ve bir izlenim imajı oluşturur; Ancak, tamamen zararsızdırlar. Hellgrammitlerin larva evrelerinde su ortamlarında önemli bir süre devam etme yeteneğine sahip olmaları dikkat çekicidir.
Hellgrammitlerin fenotipik özellikleri, su ekosistemlerindeki rollerini vurgulamak için özel bir şans verir; Bununla birlikte, gösterge potansiyelleri su ekolojistleri için en çok aranan özelliktir. Sucul ekosistemlerde biyoindikatör potansiyelleri hakkında geniş bilgi vurgulanmaktadır, çünkü bunların oluşumu, yüzey sularındaki organik kirliliğe karşı toleranssızlıkları nedeniyle habitatlarındaki iyi sağlık koşullarıyla ilgilidir 4,5,6,7,8.
Çoğu Corydalidae megalopteranı, Arnavut kaldırımı ve çakıl taşlarının baskın olduğu oluklar ve alt tabakalar olarak yüksek hızlı akan sularda yaşar, ancak hellgrammitler, budaklar ve kum alt tabakaları olan düşük gradyanlı akarsularda ve ayrıca göller 3,9,10 gibi lentik habitatlarda da görülür. Geniş oluşum yelpazesi, en iyi yırtıcının kritik özelliklerini ve etkili yaşam öyküsü stratejilerinin hedeflediği çeşitli habitatları kolonileştirme yeteneklerini yansıtır11. Hellgramitler, özelliklerini su ekosistemlerinin dinamikleriyle ilişkilendirdi; bu nedenle, spiracles tarafından hava solunumuna adaptasyon gibi stratejiler (trakeal solungaçların ventral tutamlarına ek olarak) Corydalidae stratejilerineuygundur 10.
Hellgrammitler belirli ekosistemlerde yaşar ve yerleşik modellerden sapmalara hızlı tepkiler sergiler, böylece bir erken uyarı sistemi olarak hizmet eder7. Bu yaban hayatı organizmalarının reaksiyonları, özellikle hedef olmayan kirletici karışımlar söz konusu olduğunda, kirliliğin su ekosistemleri üzerindeki etkisini değerlendirmek için değerli bir araç olarak kullanılabilir. Kimyasalların bireysel toksisitesi nedeniyle ekosistemlerde canlı organizmalar üzerindeki bazı zararlı etkiler kabul edilmiştir, ancak kirletici karışımların etkisi tanımlanmalıdır. Hellgrammitlerden gelen erken uyarı yanıtları, bir kirletici karışımının etkilerine referans vererek veya kirleticilerin bireysel etkileri Gözlemlenebilir Etki Konsantrasyonu Yok (NOEC)12 tanıdığında bile zararlı etkilerin belirlenmesini mümkün kılabilir.
Deneysel akut ve kronik testler için çeşitli model organizmalar kullanılmıştır; Bununla birlikte, kontrollü koşullar altında kültürlenir ve korunurlar13. Kontrollü koşullar, maruz kaldıkları çeşitli kirleticilerin hedef olmayan etkilerini belirleyememelerine neden olur. Ayrıca, kirletici karışımının karmaşıklığı nedeniyle NOEC sıklıkla tanınır. Bu nedenle, son on yıllarda, ekotoksikolojik araştırmaların yürütülmesi için gerekli olan tarama sistemlerine, hedef olmayan etkilere sahip model olmayan yerli türlerin tanındığı kabul edilmiştir14. Sonuç olarak, hellgrammitler, su ekosistemlerindeki kirliliğin zararlı etkilerini değerlendirebiliyor gibi görünmektedir. Diğerlerinin yanı sıra biyolojileri, genetikleri ve fizyolojileri gibi özellikler, model olmayan organizmaları ekosistemlerde etki değerlendirmesi için uygun hale getirir14.
Bu protokol, hedef olmayan kirlilik karışımlarına yanıt olarak erken uyarı sinyallerini tespit edebilen model olmayan bir organizma kullanarak yeni bir biyoizleme aracı oluşturmayı amaçlamaktadır. En iyi sonuçları elde etmek için, model tür olan C. texanus'un larvaları tarafından sergilenen özellikler kapsamlı bir şekilde düşünülmüş ve analizedahil edilmiştir 15.
Şekil 1: Sucul ekosistemlerde kullanılmak üzere konvansiyonel olmayan biyomonitör Corydalus texanus'un nasıl kullanılacağına dair adım adım hızlı kılavuz. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
1. Saha Çalışması
2. Örneklenen larvaların diseksiyonu ve doku ayrılması
3. Ağır metal miktar tayini
4. Oksidatif stres ve biyobelirteçlerin değerlendirilmesi için mikro testler
Çalışmanın sonuçları, Şekil 2'de gösterildiği gibi, ağır metallerin, özellikle Alüminyum (Al), Demir (Fe) ve Çinko'nun (Zn) çevre üzerinde zararlı bir etkiye sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Tüm bölgelerden toplanan hem doku hem de su örneklerinde yüksek düzeyde ağır metallerin tespit edilmesi olumsuz bir sonuca yol açmıştır. Biyoakümülasyon Faktörü (BAF) 600 olan aykırı değerler, özellikle Extoraz Nehri gibi madencili...
Her ne kadar kullanımı C. texanus değerlendirme için en uygun olsa da, kullanımının ve toplanmasının çeşitli yönlerini dikkate almak gerekir. Seçilen bölgelerdeki olumsuz hava koşulları, coğrafi erişilemezlik, yüksek kuraklık seviyeleri veya yetersiz güvenlik protokolleri gibi çeşitli faktörler nedeniyle seçilen çalışma alanları zorlu olmaktadır. Belirtilen kısıtlamalar ve sınırlamalar, saha çalışması yürütülürken genellikle zorluklar or...
Yazarlar, çalışmalarında herhangi bir çıkar çatışması bulunmadığını açıkladılar.
Yazarlar, araştırma çabalarını büyük ölçüde kolaylaştıran FONINS P 1931 hibesini sağladığı için CONAHCyT'ye içten teşekkürlerini sunarlar. Ayrıca, SIP proje hibesi (20200577) aracılığıyla sağlanan paha biçilmez destek için Instituto Politécnico Nacional'daki Secretaría de Investigación y Posgrado'ya teşekkür edeceklerdir. Buna ek olarak, ilk yazar, ekibin saha gezileri düzenlemesine ve önemli verileri toplamasına olanak tanıyan CONAHCyT tarafından verilen cömert lisansüstü bursunu kabul etmek istiyor. Son olarak, yazarlar, María Teresa García Camacho'nun laboratuvardaki paha biçilmez yardımı için takdirlerini ifade etmek isterler, bu proje olmadan bu proje mümkün olmazdı.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Analytical balance of 220 g | Ohaus | PR224/E | This balance is useful for weighing the extracted tissue from specimens. |
Chest waders | LaCrosse | 700152M | We recommend using waders for sample collection. Alternatively, you can also use boots with rubber hip boots for sampling. |
Cutting board | True | TRUE915121 | It is recommended to use white and plastic boards. |
Forceps | DR Instruments | 112 | It is recommended to use a 12 pul forceps made of stainless steel. |
Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy System | Perkin Elmer | 7300 DV | A device for quantifying heavy metals using spectroscopy. |
Kick net | LaMotte | 0021-P | An alternative method for making a kick net involves manually crafting one using a mesh with a thickness of 500 micrometers. |
Liquid Nitrogen | NA | NA | NA |
Liquid Nitrogen Dewar Static Cryogenic Container | BestEquip | DF0504 | It is recommended to use an aluminum tank with canisters. |
Mortar and Pestle Set | Cole-Parmer | EW-63100-54 | This is a porcelain mortar and pestle used for grinding dry tissues. |
Multiwave GO Plus | Anton Paar | C93IP001EN-E | Multiwave is a useful tool for digesting multiple samples. |
Oven for drying | Fisher scientific | 506G | An incubator oven, also known as a dry tissue oven, is essential for drying tissues at temperatures of at least 80°C. |
Precision scalpel | Xcelite by Weller | 037103-48768 | It is recommended to use a scalpel made of aluminum. |
Tissue Homogenizer (tearer) | Kopro | K110000 | It is recommended to use a tissue tearer with a base. Some companies offer ultrasonic tearers, which may be the optimal choice. |
Ultra-Low Temperature Chest Freezer | REVCO | CA89200-384 | Many companies provide freezers, but it is recommended to choose one with a storage temperature of at least -40°C. |
Wide mouth plastic bottles | United Scientific | 81900 | Using polypropylene bottles with wide caps and mouths is strongly recommended. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır