Analýza vlivu environmentální zátěže modelových lokalit na společenstva vícebuněčných cizopasníků jelce tlouště (Leuciscus cephalus)

Bc. Eva Košková

Master's thesis

The effect of environmental stress on parasite communities of chub (Leuciscus cephalus) in model localities

Abstract:

Abstrakt: Hlavním cílem této práce bylo sledování vlivu znečištění vodního prostředí na parazity a jejich hostitele a nalezení vhodných bioindikátorů environmentálního stresu. V průběhu září 2005 bylo na dvou modelových lokalitách řek Vlára a Bílina odloveno 61 jedinců jelce tlouště (Leuciscus cephalus (L.)). Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) se zdály být hlavními organickými kontaminanty na obou sledovaných lokalitách a především na lokalitě Bílina byly jejich hodnoty výrazně zvýšené. Lokalita Bílina byla také několikanásobně více zatížena těžkými kovy v prostředí. Naproti tomu koncentrace polychlorovaných bifenylů (PCB) byly velmi nízké na obou sledovaných lokalitách. Byla měřena EROD aktivita jako specifický biomarker expozice látkami dioxinového typu (PAH, PCB, dioxiny) v rybách. Dále byla stanovena koncentrace metabolitu PAH 1-hydroxynaftalénu (1-OH-Nap) ve žluči a koncentrace PCB polutantů a těžkých kovů ve svalovině ryb. Indukce EROD aktivity byla signifikantně zvýšena na lokalitě více znečištěné PAH polutanty (Bílina) a dobře korelovala také s obsahem 1-OH-Nap ve žluči ryb. Byla měřena hmotnost sleziny pro odhad slezino-somatického indexu (SSI) a vypočten kondiční faktor ryb. Nebyly zjištěny žádné signifikantní rozdíly v SSI a kondičním faktoru ryb mezi jednotlivými lokalitami. Kontaminace prostředí byla dále srovnána se společenstvy parazitů, která byla dělena podle hostitelské specificity na generalisty a specialisty. Nebyla zde zjištěna žádná souvislost mezi těmito skupinami parazitů a expozicí látkami dioxinového typu (měřeno EROD aktivitou). Byla pouze potvrzena odolnost vůči znečištění u druhu Paradiplozoon megan a vyšší citlivost ke znečištění u parazitů rodu Dactylogyrus. Vývojová nestabilita organismu byla odhadnuta pomocí fluktuační asymetrie (FA) a to jak pro hostitele, tak pro parazita Dactylogyrus folkmanovae. FA ryb se mezi lokalitami signifikantně nelišila. U modelového parazita D. folkmanovae bylo zjištěno signifikantní zvýšení FA u indexu znaků báze háčku na lokalitě Bílina, ale tento trend mohl být ovlivněn větší chybou měření. FA parazita ani hostitele nekorelovala se žádným z dalších měřených parametrů. Ze všech měřených parametrů pouze EROD aktivita nejlépe odrážela znečištění prostředí PAH polutanty. Ostatní parametry jako je FA a dělení parazitů podle hostitelské specificity se zdají být pro odhad kontaminace prostředí neprůkazné.

Abstract:

Abstract: The main aim of this study was to monitor effects of aquatic pollution on parasites and their hosts and to find reliable indicators of environmental stress. In total, 61 chub (Leuciscus cephalus (L.)) were collected at two model sites with different level of pollution in Vlára and Bílina Rivers (Czech Republic) during September 2005. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) appeared to be predominant organic pollutants at both sites, and their levels were elevated particularly in Bilina River. In addition, the concentrations of heavy metals were severalfold higher at the locality Bílina. By contrast, the concentrations of polychlorinated biphenyls (PCB) were very low at both sites. EROD activity was used as a specific biomarker of dioxin like compounds (PAH, PCB, dioxins). Concentrations of PAH metabolit 1-hydroxynapthol (1-OH-Nap) in fish bile, PCB congeners and heavy metals in fish muscle were measured. The induction of EROD activity was significantly elevated at Bílina River and a positive correlation between EROD activity and concentration of 1-OH-Nap in fish bile was found at both sites. The spleen–somatic index (SSI) and the condition factor were estimated. However, there were no significant differences in the SSI or the condition factor among chub collected from different sites. The parasite communities of chub from Bílina and Vlára Rivers were fractionated according to host specificity into generalists and specialists. There were no significant relationships between presence of either specialist or generalist parasites and the exposure to dioxin like compound (measured as EROD activity) at both sites. We only confirmed the resistence of Paradiplozoon megan and a higher sensitivity of the genus Dactylogyrus against pollution. Developmental instability measured as fluctuating asymmetry (FA) was assessed for both chub and their parasite Dactylogyrus folkmanovae. There were no significant differences in FA among fish from different localities. A higher level of FA (the index of hook basis traits) was found for D. folkmanovae from the locality Bilina, however, this effect could be caused by variation in measurement error. There were no correlations between FA in the parasites and their hosts or other data on chemical contamination and biomarkers of fish. From all the measured variables, EROD activity best indicated the contamination of environment by PAH polutants. Other variables, such as FA or the presence of either specialist or generalist parasites seem to be nonsignificant for assessing of environmental stress.

Keywords

Leuciscus cephalus, EROD activity, fluctuating asymmetry, environmental pollution, parasites, biomarkers

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2007

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2007
• Supervisor: RNDr. Božena Koubková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Systematic Biology and Ecology