Vliv insekticidů na fitness necílových vodních bezobratlých ve vztahu ke změně klimatu na příkladu vážek

Bc. Josef CILEČEK

Master's thesis

Effect of insecticides on fitness of non-target aquatic macroinvertebrates in relation to climate change on the example of odonates

Anotácia:

Diplomová práce se zabývá analýzou vlivu kombinace insekticidu Magma (etofenprox) a zvýšené teploty na vybrané ukazatele fitness larev šidélka kroužkovaného (Enallagma cyathigerum, Insecta: Odonata). Literární přehled shrnuje současné poznatky související s tématem kontaminace vodních ploch insekticidy a jejich působení na necílové bezobratlé vodní organismy v jejich přirozeném prostředí, které je současně výrazně ovlivňováno klimatickou změnou. V experimentální části práce byly analyzovány vybrané fyziologické parametry larev vystavených experimentálním podmínkám subletální koncentrace etofenproxu v kombinaci s variantami zvýšené teploty (pokojová teplota 21 °C vs 24 °C, 28 °C). Mezi analyzované ukazatele fitness patřila mortalita larev, celková koncentrace proteinů v larvách, relativní koncentrace lipidů v larvách a koncentrace stresových proteinů (HSPs) se zaměřením na izoformy Hsp70, Hsp60 a Hsp83. Analýza dat potvrdila, že zvýšená teplota a subletální koncentrace insekticidu Magma ovlivňují přežívání a fyziologii larev studovaného druhu. Nejvyšší mortalita byla nicméně zaznamenána při teplotě 28°C bez přítomnosti insekticidu, zatímco kombinace zvýšené teploty a insekticidu překvapivě vedla k nižší úmrtnosti, což indikuje vliv teploty jakožto klíčového stresoru. Ve všech experimentálních skupinách vystavených stresu (zvýšená teplota, insekticid a jejich kombinace) došlo ke snížení koncentrace celkových proteinů a lipidů, nejvýrazněji při teplotě 28°C. Významné změny byly zaznamenány také u stresových proteinů Hsp70 a Hsp60, jejichž hladiny klesaly zejména při kombinovaném působení teploty a insekticidu, což může naznačovat narušení obranných mechanismů. Hladiny Hsp83 mezi skupinami významně nekolísaly. Výsledky ukazují, že fyziologické reakce larev na působení vícenásobných stresorů nejsou vždy předvídatelné a mohou být poměrně komplexní a je žádoucí hodnotit jejich účinky ve vzájemných souvislostech.

Abstract:

This thesis focuses on the analysis of the combined effects of the insecticide Magma (etofenprox) and elevated temperature on selected fitness-related traits in larvae of the blue-tailed damselfly (Enallagma cyathigerum, Insecta: Odonata). The literature review summarizes current knowledge on the contamination of aquatic environments by insecticides and their effects on non-target aquatic invertebrates in natural ecosystems, which are increasingly influenced by climate change. In the experimental part, selected physiological parameters were analyzed in larvae exposed to a sublethal concentration of etofenprox under different temperature regimes (room temperature 21 °C vs 24°C, and 28°C). The assessed fitness indicators included larval mortality, total protein content, relative lipid content, and concentrations of stress proteins (HSPs), with a focus on the isoforms Hsp70, Hsp60, and Hsp83. Data analysis confirmed that elevated temperature and sublethal concentrations of Magma influence the survival and physiology of the target species. Nevertheless, the highest mortality was recorded at 28°C in the absence of insecticide, whereas the combination of elevated temperature and insecticide surprisingly resulted in lower mortality, suggesting that the temperature may be a key stressor. All experimental groups exposed to stress (elevated temperature, insecticide and their combination) showed reduced protein and lipid concentrations, with the most pronounced decline observed at 28°C. Significant changes were also found in the expression of stress proteins Hsp70 and Hsp60, whose levels decreased mainly under combined exposure, suggesting a possible depletion of defense mechanisms. Hsp83 levels did not vary significantly between groups. The results indicate that larval physiological responses to multiple stressors are not always predictable and may be quite complex, highlighting the importance of assessing their effects in mutual context.

Kľúčové slová

klimatická změna, necílové organismy, vodní bezobratlí, sladkovodní ekosystémy, kontaminace, pesticidy, insekticidy, Magma, etofenprox, heat shock proteiny, vážky (Odonata), zvýšená teplota

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 8. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Mgr. Hana Šigutová, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Bioanalytical Laboratory Diagnostics in Healthcare - Experimental Biology / Bioanalytical Laboratory Diagnostics in Healthcare - Experimental Biology