Kajian ini menilai kebarangkalian maut, sublethaliti, dan ketoksikan komersialcypermethrinrumusan kepada berudu anuran. Dalam ujian akut, kepekatan 100-800 μg/L telah diuji selama 96 jam. Dalam ujian kronik, kepekatan cypermethrin yang berlaku secara semula jadi (1, 3, 6, dan 20 μg/L) telah diuji untuk kematian, diikuti dengan ujian mikronukleus dan keabnormalan nuklear sel darah merah selama 7 hari. LC50 formulasi cypermethrin komersial kepada berudu ialah 273.41 μg L−1. Dalam ujian kronik, kepekatan tertinggi (20 μg L−1) mengakibatkan lebih daripada 50% kematian, kerana ia membunuh separuh daripada berudu yang diuji. Ujian mikronukleus menunjukkan keputusan yang ketara pada 6 dan 20 μg L−1 dan beberapa keabnormalan nuklear telah dikesan, menunjukkan bahawa formulasi cypermethrin komersial mempunyai potensi genotoksik terhadap P. gracilis. Cypermethrin adalah berisiko tinggi untuk spesies ini, menunjukkan bahawa ia boleh menyebabkan pelbagai masalah dan menjejaskan dinamik ekosistem ini dalam jangka pendek dan panjang. Oleh itu, boleh disimpulkan bahawa formulasi cypermethrin komersial mempunyai kesan toksik pada P. gracilis.
Disebabkan oleh pengembangan berterusan aktiviti pertanian dan aplikasi intensifkawalan perosakLangkah-langkah, haiwan akuatik kerap terdedah kepada racun perosak1,2. Pencemaran sumber air berhampiran ladang pertanian boleh menjejaskan pembangunan dan kemandirian organisma bukan sasaran seperti amfibia.
Amfibia menjadi semakin penting dalam penilaian matriks persekitaran. Anuran dianggap sebagai bioindikator pencemar alam sekitar yang baik kerana ciri uniknya seperti kitaran hidup yang kompleks, kadar pertumbuhan larva yang cepat, status trofik, kulit telap10,11, pergantungan kepada air untuk pembiakan12 dan telur tanpa perlindungan11,13,14. Katak air kecil (Physalaemus gracilis), biasanya dikenali sebagai katak menangis, telah ditunjukkan sebagai spesies bioindikator pencemaran racun perosak4,5,6,7,15. Spesies ini ditemui di perairan berdiri, kawasan terlindung atau kawasan dengan habitat berubah-ubah di Argentina, Uruguay, Paraguay dan Brazil1617 dan dianggap stabil oleh klasifikasi IUCN kerana pengedarannya yang luas dan toleransi terhadap habitat yang berbeza18.
Kesan sublethal telah dilaporkan dalam amfibia berikutan pendedahan kepada cypermethrin, termasuk perubahan tingkah laku, morfologi dan biokimia dalam berudu23,24,25, perubahan mortaliti dan masa metamorfosis, perubahan enzimatik, penurunan kejayaan penetasan24,25, hiperaktif26, perencatan aktiviti cholinesterase27 dan perubahan dalam aktiviti renang27,28. Walau bagaimanapun, kajian tentang kesan genotoksik cypermethrin dalam amfibia adalah terhad. Oleh itu, adalah penting untuk menilai kerentanan spesies anuran kepada cypermethrin.
Pencemaran alam sekitar menjejaskan pertumbuhan normal dan perkembangan amfibia, tetapi kesan buruk yang paling serius ialah kerosakan genetik kepada DNA yang disebabkan oleh pendedahan racun perosak13. Analisis morfologi sel darah ialah bioindikator penting bagi pencemaran dan potensi ketoksikan bahan kepada spesies liar29. Ujian mikronukleus adalah salah satu kaedah yang paling biasa digunakan untuk menentukan genotoksisiti bahan kimia dalam persekitaran30. Ia merupakan kaedah yang pantas, berkesan dan murah yang merupakan penunjuk yang baik bagi pencemaran kimia organisma seperti amfibia31,32 dan boleh memberikan maklumat tentang pendedahan kepada bahan pencemar genotoksik33.
Objektif kajian ini adalah untuk menilai potensi toksik formulasi cypermethrin komersial kepada berudu akuatik kecil menggunakan ujian mikronukleus dan penilaian risiko ekologi.
Kematian kumulatif (%) berudu P. gracilis terdedah kepada kepekatan cypermethrin komersial yang berbeza semasa tempoh akut ujian.
Kematian kumulatif (%) berudu P. gracilis terdedah kepada kepekatan cypermethrin komersial yang berbeza semasa ujian kronik.
Kematian tinggi yang diperhatikan adalah hasil daripada kesan genotoksik dalam amfibia yang terdedah kepada kepekatan cypermethrin yang berbeza (6 dan 20 μg/L), seperti yang dibuktikan oleh kehadiran mikronukleus (MN) dan keabnormalan nuklear dalam eritrosit. Pembentukan MN menunjukkan ralat dalam mitosis dan dikaitkan dengan pengikatan kromosom yang lemah pada mikrotubul, kecacatan pada kompleks protein yang bertanggungjawab untuk pengambilan dan pengangkutan kromosom, ralat dalam pengasingan kromosom dan ralat dalam pembaikan kerosakan DNA38,39 dan mungkin berkaitan dengan tekanan oksidatif yang disebabkan oleh racun perosak40,41. Keabnormalan lain diperhatikan pada semua kepekatan yang dinilai. Meningkatkan kepekatan cypermethrin meningkatkan keabnormalan nuklear dalam eritrosit sebanyak 5% dan 20% pada dos terendah (1 μg/L) dan tertinggi (20 μg/L). Sebagai contoh, perubahan dalam DNA spesies boleh membawa akibat yang serius untuk kelangsungan hidup jangka pendek dan panjang, mengakibatkan penurunan populasi, mengubah kecergasan pembiakan, pembiakan dalam, kehilangan kepelbagaian genetik dan kadar migrasi yang diubah. Kesemua faktor ini boleh memberi kesan kepada kemandirian dan penyelenggaraan spesies42,43. Pembentukan keabnormalan erythroid mungkin menunjukkan sekatan dalam sitokinesis, mengakibatkan pembahagian sel yang tidak normal (eritrosit binucleated)44,45; nukleus multilobed ialah tonjolan membran nuklear dengan pelbagai lobus46, manakala keabnormalan eritroid lain mungkin dikaitkan dengan penguatan DNA, seperti buah pinggang nuklear/blebs47. Kehadiran eritrosit anukleus mungkin menunjukkan pengangkutan oksigen terjejas, terutamanya dalam air yang tercemar48,49. Apoptosis menunjukkan kematian sel50.
Kajian lain juga telah menunjukkan kesan genotoksik cypermethrin. Kabaña et al.51 menunjukkan kehadiran mikronukleus dan perubahan nuklear seperti sel terbukus dan sel apoptosis dalam sel Odontophrynus americanus selepas terdedah kepada kepekatan tinggi cypermethrin (5000 dan 10,000 μg L−1) selama 96 jam. Apoptosis yang disebabkan oleh Cypermethrin juga dikesan dalam P. biligonigerus52 dan Rhinella arenarum53. Keputusan ini menunjukkan bahawa cypermethrin mempunyai kesan genotoksik pada pelbagai organisma akuatik dan bahawa ujian MN dan ENA mungkin merupakan penunjuk kesan sublethal pada amfibia dan mungkin terpakai kepada spesies asli dan populasi liar yang terdedah kepada toksik12.
Formulasi komersial cypermethrin menimbulkan bahaya alam sekitar yang tinggi (kedua-dua akut dan kronik), dengan HQ melebihi tahap Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA) AS (EPA) yang boleh memberi kesan buruk kepada spesies jika terdapat di alam sekitar. Dalam penilaian risiko kronik, NOEC untuk kematian ialah 3 μg L−1, mengesahkan bahawa kepekatan yang terdapat dalam air mungkin menimbulkan risiko kepada spesies55. NOEC maut untuk larva R. arenarum yang terdedah kepada campuran endosulfan dan cypermethrin ialah 500 μg L−1 selepas 168 jam; nilai ini menurun kepada 0.0005 μg L−1 selepas 336 jam. Penulis menunjukkan bahawa semakin lama pendedahan, semakin rendah kepekatan yang berbahaya kepada spesies. Ia juga penting untuk menyerlahkan bahawa nilai NOEC lebih tinggi daripada nilai P. gracilis pada masa pendedahan yang sama, menunjukkan bahawa tindak balas spesies terhadap cypermethrin adalah khusus spesies. Tambahan pula, dari segi mortaliti, nilai CHQ P. gracilis selepas pendedahan kepada cypermethrin mencapai 64.67, iaitu lebih tinggi daripada nilai rujukan yang ditetapkan oleh Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS54, dan nilai CHQ larva R. arenarum juga lebih tinggi daripada nilai ini (CHQ > 388.00 selepas 336 jam) yang menunjukkan risiko tinggi terhadap amphibian kajian. spesis. Memandangkan P. gracilis memerlukan kira-kira 30 hari untuk menyelesaikan metamorfosis56, dapat disimpulkan bahawa kepekatan cypermethrin yang dikaji boleh menyumbang kepada penurunan populasi dengan menghalang individu yang dijangkiti daripada memasuki peringkat dewasa atau reproduktif pada usia awal.
Dalam penilaian risiko terkira mikronukleus dan keabnormalan nuklear eritrosit lain, nilai CHQ berjulat dari 14.92 hingga 97.00, menunjukkan bahawa cypermethrin mempunyai potensi risiko genotoksik kepada P. gracilis walaupun dalam habitat semula jadinya. Dengan mengambil kira kematian, kepekatan maksimum sebatian xenobiotik yang boleh diterima oleh P. gracilis ialah 4.24 μg L−1. Walau bagaimanapun, kepekatan serendah 1 μg/L juga menunjukkan kesan genotoksik. Fakta ini boleh membawa kepada peningkatan bilangan individu yang tidak normal57 dan menjejaskan pembangunan dan pembiakan spesies di habitat mereka, yang membawa kepada penurunan populasi amfibia.
Formulasi komersial cypermethrin insektisida menunjukkan ketoksikan akut dan kronik yang tinggi kepada P. gracilis. Kadar kematian yang lebih tinggi diperhatikan, mungkin disebabkan oleh kesan toksik, seperti yang dibuktikan oleh kehadiran mikronukleus dan keabnormalan nuklear eritrosit, terutamanya nukleus bergerigi, nukleus lobed, dan nukleus vesikular. Di samping itu, spesies yang dikaji menunjukkan peningkatan risiko alam sekitar, baik akut dan kronik. Data ini, digabungkan dengan kajian terdahulu oleh kumpulan penyelidikan kami, menunjukkan bahawa walaupun formulasi komersial cypermethrin yang berbeza masih menyebabkan penurunan aktiviti asetilkolinesterase (AChE) dan butyrylcholinesterase (BChE) dan tekanan oksidatif58, dan mengakibatkan perubahan dalam aktiviti berenang dan kecacatan mulut59 dalam P. gracilis, menunjukkan bahawa formulasi komersial dan subtoksik komersil mempunyai sihallet tinggi ini. Hartmann et al. 60 mendapati bahawa formulasi komersial cypermethrin adalah yang paling toksik kepada P. gracilis dan spesies lain daripada genus yang sama (P. cuvieri) berbanding sembilan racun perosak lain. Ini menunjukkan bahawa kepekatan cypermethrin yang diluluskan secara sah untuk perlindungan alam sekitar boleh mengakibatkan kematian yang tinggi dan penurunan populasi jangka panjang.
Kajian lanjut diperlukan untuk menilai ketoksikan racun perosak kepada amfibia, kerana kepekatan yang terdapat dalam alam sekitar boleh menyebabkan kematian yang tinggi dan menimbulkan potensi risiko kepada P. gracilis. Penyelidikan tentang spesies amfibia harus digalakkan, kerana data tentang organisma ini adalah terhad, terutamanya pada spesies Brazil.
Ujian ketoksikan kronik berlangsung selama 168 jam (7 hari) di bawah keadaan statik dan kepekatan sublethal ialah: 1, 3, 6 dan 20 μg ai L−1. Dalam kedua-dua eksperimen, 10 berudu bagi setiap kumpulan rawatan dinilai dengan enam ulangan, dengan jumlah 60 berudu setiap kepekatan. Sementara itu, rawatan air sahaja berfungsi sebagai kawalan negatif. Setiap persediaan eksperimen terdiri daripada piring kaca steril dengan kapasiti 500 ml dan ketumpatan 1 berudu setiap 50 ml larutan. Kelalang itu ditutup dengan filem polietilena untuk mengelakkan penyejatan dan diudara secara berterusan.
Air dianalisis secara kimia untuk menentukan kepekatan racun perosak pada 0, 96, dan 168 jam. Menurut Sabin et al. 68 dan Martins et al. 69 , analisis telah dilakukan di Makmal Analisis Racun Perosak (LARP) Universiti Persekutuan Santa Maria menggunakan kromatografi gas yang digabungkan dengan spektrometri jisim kuadrupole tiga kali ganda (model Varian 1200, Palo Alto, California, Amerika Syarikat). Penentuan kuantitatif racun perosak dalam air ditunjukkan sebagai bahan tambahan (Jadual SM1).
Bagi ujian mikronukleus (MNT) dan ujian keabnormalan nuklear sel merah (RNA), 15 berudu daripada setiap kumpulan rawatan telah dianalisis. Berudu telah dibius dengan 5% lidocaine (50 mg g-170) dan sampel darah dikumpul melalui tusukan jantung menggunakan picagari heparin pakai buang. Calitan darah disediakan pada slaid mikroskop steril, dikeringkan di udara, difiksasi dengan metanol 100% (4 °C) selama 2 minit, dan kemudian diwarnakan dengan larutan Giemsa 10% selama 15 minit dalam gelap. Pada akhir proses, slaid dibasuh dengan air suling untuk menghilangkan kotoran yang berlebihan dan dikeringkan pada suhu bilik.
Sekurang-kurangnya 1000 RBC daripada setiap berudu dianalisis menggunakan mikroskop 100× dengan objektif 71 untuk menentukan kehadiran MN dan ENA. Sejumlah 75,796 RBC daripada berudu dinilai dengan mengambil kira kepekatan dan kawalan cypermethrin. Genotoksisiti dianalisis mengikut kaedah Carrasco et al. dan Fenech et al.38,72 dengan menentukan kekerapan lesi nuklear berikut: (1) sel anukleat: sel tanpa nukleus; (2) sel apoptosis: pemecahan nuklear, kematian sel terprogram; (3) sel binukleat: sel dengan dua nukleus; (4) tunas nuklear atau sel bleb: sel dengan nukleus dengan tonjolan kecil membran nuklear, gumpalan saiz yang serupa dengan mikronukleus; (5) sel karyolyzed: sel dengan hanya garis besar nukleus tanpa bahan dalaman; (6) sel bertakuk: sel dengan nukleus dengan rekahan atau takuk yang jelas dalam bentuknya, juga dipanggil nukleus berbentuk buah pinggang; (7) sel lobulated: sel dengan tonjolan nuklear lebih besar daripada vesikel yang disebutkan di atas; dan (8) mikrosel: sel dengan nukleus pekat dan sitoplasma terkurang. Perubahan telah dibandingkan dengan keputusan kawalan negatif.
Keputusan ujian ketoksikan akut (LC50) dianalisis menggunakan perisian GBasic dan kaedah TSK-Trimmed Spearman-Karber74. Data ujian kronik telah diuji pra untuk kenormalan ralat (Shapiro-Wilks) dan kehomogenan varians (Bartlett). Keputusan dianalisis menggunakan analisis varians sehala (ANOVA). Ujian Tukey digunakan untuk membandingkan data antara mereka, dan ujian Dunnett digunakan untuk membandingkan data antara kumpulan rawatan dan kumpulan kawalan negatif.
Data LOEC dan NOEC dianalisis menggunakan ujian Dunnett. Ujian statistik dilakukan menggunakan perisian Statistica 8.0 (StatSoft) dengan aras keertian 95% (p < 0.05).
Masa siaran: Mac-13-2025