Экологическая смерть
Экологическая смерть — это неспособность организма функционировать в экологическом контексте, приводящая к смерти . [1] Этот термин можно использовать во многих областях биологии для описания любого вида . В контексте водной токсикологии токсичный химикат или токсикант напрямую воздействует на водный организм, но не убивает его немедленно; вместо этого он нарушает нормальные экологические функции организма, что затем приводит к смерти или отсутствию потомства . Токсикант делает организм неспособным каким-либо образом функционировать экологически, даже если он явно не страдает от токсиканта. Экологическая смерть может быть вызвана сублетальными токсикологическими эффектами, которые могут быть поведенческими , физиологическими , биохимическими или гистологическими . [2]
Виды сублетального воздействия, вызывающего экологическую смерть
[ редактировать ]Сублетальные эффекты – это любые последствия воздействия на организм токсиканта , не включающие смерть. Эти эффекты обычно не наблюдаются в ходе более короткого теста на острую токсичность . [2] Более продолжительное испытание на хроническую токсичность даст достаточно времени для того, чтобы эти эффекты проявились в организме и привели к экологической смерти. [2]
Поведенческие эффекты
[ редактировать ]Токсиканты могут влиять на поведение организма, что в случае водных организмов может влиять на их способность плавать, питаться или избегать хищников. [2] Затронутое поведение может привести к гибели организма, поскольку он может умереть от голода или быть съеденным хищниками. [2] Токсиканты могут влиять на поведение, воздействуя на сенсорные системы, от которых зависят организмы при сборе информации об окружающей среде, или воздействуя на мотивацию организма правильно реагировать на сенсорные сигналы . [1] Если организм не способен эффективно использовать сенсорные сигналы, он может оказаться неспособным реагировать на ранние признаки риска нападения хищников. [1] Токсиканты также могут влиять на более поздние стадии хищничества, влияя на способность организма реагировать на хищников или реализовывать стратегии побега. [1]
Физиологические эффекты
[ редактировать ]Токсиканты организма могут влиять на физиологию , что может повлиять на его рост, размножение и/или развитие. [2] Если организм растет неправильно, имеет недостаточный размер или имеет дефекты роста, он с большей вероятностью будет съеден хищниками. Если размножение организма нарушено, он может не умереть напрямую, но не сможет передать свои гены населению. популяции Организм больше не будет репрезентативным в генофонде .
Биохимические эффекты
[ редактировать ]Токсиканты могут изменить ферменты или ионы , присутствующие в организме. [2] Если это изменение не приводит непосредственно к смерти, но влияет на поведение или физиологию организма, оно также может привести к экологической смерти.
Гистологические эффекты
[ редактировать ]Токсиканты организма могут изменять ткани . [2] Если это изменение не приводит непосредственно к смерти, но влияет на поведение или физиологию организма, оно также может привести к экологической смерти.
Токсичные примеры, ведущие к экологической смерти
[ редактировать ]ДДТ
[ редактировать ]Эффект, вызываемый ДДТ , — истончение скорлупы птичьих яиц, приводящее к гибели цыплят. Когда ДДТ накапливается у взрослой птицы, он метаболизируется в форму ДДЕ, которая одновременно стабильна и токсична. [3] Будучи в форме ДДЕ, это химическое вещество влияет на метаболизм кальция в железах скорлупы взрослых самок птиц, что в конечном итоге приводит к уменьшению толщины яичной скорлупы. [3] При высоких концентрациях ДДТ яичная скорлупа больше не сможет выдерживать вес насиживающих родителей и приведет к гибели еще не родившегося цыпленка. [3] Это пример физиологического и биохимического сублетального воздействия, приводящего к экологической гибели птенца.
Диазинон
[ редактировать ]Эффект, вызываемый диазиноном , заключается в снижении реакции на сигналы хищника у чавычи ( Oncorhynchus tshawytscha ). Диазинон, органопестицид, подвергался воздействию молоди чавычи в течение двух часов в дозах 1 и 10 мкг/л, и этих концентраций было достаточно, чтобы устранить поведенческие реакции рыб на химические сигналы хищника. [4] Если рыба не может распознать, что рядом находится хищник, ее, скорее всего, съедят. Это пример поведенческого сублетального эффекта, приводящего к экологической смерти.
Пентахлорфенол
[ редактировать ]Эффект, вызываемый пентахлорфенолом , — снижение реакции на нападения хищников у гуппи ( Poecilia reticula ). Пентахлорфенол подвергался воздействию молодых гуппи в дозах 500 и 700 мкг/л, и обе концентрации снижали реакцию гуппи на хищников. [5] Хищникам не нужно было так часто нападать, не нужно было преследовать так часто или преследовать гуппи, пока гуппи не подвергались воздействию таких уровней пентахлорфенола. [5] Гуппи, подвергшиеся воздействию этого химического вещества, с большей вероятностью были съедены из-за их более медленной реакции. Это еще один пример поведенческого сублетального эффекта, приводящего к экологической смерти.
Медь
[ редактировать ]Эффект, вызываемый медью , влияет на лосося обонятельную систему . Обонятельная система используется для сбора важной информации об окружающей среде. В случае лосося обонятельные сигналы могут собирать информацию о качестве среды обитания, хищниках, партнерах и многом другом. [6] Лосось может обнаруживать отчетливые градиенты меди с помощью своей обонятельной системы и использовать эту информацию, чтобы избегать загрязненной воды. [6] Однако, когда на лосося воздействует медь, обонятельная система может пострадать в считанные минуты. [6] Если рыба больше не может собирать информацию об окружающей среде, она может оказаться под угрозой нападения хищников или не сможет найти ресурсы для выживания. Это пример физиологического сублетального эффекта, приводящего к экологической смерти.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Скотт, Г. Р. и К. А. Сломан. 2004. Влияние загрязнителей окружающей среды на сложное поведение рыб: интеграция поведенческих и физиологических показателей токсичности. Водная токсикология 68:369-392.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Рэнд, генеральный менеджер (ред.). Основы водной токсикологии: последствия, экологическая судьба и оценка рисков. 2-е изд. Флорида: CRC Press, 1995.
- ^ Jump up to: а б с Министерство внутренних дел США, Национальная биологическая служба. «Загрязнители окружающей среды». Состояние и тенденции биологических ресурсов страны. Департамент внутренних дел, Национальная биологическая служба: Вашингтон, округ Колумбия. 1998. < http://www.nwrc.usgs.gov/sandt/ > 15 мая 2013 г.
- ^ Шольц, Н.Л., Трулав, НК, Френч, Б.Л., Береджикян, Б.А., Куинн, Т.П., Касильяс, Э., Коллиер, ТК 2000. Диазинон нарушает антихищническое и самонаведение у чавычи (Oncorhynchus tshawytschaI). Может. Дж. Фиш. Акват. наук. 57: 1911-1918.
- ^ Jump up to: а б Браун Дж.А., Йохансен П.Х., Колган П.В., Мазерс Р.А. 1985. Изменения в поведении молодых гуппи (Poecilia reticulata), избегающих хищников, подвергшихся воздействию пентахлорфенола. Может. Дж. Зул. 63: 2001-2005.
- ^ Jump up to: а б с Болдуин, Д.Х., Сандал, Дж.Ф., Лабения, Дж.С., Шольц, Н.Л. 2003. Сублетальное воздействие меди на кижуча: воздействие на непересекающиеся рецепторные пути в периферической обонятельной нервной системе. Окружающая среда. Токс. и хим. 22(10):2266-2274.