Jump to content

Преднерестовая смертность кижуча

Преднерестовая смертность — это явление, при котором взрослые особи кижуча , Oncorhynchus kisutch , умирают до нереста, когда возвращаются в пресноводные ручьи для нереста. [ 1 ] [ 2 ] он также известен как синдром смертности от городского стока . В более поздних исследованиях [ 3 ] [ 4 ] Это явление наблюдалось на большей части региона Пьюджет-Саунд на северо-западе Тихого океана . [ 5 ] Во время осенней миграции лососевые (форель и лосось) проходят через городские водоемы, загрязненные ливневыми стоками. [ 2 ] Когда кижуч проходит через эти воды, у многих из них проявляются симптомы вялости, потери равновесия и дезориентации, и они умирают в течение нескольких часов после появления этих симптомов. [ 2 ] [ 5 ] Эти симптомы и поведение преобладают после дождя. [ 5 ] Смертность часто наступает до того, как лосось успевает нереститься , что определяется путем разрезания тушек самок и наблюдения за неоплодотворенной икрой. [ 5 ] Уровень преднерестовой смертности может повлиять на местные популяции лосося. [ 2 ] Согласно прогнозам модели, если темпы роста сохранятся, популяции кижуча могут вымереть в течение следующих нескольких десятилетий. [ 2 ]

Множество данных свидетельствуют о том, что преднерестовая смертность кижуча связана с воздействием ливневых стоков . Вездесущий химикат, полученный из каучука шин, вызывает острую смертность кижуча. [ 6 ] [ 7 ] Существует отрицательная корреляция между уровнем преднерестовой смертности и использованием городских земель, особенно с непроницаемыми поверхностями , типом коммерческой недвижимости и местными дорогами. [ 1 ] [ 5 ] Воздействие металлов и нефтяных углеводородов привело к некоторой реакции на преднерестовую смертность, в то время как воздействие пестицидов, болезней и переменных качества воды не вызвало этого эффекта. [ 7 ] Эта тенденция не наблюдалась ни на какой другой стадии жизненного цикла кижуча, ни у других видов лососей в регионе Пьюджет-Саунд. [ 1 ]

Преднерестовая смертность впервые наблюдалась в Пьюджет-Саунде после того, как были предприняты усилия по восстановлению городских водоразделов в надежде вернуть лосося в эти районы. Восстановление заключалось в удалении водопропускных труб, мусора и любых других препятствий. [ 8 ] [ 9 ] Проекты по восстановлению оказались успешными, поскольку лосось вернулся в эти промыслы, однако при первоначальных исследованиях успеха восстановления наблюдались симптомы преднерестовой смертности. [ 7 ] В настоящее время признано, что при восстановлении водоразделов необходимо также учитывать качество воды и загрязнение для успешного нереста кижуча, если популяция должна сохраниться. [ 7 ]

При появлении специфических симптомов (ниже) можно ожидать смертности кижуча в течение нескольких часов. Смертность обычно наступает до того, как эти рыбы успевают нереститься. Фактически, наблюдая за тушами самок кижуча, у большинства рыб сохранилось более 90 процентов икры. [ 7 ] Преднерестовая смертность наблюдается как у самцов, так и у самок лосося, однако трудно определить, нерестились ли самцы лосося, поэтому о преднерестовой смертности обычно свидетельствует задержка икры самок лосося. [ 7 ] Преднерестовая смертность также наблюдалась как у диких, так и у заводских рыб. [ 7 ]

Симптомы

[ редактировать ]

Лосось, смертный перед нерестом, демонстрирует необычное поведение и симптомы, такие как плавание кругами или другие неустойчивые модели плавания. [ 2 ] Другие симптомы включают вялость, дезориентацию, потерю равновесия, зияние и распускание плавников. [ 1 ] [ 2 ] Гибель кижуча наступает через несколько часов после наблюдения этих симптомов. [ 1 ] [ 2 ]

Поведение рыб и особенности плавания

[ редактировать ]

Кижуч, подверженный преднерестовой смертности, демонстрирует легко распознаваемые поведенческие симптомы. Рыбы демонстрировали такое поведение, как плавание у поверхности воды, плавание по кругу или постоянное бегство к берегу реки. [ 2 ] [ 7 ] Это может быть связано с потерей равновесия и ориентации рыбы. [ 7 ]

Этот симптом заключается в том, что лосось неоднократно открывает и закрывает рот. [ 7 ] Это действие у некоторых видов рыб (например, угрей) используется для проталкивания воды через жабры для удовлетворения респираторных потребностей. Для кижуча это может быть признаком того, что рыба не получает достаточного количества растворенного кислорода, что означает стресс для дыхательной системы или что поражена мышечная система, и такое раскрытие является вынужденным действием. [ 10 ]

Растопыренный плавник

[ редактировать ]

Распухание плавников происходит, когда грудной плавник лосося жесткий и вытянут перпендикулярно телу рыбы, а не прилегает к рыбе плашмя. [ 7 ] [ 11 ] У других рыб, например окуня из водорослей, это действие представляет собой реакцию испуга. [ 11 ]

Исследование показало, что пробы дорожных стоков и воды, собранные в случаях URMS кижуча, по химическому составу аналогичны фильтрату частиц износа протектора шин. [ 4 ] Дальнейшие исследования URMS и фильтрата износа шин сузили область применения с тысяч химических веществ до одного неизвестного химического вещества, которое было обнаружено как продукт озонирования обычного антиозонанта 6PPD . [ 12 ] Этот токсичный продукт трансформации, называемый 6PPD-хинон, убивает кижуча в концентрациях нанограмм на литр. [ 13 ] Он был обнаружен в дорожных стоках и ливневых водах ручьев во время возникновения URMS.

Неточечный источник загрязнения

[ редактировать ]

Городские и ливневые стоки

[ редактировать ]

Многие из загрязняющих веществ, ответственных за деградацию городских водосборов, происходят из неточечных источников загрязнения . [ 2 ] Он состоит из широкого спектра загрязняющих веществ, поступающих из различных источников и мест.

Загрязняющие вещества, обнаруженные в ливневых стоках, включают такие металлы, как алюминий , барий , кобальт , железо , мышьяк , кадмий , хром , медь , свинец , никель и цинк . [ 14 ] полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), нефтяные углеводороды (моторное масло и топливо) и пестициды (включая инсектициды ). [ 7 ] [ 15 ]

Антропогенные источники являются причиной многих загрязняющих веществ в ливневых стоках в городских районах. К этим антропогенным источникам относятся автомобили, которые выделяют металлы, антифриз или охлаждающие жидкости, а также нефтяные углеводороды из тормозных колодок и вытекающих жидкостей. [ 7 ] [ 14 ] Многие из этих загрязняющих веществ будут собираться на непроницаемых поверхностях (например, дорогах и парковках) и с дождем смывать их в ручьи, реки и океан. Другие источники стоков включают пестициды и удобрения, используемые на жилых и коммерческих объектах, которые могут быть смыты в ливневые канализации во время дождей. [ 15 ]

Эффекты стока

[ редактировать ]

Существует ряд возможностей относительно причины преднерестовой смертности. Возможно, эта смертность связана с острой кардиореспираторной токсичностью для рыб. [ 7 ] Симптомы (обсужденные выше) и высокая смертность соответствуют этому типу токсичности. [ 7 ] Точная химическая комбинация или смесь, ответственная за эту раннюю смертность, неизвестна. Однако несколько возможных объяснений обсуждаются ниже.

Наркотические эффекты

[ редактировать ]

Наркоз — явление, возникающее при том, что сочетание органических токсикантов, каждый в низких концентрациях, оказывает токсическое действие на организм. [ 16 ] Наркоз имеет неспецифический механизм действия , при котором он не поражает одно конкретное место действия, а воздействует на мембраны и протоплазму . [ 16 ] Эти отдельные органические токсиканты действуют на рыбу на сублетальном уровне, однако сочетание примесей может привести к гибели организма. Однако если устранить стрессор, наркотические эффекты можно обратить вспять. [ 16 ] У рыб, находящихся под наркозом, могут проявляться симптомы летаргии. [ 16 ] Наркоз также может привести к респираторно-сердечно-сосудистой реакции на рыбу. [ 17 ]

Преднерестовая смертность может быть связана со смесью загрязняющих веществ. В стоках из неточечных источников часто присутствует более одного химического вещества, поэтому на организмы может влиять комбинация или смесь различных загрязнителей. Смеси химических веществ могут иметь одинаковый механизм действия, что может повысить токсичность из-за воздействия двух или более химических веществ на один и тот же участок организма. [ 18 ] Смесь двух или более загрязнителей может оказывать на организм ряд различных эффектов, таких как аддитивный или синергетический эффект. Аддитивная токсичность возникает, когда токсичность отдельных загрязнителей (с аналогичным механизмом действия) можно суммировать для определения окончательной токсичности. [ 18 ] Синергизм возникает, когда сумма двух или более токсикантов превышает сумму отдельных компонентов.

Дополнительные комбинации эффектов могут быть результатом загрязняющих веществ и патогенов. [ 19 ] или загрязняющие вещества и физиологические эффекты. [ 7 ] По мере миграции анадромных рыб из океана в пресноводные водотоки в осморегуляторных и ионорегуляторных системах происходит множество изменений из-за изменений в составе пресной и соленой воды. [ 7 ] [ 20 ] Эти изменения в сочетании с химическими загрязнителями могут вызвать наблюдаемые симптомы и гибель кижуча. Однако эти специфические симптомы и, как следствие, преднерестовая смертность не наблюдаются у других проходных рыб , таким образом, кижуч может быть более чувствительным видом, чем другие лососевые . [ 7 ]

Многие металлические загрязнители попадают в водораздел из-за автотранспорта и непроницаемых поверхностей вблизи рек и ручьев. Результаты экспериментов по анализу воздействия металлических примесей на рыбу выявили увеличение содержания кадмия, свинца и никеля в жаберной ткани. [ 7 ] Исследования меди и других металлов демонстрируют токсичность для рыб из-за ее способности влиять на ионорегуляцию. Медь конкурирует с другими катионами за место связывания на жабрах рыбы, и при достаточно высоких концентрациях меди, связывающейся с этими местами, может произойти смертность (см. Модель биотического лиганда ). [ 21 ] Растворенная медь также может влиять на обонятельную нервную систему рыб, напрямую воздействуя на сенсорные нейроны обонятельного эпителия. [ 5 ] Это приводит к снижению обонятельных ощущений, увеличивая уязвимость рыб к хищникам, поскольку они больше не могут использовать химические сигналы, чтобы обнаружить хищников и избежать их. [ 5 ] Эти обонятельные нейротоксические эффекты могут также влиять на способность лосося ориентироваться и находить подходящие ручьи для нереста. [ 5 ]

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

[ редактировать ]

Непроницаемые поверхности и транспортные средства также являются источником таких загрязнений, как ископаемое топливо или бензин, смазочные масла и химические герметики для парковок (например, герметики на основе каменноугольной смолы). [ 5 ] [ 22 ] Эти загрязнители группируются как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Воздействие ПАУ на рыбу показало, что эти загрязнители могут быть канцерогенными , а также влиять на ранние стадии жизненного цикла рыб. Они также могут влиять на физиологию сердечно-сосудистой системы рыб. [ 5 ] Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить полное воздействие ПАУ на рыбу. [ 5 ]

Усилия по сокращению городского ливневого стока

[ редактировать ]

Одним из подходов к уменьшению стока из ручьев и рек является внедрение методов развития с низким уровнем воздействия . Эти методы биоудержания направлены на фильтрацию воды и загрязняющих веществ в почве и растительности с целью уменьшения объема воды и загрязняющих веществ, попадающих в ручьи. [ 15 ] Практики биоудержания включают дождевые сады , болота с растительностью , уменьшение непроницаемых поверхностей (вместо использования водопроницаемого бетона ) и зеленые крыши . [ 15 ]

Дополнительные примеры

[ редактировать ]

Преднерестовая смертность наблюдалась и у других видов рыб, включая чавычу, нерку и стальноголовую рыбу . [ 7 ] Причины преднерестовой смертности этих рыб в реках Фрейзер (нерка) и Кламат ( чавыча и стальная форель) отличаются от причин, наблюдаемых у кижуча. Причину преднерестовой смертности нерки в реке Фрейзер (Британская Колумбия) и Бристольском заливе (Аляска) можно объяснить такими факторами, как слишком раннее возвращение рыбы на нерест, более высокая температура воды, низкий уровень растворенного кислорода и болезни или паразиты. [ 20 ] [ 23 ] В реке Кламат смертность перед нерестом была вызвана болезнями, тепловым стрессом, низким расходом воды и увеличением количества лососей, мигрирующих в течение одного и того же периода времени. [ 24 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д и Файст Б.Е., Буле Э.Р., Арнольд П., Дэвис Дж.В. и Шольц Н.Л. 2011. Ландшафтная экотоксикология смертности производителей кижуча в городских ручьях. ПЛОС ОДИН 6(8): 1-11.
  2. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Спромберг Дж.А. и Шольц Н.Л. 2011. Оценка будущего сокращения популяций дикого кижуча в результате ранней гибели производителей в урбанизированных водоразделах северо-западной части Тихого океана, США. Комплексная экологическая оценка и управление 9999: 1-9.
  3. ^ Чоу, М.И., Лундин, Дж.И., Митчелл, СиДжей, Дэвис, Дж.В., Янг, Г., Шольц, Н.Л., и Макинтайр, Дж.К. (2019). Синдром смертности молоди кижуча в городских ливневых стоках. Водная токсикология, 214, 105231.
  4. ^ Перейти обратно: а б Питер, К.Т., Тиан, З., Ву, К., Лин, П., Уайт, С., Ду, Б., ... и Колодзей, Е.П. (2018). Использование масс-спектрометрии высокого разрешения для выявления органических загрязнителей, связанных с синдромом смертности городских ливневых вод у кижуча. Экологические науки и технологии, 52(18), 10317-10327.
  5. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Маккарти С.Г., Инкардона Дж.П. и Шольц Н.Л. 2008. Прибрежные штормы, токсичные стоки и устойчивое сохранение рыбы и рыболовства. Симпозиум Американского рыболовного общества 64: 1-21.
  6. ^ Колодзей, Эдвард (3 декабря 2020 г.). «Повсеместное химическое вещество, полученное из каучука шин, вызывает острую смертность кижуча» . Наука . 371 (6525): 185–189. дои : 10.1126/science.abd6951 . ПМИД   33273063 . S2CID   227281491 .
  7. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т Шольц Н.Л., Майерс М.С., Маккарти С.Г., Лабения Дж.С., Макинтайр Дж.К., Илитало Г.М., Роудс Л.Д., Лаетц К.А., Штер К.М., Френч Б.Л., Макмиллан Б., Уилсон Д., Рид Л., Линч К.Д., Дамм С., Дэвис Дж.В. и Коллиер ТК. 2011. Периодическая гибель взрослых особей кижуча, возвращающихся на нерест в низменные городские ручьи Пьюджет-Саунд. ПЛОС ОДИН 6(12): 1-12.
  8. ^ Программы прибрежных штормов NOAA. Доступно онлайн по адресу: Stormwater and Salmon – Prespawn Mortality of Coho Salmon in Restored Urban Streams, доступ 4 мая 2013 г.
  9. ^ Кац С.Л., Барнас К., Хикс Р., Коуэн Дж. и Дженкинсон Р. 2007. Действия по восстановлению пресноводной среды обитания на северо-западе Тихого океана: десятилетние инвестиции в улучшение среды обитания. Экология восстановления 15 (3): 494-505.
  10. ^ Балебона MC, Кровачек К, Мориниго М.А., Манссон I, Фарис А. и Боррего Дж.Дж. 1998. Нейротоксическое действие на два вида рыб и линию клеток PC12 супернатата Vibrio alginolyticus и Vibrio anguillarum . Ветеринарная микробиология 63: 61-69.
  11. ^ Перейти обратно: а б Итон Р.С., Бомбардьери Р.А. и Мейер Д.Л. 1977. Реакция испуга у костистых рыб, инициированная Маутнером. Журнал экспериментальной биологии 66: 65-81.
  12. ^ Тянь, Женью; Чжао, Хаоци; Питер, Кэтрин Т.; Гонсалес, Мелисса; Ветцель, Джилл; Ву, Кристофер; Ху, Симинь; Пратт, Жасмин; Мадрок, Эмма; Хеттингер, Рэйчел; Занавес, Аллан Э.; Бисвас, Раджри Гош; Кок, Флавий Виниций Златоуст; Сунг, Рональд; Дженн, Эми; Ду, Боуэн; Хоу, Фань; Он, Хуан; Ландин, Рэйчел; Гилбрит, Элис; Саттон, Ребекка; Шольц, Натаниэль Л.; Дэвис, Джей В.; Додд, Майкл С.; Симпсон, Эндрю; 2020 г.), «Повсеместное химическое вещество, полученное из каучука шин, вызывает острую смертность кижуча», Science , 371 (6525): 185–189, doi : 10.1126/science.abd6951 , PMID   Макинтайр, Дженифер К. (3 декабря
  13. ^ Тянь, Женьюй; Гонсалес, Мелисса; Райдаут, Крейг; Чжао, Хоаки Нина; Ху, Симинь; Ветцель, Джилл; Мадрок, Эмма; Джеймс, К. Эндрю; Макинтайр, Дженифер К.; Колодзей, Эдвард П. (11 января 2022 г.), «6PPD-Хинон: пересмотренная оценка и количественный анализ токсичности с использованием коммерческого стандарта», Environmental Science & Technology Letters , 9 (2): 140–146, Bibcode : 2022EnSTL...9.. 140T , номер документа : 10.1021/acs.estlett.1c00910
  14. ^ Перейти обратно: а б Лох Г.С., Шауэр Дж.Дж., Парк Дж.С., Шафер М.М., Деминтер Дж.Т. и Вайнштейн Дж.П. 2005. Выбросы металлов от автомобильных дорог. Экологические науки и технологии 39: 826-836.
  15. ^ Перейти обратно: а б с д Дэвис АП. 2005. Зеленая инженерия способствует низкому развитию: применение принципов зеленой инженерии может помочь обеспечить более устойчивое развитие. Экологические науки и технологии 338-344.
  16. ^ Перейти обратно: а б с д Вейт Г.Д. и Бродериус С.Дж. 1990. Правила выделения токсикантов, вызывающих синдромы наркоза I и II типа. Перспективы гигиены окружающей среды 87: 207-211.
  17. ^ МакКим Дж.М., Шмидер П.К., Карлсон Р.В., Хант Г.Дж., Ниеми Г.Дж. 1987. Использование респираторно-сердечно-сосудистых реакций радужной форели ( Salmo gairdneri ) при выявлении синдромов острой токсичности у рыб: Часть 1. Пентахлорфенол, 2,4-динитрофенол, трикаинметансульфонат и 1-октанол. Экологическая токсикология и химия 6: 295-312.
  18. ^ Перейти обратно: а б Лаетц Калифорния, Болдуин Д.Х., Коллиер Т.К., Герберт В., Старк Дж.Д. и Шольц Н.Л. 2009. Синергическая токсичность смесей пестицидов: значение для оценки риска и обсуждение находящихся под угрозой исчезновения тихоокеанских лососей. Перспективы гигиены окружающей среды 117(3): 348-353.
  19. ^ Клиффорд М.А., Эдер К.Дж., Ингеборг Э., Хедрик Р.П. 2005. Синергическое воздействие эсфенвалерата и вируса инфекционного гематопоэтического некроза на смертность молоди чавычи. Экологическая токсикология и химия 24 (7): 1766-1772.
  20. ^ Перейти обратно: а б Кук С.Дж., Хинч С.Г., Фаррелл А.П., Лапойнт М.Ф., Джонс С.Р.М., Макдональд Дж.С., Паттерсон Д.А., Хили М.К. и Ван Дер Краак Г. 2004. Аномальные сроки миграции и высокая смертность нерки в пути в реке Фрейзер, Британская Колумбия . Рыболовство 29(2): 22–33.
  21. ^ Ниёги С. и Вуд CM. 2004. Модель биотических лигандов, гибкий инструмент для разработки рекомендаций по качеству воды для конкретных участков по содержанию металлов. Экологические науки и технологии 38 (23): 6177-6192.
  22. ^ Малер Б.Дж., Ван Метер ПК, Башара Т.Дж., Уилсон Дж.Т. и Джонс Д.А.. 2005. Герметик на парковке: непризнанный источник городских полициклических ароматических углеводородов. Экологические науки и технологии 39: 5560-5566.
  23. ^ Куинн Т.П., Эггерс Д.М., Кларк Дж.Х. и Рич-младший Х.Б. 2007. Плотность, климат и процессы преднерестовой смертности и задержки икры тихоокеанских лососей (Oncorhynchus spp.). Канадский журнал рыболовства и водных наук 64: 574-582.
  24. ^ Департамент рыболовства и охоты Калифорнии (2004 г.), сентябрь 2002 г. Гибель рыбы в реке Кламат: окончательный анализ способствующих факторов и воздействий. Штат Калифорния, Северная Калифорния и регион Северного побережья, Агентство ресурсов, Сакраменто, Калифорния.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bc87661d60a4b30c6700ac390ac3e262__1720898820
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/bc/62/bc87661d60a4b30c6700ac390ac3e262.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Pre-spawn mortality in coho salmon - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)