Ferskvandsinvertebraters bevægelsesadfærd som biomarkør for pesticideksponering og effekt

Ferskvandsinvertebraters bevægelsesadfærd som biomarkør for pesticideksponering og effekt

Sammenfatning og konklusioner

Formål

Driftadfærd hos vandløbsinvertebrater kan induceres ved udsættelse for forholdsvis lave koncentrationer af pesticider. Da forøget drift hos akvatiske invertebrater i rindende vand kan forventes at medføre en nedgang i populationers størrelse, ville det være formålstjenligt, om ændringer i bevægelsesadfærd, der medfører øget drift, kunne undersøges i laboratoriet i stedet for som hidtil kun i mesocosm- eller feltstudier. Formålet med projektet har været at opbygge og anvende et computerstyret videosporingssystem til kvantificering af pesticiders effekt på bevægelsesadfærden hos vandløbsinvertebrater.

Metoder

Bevægelsesadfærden hos ferskvandstangloppen Gammarus pulex og vandbænkebideren Asellus aquaticus anbragt i petriskåle blev registreret v.hj.a. et state-of-the-art videosporingssystem (EthoVision Pro fra Noldus Information Technology, Holland) under eksponering for pesticider, enkeltvis eller i kombination. For at vurdere den relative følsomhed af det adfærdstoksiske respons blev pesticidernes effekt på dødelighed undersøgt.

Pesticidvalg

Pesticider blev udvalgt til undersøgelse i samråd med Miljøstyrelsens Pesticidkontor bl.a. på baggrund af kriterier for anvendelse i Danmark, biologisk aktivitet og forekomst i overfladevand. Forsøg blev gennemført med pyrethroid-insekticiderne cypermethrin og esfenvalerat, organofosfat-insekticidet dimethoat, samt strobilurin-fungicidet azoxystrobin. For at opnå realistiske koncentration-respons forhold blev metoder til bestemmelse af de reelle koncentrationer af pesticider i eksponeringssystemerne udviklet under anvendelse af væskekromatografi koblet til massespektrometri (LC-MS).

Forsøgsoversigt

Videosporingssystemet blev anvendt til tre typer forsøg, nemlig til kortlægning af dyrenes baggrundsadfærd i ukontamineret vand, til test af pesticiders akutte adfærdstoksicitet og til restitueringsstudier, d.v.s. studier af evnen til at komme sig efter en kortvarig pesticideksponering. Undersøgelserne af den akutte adfærdstoksicitet inkluderede effektstudier af cypermethrin, esfenvalerat, dimethoat og azoxystrobin hos voksne G. pulex, af cypermethrin hos juvenile G. pulex, samt af esfenvalerat hos voksne A. aquaticus.

Resultater

De gennemførte videosporingsforsøg med pyrethroiderne cypermethrin og esfenvalerat på såvel voksne G. pulex og A. aquaticus som juvenile G. pulex viser entydigt, at dyrene under eksponering for lave, miljørealistiske pyrethroidkoncentrationer udviser et maksimalt flugtrespons. Denne flugtadfærd opretholdes så længe som muligt, indtil den ved højere eksponeringskoncentrationer efterfølges af immobilisering. Immobilisering er tilsyneladende irreversibel; immobiliserede G. pulex og A. aquaticus, der efter endt eksponering overføres til ukontamineret vand, er efter 24 timer stadigt inaktive. G. pulex udviste flugtadfærd ved lavere pyrethroidkoncentrationer end A. aquaticus, mens A. aquaticus var mere følsom m.h.t. immobilisering. Der blev ikke fundet nogen markante forskelle i det akutte adfærdsrespons mellem juvenile og voksne G. pulex. Dimethoat og azoxystrobin havde, selv ved høje eksponeringskoncentrationer, ingen effekt på bevægelsesadfærden hos G. pulex.

Konklusioner

De i projektet anvendte metoder til automatiseret adfærdsregistrering er nu så veletablerede, at videosporingssystemet kan producere resultater, der umiddelbart kan anvendes til at bedømme risikoen for ferskvandsinvertebrater ved spild eller afledning af pesticider til vandløb. Videosporingssystemet er i stand til omkostnings-effektivt at generere adfærdstoksikologiske koncentrations-respons data, og vil bl.a. kunne anvendes som et screeningsværktøj for myndigheder. Med systemet er det muligt at undersøge kombinationseffekter, hvor forsøgsdyr udsættes for pesticidblandinger. Efter en fremtidig metodevalidering i felten, vurderes det anvendte system endvidere potentielt at kunne anvendes i forbindelse med monitering af vandløb.