نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی اصفهان
2 هیات علمی دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
در این مطالعه تاثیر چهار غلظت فلز سرب (صفر، 15، 6/48 و 150 میکروگرم بر لیتر) و چهار غلظت فلز کادمیم (صفر، 2/1، 7/3 و 2/6 میکروگرم بر لیتر) و با غلظت های جلبکی کم (105×2 سلول در هر میلیلیتر)و زیاد (105×6 سلول در هر میلیلیتر) از Scenedesmus quadricauda بر میزان تراکم، رشد ویژه و زمان دو برابر شدن جمعیت آنتنمنشعب آب شیرین Daphnia magna در شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش در قالب یک طرح کاملا تصادفی به مدت 21 روز انجام گردید. نتایج نشان داد که افزایش فلز سرب و کادمیم باعث کاهش معنی داری در تراکم و رشد ویژه جمعیت D. magnaمیشود (05/0.(p< بیشترین تراکم (144 فرد در 250 میلی لیتر)، میزان رشد ویژه (16/0 در روز) و کوتاهترین زمان دوبرابر شدن جمعیت (3/4 روز) آنتنمنشعب D. magna در روز 21 آزمایش برای هر دو فلز در غلظت صفر و تراکم جلبکی 105×6 سلول در هر میلی لیتر به دست آمد. به طور کلی پاسخ D. magna افزایش غلظت سرب و کادمیم موجب کاهش رشد و تراکم جمعیت آنتنمنشعب D. magna می باشد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Effects of lead and cadmium on population density and specific growth rate of fresh water cladoceran Daphnia magna
چکیده [English]
In this study, the effects of four different concentrations of lead (0, 15, 48.6 and 150 µg/L) and four different concentrations of cadmium (0, 1.2, 3.7 and 6.2 µg/L) with low (2×105 cell/ml) and high (6×105 cell/ml) algal concentrations of Scenedesmus quadricauda on the density, specific growth rate )SGR( and doubling time (Dt) of fresh water cladoceran Daphnia magna were investigated. The experiment was carried out as a completly random design for 21 days with three replications. Results showed that the density and SGR were increased when concentrations of lead and cadmium decrease significantly (p<0.05). For lead and cadmium the maximum population density (144 ind./250 ml), maximum SGR (0.16 /day) and minimum Dt (4.3 days) were obtained at 0 concentration of lead and cadmium in high algal density (6×105 cell/ml). In overall, the response of D. magna to increasing lead and cadmium concentrations was decreasing of population density and specific growth rate.
کلیدواژهها [English]
اثرات سرب و کادمیم بر تراکم و رشد ویژه جمعیت آنتنمنشعب آب شیرین
Daphnia magna
سپیده مردانی، امیدوار فرهادیان* و نصرالله محبوبی صوفیانی
اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده منابع طبیعی، گروه شیلات
تاریخ دریافت: 26/11/94 تاریخ پذیرش: 17/11/95
چکیده
در این مطالعه تأثیر چهار غلظت فلز سرب (صفر، 15، 6/48 و 150 میکروگرم بر لیتر) و چهار غلظت فلز کادمیم (صفر، 2/1، 7/3 و 2/6 میکروگرم بر لیتر) بر میزان تراکم، رشد ویژه و زمان دو برابر شدن جمعیت آنتنمنشعب آب شیرین Daphnia magna در دو سطح غذایی کم (105×2 سلول در هر میلیلیتر) و زیاد (105×6 سلول در هر میلیلیتر) از جلبک Scenedesmus quadricauda در شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش در قالب یک طرح کاملاً تصادفی به مدت 21 روز انجام گردید. نتایج نشان داد که افزایش فلز سرب و کادمیم باعث کاهش معنیداری در تراکم و رشد ویژه جمعیت D. magnaمیشود (05/0.(P< بیشترین تراکم (144 فرد در 250 میلیلیتر)، میزان رشد ویژه (16/0 در روز) و کوتاهترین زمان دو برابر شدن جمعیت (3/4 روز) آنتنمنشعب D. magna در روز 21 آزمایش برای هر دو فلز در غلظت صفر و تراکم جلبکی 105×6 سلول در هر میلیلیتر به دست آمد. بهطورکلی، افزایش غلظت سرب و کادمیم موجب کاهش رشد و تراکم جمعیت آنتنمنشعب D. magna میباشد.
واژههای کلیدی: آنتنمنشعب D. magna، میزان رشد ویژه، سرب، کادمیم.
* نویسنده مسئول، تلفن: 3913564-0313 ، پست الکترونیکی: omfarhad@cc.iut.ac.ir
مقدمه
امروزه در اثر فعالیتهای مختلف انسانی بهخصوص فعالیتهای صنعتی مقادیر بسیار زیادی از آلایندههای گوناگون به محیطزیست وارد میشود. دستهای از این آلایندهها فلزات سنگین هستند که در غلظتهای بالا آثار تخریبی بسیاری بر اکوسیستمهای آبی دارند. آلودگیهای محیط ناشی از فلزات سنگین اکنون مشکلی در مقیاس جهانی هستند (32). این فلزات نظیر سرب، نیکل، جیوه و کادمیم برخلاف بسیاری از آلایندهها، بهصورت زیستی از بین نمیروند و به علت اثرات سمی، قابلیت جذب و تجمع بالا در گونههای مختلف آبزیان و پدیده بزرگنمایی زیست (Bioaccumulation) در طول زنجیره غذایی از اهمیت ویژهای برخوردار هستند (1).
فلزات سنگین در بیشتر نقاط دنیا در فرمهای فیزیکی و شیمیایی گوناگون و در غلظتهای متفاوت بهعنوان آلودهکننده محیطزیست مطرح بوده و ازطریق پسابهای صنعتی، مصرف سوخت و تخلیه فاضلابهای شهری به محیط وارد میگردند (27). فلز سرب در صنعت به خاطر خواص ویژهای که دارد مصارف فراوانی پیداکرده است. سرب در صنایع مختلف مانند رنگسازی، حملونقل، پلاستیک و مواد شیمیایی مرتبط با آن، در ساخت انواع حشرهکشها، در صنعت نساجی و چاپ وجود دارد (29). کادمیم در ساخت باتریها بهویژه باتریهای نیکل – کادمیم استفاده میگردد. همچنین جهت رنگها، پوششها، آبکاری و بهعنوان مواد ثباتبخش در پلاستیکها به کار میرود (34).
سمیت سرب و کادمیم برای ماهیان و سایر موجودات آبزی تحت تأثیر کیفیت آب بوده و به قابلیت انحلال ترکیبات سرب وکادمیم و به غلظتهای کلسیم و منیزیم در آب بستگی دارد (20). فلزات سنگین سرب و کادمیم باعث اثرات مختلفی مانند، کاهش تولیدمثل، رشد، تغییر رفتار، تغییرات ژنتیکی و مرگومیر در آبزیان میگردد. این اثرات سبب زوال زیستی آبزیان میشود. نابودی یا کاهش تنوع گونهای خاص سبب تغییر در اکوسیستم آبی گشته و توازن آن را برهم میزند (22).
فلزات سنگین نهتنها، آبهای قابلمصرف انسان و موجودات را بهشدت آلوده میکنند، بلکه موجب آلوده شدن شدید خاک نیز میگردند. این فلزات قادرند مسافتی را بهطور عمودی در خاک طی کرده و آبهای زیرزمینی را نیز آلوده سازند (14). در ستون آب، فلزات سنگین ابتدا توسط فیتوپلانکتونها و زئوپلانکتونها و موجودات زنده کوچک دیگر جذب میشوند. سپس توسط موجودات بزرگتر مصرفشده و درنهایت به بدن انسان وارد میشوند. این فلزات زمانی که بهوسیله انسان مصرف میشوند، اغلب اثرات قوی و زیانباری را به همراه دارد (26).
آنتنمنشعبها از مهمترین مصرفکنندگان اولیه اکوسیستمهای آبی هستند و در تولید ثانویه و انتقال انرژی و مواد در زنجیره غذایی نقش مهمی دارند (30). این موجودات به لحاظ داشتن کالری بالا منبع غذایی مهمی برای تأمین انرژی آبزیان محسوب میشوند (28). برای ارزیابی نقش آنتنمنشعبها در اکوسیستمهای آبی لازم است دانش کافی در مورد رشد و توسعه آنها در دسترس باشد. فاکتورهای مهمی که رشد و تولیدمثل را در آنتنمنشعبها کنترل میکنند دما، کمیت و کیفیت غذایی، نور و آلایندهها هستند (36). جذب فلزات سنگین توسط گونههای پلانکتونی میتواند منجر به از بین رفتن جمعیتهای پلانکتونی شود و یا از طریق زنجیره غذایی به سطوح تغذیهای بالاتر که بخش عمدهای از رژیم غذایی انسان را تشکیل میدهند منتقلشده و سلامتی انسان را به خطر اندازد (10).
در میان آنتنمنشعبها استفاده از D. magna به دلیل سهولت پرورش، برای پایش پساب خروجی و تعیین راندمان تصفیهخانهها در کشورهای مختلف رواج دارد. ویلگاس و همکاران (1999) نشان دادند که میتوان از
D. magna بهعنوان شاخص سمیت و تصفیه فاضلابهای صنایع نساجی استفاده کرد (40). آنتنمنشعبها معمولاً در آزمایش وجود سموم در آب، مورداستفاده قرار میگیرند. راحتی کار با این دسته از موجودات به دلیل جثه کوچک، طول عمر کم، باروری بالا، بکرزایی، مقرون بهصرفه بودن و مزایای دیگر موجب گردیده است تا بتوان از آنتنمنشعبها بهعنوان شاخص زیستی در ارزیابی شرایط کیفی اکوسیستمهای آبی بهره برد (23). در این مطالعه تأثیر دو فلز سنگین سرب و کادمیم بر میزان تراکم، رشد ویژه و زمان دو برابر شدن جمعیت آنتنمنشعب آب شیرین Daphnia magna مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
نمونههای زئوپلانکتون در فصل زمستان بهصورت سیست از دریاچه سد حنا واقع در 20 کیلومتری شهرستان سمیرم استان اصفهان جمعآوری گردید و سپس نمونهها به آزمایشگاه گروه شیلات دانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان انتقال داده شد. افیپیومهای (تخمهای نهانزی) آنتنمنشعب magna Daphnia براساس کلید شناسایی(38) تخمهای نهانزی آنتنمنشعبها شناسایی شدند. 500 میلیگرم افیپیوم خالصسازی شده در 1 لیتر آب اتوکلاو شده و شرایط دمایی 2±22 درجه سانتیگراد مورد تفریخ قرارگرفت. سپس گونه تفریخ شده با استفاده از میکروپیپت جداسازی و برای اطمینان از خلوص آن، درون بشر آزمایشگاهی با حجم 250 میلیلیتر کشت داده شد. غذادهی با استفاده از جلبک سبز میکروسکوپی Scenedesmus quadricauda انجام شد. بشر آزمایشی محتوی گونه مورد مطالعه با جمعآوری پوستهها و غذاهای رسوبکرده و خورده نشده هر دو روز یکبار قبل از تغذیه مورد مراقبت قرارگرفت. آنتنمنشعب موردنظر تا سه نسل درون بشر تکثیر یافته و سپس برای افزایش تراکم، کشت خالص به ظروف 10 لیتری انتقال یافت. بعد از 6 هفته (حدود سه نسل)، ذخیره خالص بهاندازه کافی جهت انجام آزمایشهای موردنظر آماده شد.
جلبک سبز Scenedesmus quadricauda با استفاده از محیط کشتBBM در فلاسکهای 5 لیتری تهیه شد (31). برای کشت جلبک، چهار لیتر آب مقطر در ارلن مایرهای شیشهای ریخته و به آن مقدار 40 میلیلیتر محیط کشت BBM اضافه شد و سپس با استفاده از Ph متر دیجیتال (مدل Inolab720)، pH آغازین کشت 8/6 تنظیم شد. در مرحله بعد ظروف حاوی محیط کشت جلبک به همراه لولههای هوادهی و پنبههای کتانی موردنیاز، در دمای 121 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه در دستگاه اتوکلاو (مدل 121A) ضدعفونی و استریل شد. 200 میلیلیتر از ذخیره جلبک S. quadricauda به محیط کشت اضافه شد و در دمای 24 درجه سانتیگراد قرار داده شد. برداشت جلبک بعد از رسیدن به مرحله رشد سریع، در چهاردهمین روز کشت صورت گرفت.
جهت متراکم کردن و برداشت جلبکها، از دستگاه سانتریفیوژ )مدل (Centurion Scientific Ltd در سرعت 3000 دور در دقیقه برای مدت 3 دقیقه استفاده شد. جلبکها بعد از جمعآوری در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شدند تا در تغذیه D. magna استفاده گردند.
برای تعیین تراکم جلبک و کنترل میزان آن در دوره آزمایش، شمارش جلبکها با استفاده از لام هماسایتومتری (mm2/0mm2 0625/0) و میکروسکوپ اینورت )مدل(Ceti Belgium ، بعد از تثبیت نمونهها با محلول لوگول آیودین (مقدار 1/0 میلیلیتر در هر 3 میلیلیتر نمونه) انجام شد (24).
LC50 48 ساعته سرب و کادمیم برای آنتنمنشعب
D. magna با استفاده از آنالیز پروبیت (6) در این مطالعه به ترتیب 156 و 8/11 میکروگرم بر لیتربدست آمد. بر این اساس در این مطالعه تأثیر دو سطح تغذیهای کم وزیاد (105×2 و 105×6 سلول در هر میلیلیتر) و چهار غلظت فلز سرب (صفر، 15، 6/48 و 150 میکروگرم بر لیتر) و چهار غلظت فلز کادمیم (صفر، 2/1، 7/3 و 2/6 میکروگرم بر لیتر) بهطور جداگانه، به مدت دو دوره تولیدمثلی، در قالب یک طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار بر میزان تراکم، رشد و زمان دو برابر شدن آنتنمنشعب آب شیرین Daphnia magna در شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. با توجه بهاندازه نسبتاً بزرگ و توانایی تولیدمثلی مناسب
D. magna تعداد 5 فرد به ازای هر واحد آزمایشی (حجم 250 میلیلیتر)، بهطور تصادفی از استوک آمادهشده
D. magna جداسازی شد. آب مقطر مورداستفاده جهت انجام آزمایش، در دمای 121 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه اتوکلاو شد. تغذیه آنتن منشعبها هر دو روز یکبار با استفاده از جلبک سبز Scenedesmus quadricauda انجام گردید. همچنین در هر واحد آزمایشی، جمعآوری پوستهها و غذاهای رسوبکرده هر دو روز یکبار قبل از تغذیه صورت گرفت. آزمایش برای یک دوره 21 روزه (سه دوره تولیدمثلی) تنظیم گردید و تلاش شد تا طی دوره آزمایش، غلظت فلزات سنگین در هر تیمار ثابت نگهداشته شود. میانگین دمای آب در طی دوره آزمایش 24 درجه سانتیگراد و اکسیژن محلول حدود 5 میلیگرم در لیتر بود. اکسیژن محلول و دما با استفاده از اکسیژن متر دارای دماسنج (مدل Oxl 3205) اندازهگیری شد. شمارش آنتنمنشعبها بهصورت زنده و با خارج نمودن افراد از ظرف آزمایشی مورد نمونهبرداری و با کمک ظرف باگاروف انجام شد. شمارش جمعیت، تعیین تراکم و محاسبه رشد ویژه D. magna در هر واحد آزمایشی در روزهای 7، 14 و 21 از دوره آزمایش صورت گرفت.
میزان رشد ویژه در تیمارهای مختلف آزمایشی از طریق فرمول ارائه شده توسط اومری و ایکادا (1984) به شرح زیر محاسبه گردید (33).
=SGR میزان رشد ویژه جمعیت در روز
=No اندازه جمعیت اولیه آنتنمنشعبها در زمان t1
=Nt اندازه جمعیت نهایی آنتنمنشعبها در زمان t2
همچنین زمان دو برابر شدن جمعیت بر اساس فرمول ارائه شده توسط جیمز و الخرز (1986) به شرح زیر محاسبه شد (17).
= Dt زمان دو برابر شدن جمعیت برحسب روز
= SGR میزان رشد ویژه جمعیت در روز
دادههای حاصل از تیمارهای آزمایشی با استفاده از آنالیز واریانس دوطرفه مورد تجزیه آماری قرارگرفت. تفاوت بین میانگینها با استفاده از آزمون چند دامنه دانکن در سطح معنیدار 5% باهم مقایسه گردید. تمام تجزیهوتحلیلها با استفاده از نرمافزار آماری SPSS,version 16 انجام شد (41).
نتایج
در مطالعه حاضر، LC50 48 ساعته سرب و کادمیم برای جمعیت D. magna به ترتیب 156 و 8/11 میکروگرم بر لیتر برآورد گردید. نتایج حاصل از تأثیر غلظتهای مختلف سرب و کادمیم بر تراکم، رشد ویژه و زمان دو برابر شدن جمعیت D. magna در هفته اول، دوم و سوم آزمایش (شکلهای 1، 2 و 3) نشان داد که غلظتهای مختلف فلز سرب و کادمیم و تراکمهای متفاوت جیره غذایی دارای اثر معنیداری بر تراکم جمعیت، میزان رشد ویژه و زمان دو برابر شدن جمعیت D. magna هستند (05/0.(P< بیشترین تراکم، بیشترین میزان رشد ویژه و کوتاهترین زمان دو برابر شدن جمعیت آنتنمنشعب D. magna برای هر دو فلز در روز 21 آزمایش به ترتیب برابر با 9/9 ± 144 فرد در 250 میلیلیتر، 00/0 ± 16/0 فرد در روز و 09/0 ± 3/4 روز در غلظت صفر و تراکم جلبکی 105×6 سلول در هر میلیلیتر به دست آمد. در غلظت 2/6 میکروگرم بر لیتر کادمیم و تراکم جلبکی 105×2 سلول در هر میلیلیتر، همه افراد
D. magna در همان هفته نخست از بین رفتند و این تیمار حذف گردید. تراکم جمعیت D. magna برای فلز سرب و فلز کادمیم به ترتیب دامنهای از 37 تا 144 و 15 تا 144 فرد در 250 میلیلیتر در پایان روز 21 آزمایش نشان داد. دامنه رشد ویژه جمعیت برای فلزات سرب و کادمیم به ترتیب از 09/0 تا 16/0 و از 05/0 تا 16/0 در روز بدست آمد.
بحث
مطالعات تأثیر گوناگون فلزات سنگین با تأکید بر رشد و تراکم جمعیت زئوپلانکتونها باوجود شرایط گوناگون آزمایشگاهی و میدانی تاکنون انجامشده است (2، 3 و 5). در مطالعه حاضر، LC50 48ساعته سرب و کادمیم برای جمعیتD. magnaبه ترتیب 156 و 8/11 میکروگرم بر لیتر برآورد گردید. التینداگ (2008) و بیسینگر (1972) مقدار LC50 48 ساعته سرب را برای جمعیت D. magnaبه ترتیب 440 و 450 میکروگرم بر لیتر بدست آوردند (5 و 9). باراتا و همکاران (1998) و هیکی و ویکرز (1992) مقدار LC50 48 ساعته کادمیم را برای D. magna به ترتیب 8/27 و 9/37 میکروگرم بر لیتر بدست آوردند (7 و 15). مقادیر گزارش شده در مقایسه با نتایج تحقیق حاضر بیشتر بود. بخشی از این تفاوتها میتواند به لحاظ تفاوت در نژاد و سویههای مورد مطالعه و تفاوت در حساسیت نسبت به سمیت سرب و کادمیم باشد.
تیگالا و همکاران (2007) مقدار LC50 48 ساعته سرب را برای D. pulex،4000 میکروگرم بر لیتر تخمین زد (39) که بسیار بیشتر از مقداریست که در این مطالعه بدست آمده است. این اختلاف فاحش میتواند به لحاظ تفاوت در گونههای آنتنمنشعبها باشد زیرا که ازنظر ژنتیکی با یکدیگر بسیار متفاوتند (5). لبلنس (1982) LC50 48 ساعته سرب را برای D. magna، 150 میکروگرم بر لیتر گزارش نمود (19) که این مقدار با یافتههای این تحقیق تطابق بیشتری نشان داد.
الف |
ج |
ب |
شکل 1- تاثیر غلظتهای مختلف سرب و کادمیم بر پارامترهای رشد D. magna در غذای زیاد (105×6 سلول در هرمیلی لیتر) و غذای کم (105×2 سلول در هرمیلی لیتر) جلبکی در هفته اول آزمایش. (الف) تراکم جمعیت ، (ب) رشد ویژه و (ج) زمان دوبرابر شدن. میانگین دادهها ± خطای استاندارد. میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشابه فاقد اختلاف معنیدار در سطح 5 درصد هستند.
از آنجا که مقدار LC50 به عوامل مختلفی ازجمله نوع گونه آزمایشی، روش اندازهگیری سمیت و پارامترهای فیزیکوشیمیایی محیط پرورش از قبیل سختی آب، اکسیژن محلول، دما و pH بستگی دارد، مقادیر LC50 بدست آمده در مطالعات مختلف با یکدیگر متفاوت است (21).
ج |
ب |
الف |
شکل 2- تاثیر غلظتهای مختلف سرب و کادمیم بر پارامترهای رشد D. magna در غذای زیاد (105×6 سلول در هرمیلی لیتر) و غذای کم (105×2 سلول در هرمیلی لیتر) جلبکی در هفته دوم آزمایش. (الف) تراکم جمعیت ، (ب) رشد ویژه و (ج) زمان دوبرابر شدن. میانگین دادهها ± خطای استاندارد. میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشابه فاقد اختلاف معنیدار در سطح 5 درصد هستند.
ب |
الف |
ج |
شکل 3- تاثیر غلظتهای مختلف سرب و کادمیم بر پارامترهای رشد D. magna در غذای زیاد (105×6 سلول در هرمیلی لیتر) و غذای کم (105×2 سلول در هرمیلی لیتر) جلبکی در هفته سوم آزمایش. (الف) تراکم جمعیت ، (ب) رشد ویژه و (ج) زمان دوبرابر شدن. میانگین دادهها ± خطای استاندارد. میانگینهای دارای حداقل یک حرف مشابه فاقد اختلاف معنیدار در سطح 5 درصد هستند.
بهطورکلی در این مطالعه و همچنین سایر مطالعات مشابه در آنتن منشعبها، مقدار LC50 کادمیم بسیار کمتر از سرب بدست آمده است به این دلیل میتوان گفت سمیت فلز کادمیم بسیار بیشتر از فلز سرب است (5، 7 و 16).
فلزات سنگین از عوامل تأثیرگذار بر روند فعالیتهای
زیستی و تولیدمثلی در زئوپلانکتونها هستند. در این مطالعه تأثیر غلظتهای مختلف سرب و کادمیم و تراکمهای متفاوت تغذیهای در آنتنمنشعب آب شیرین
D. magna بررسی شد. نتایج نشان داد که بین تیمارهای آزمایشی ازنظر میزان تراکم، رشد ویژه و زمان دو برابر شدن تفاوت معنیداری وجود دارد (05/0 .(P<نتایج مطالعات قبلی مبین آن است که وجود یا عدم وجود هرگونه آلودگی بر پویایی جمعیت، رشد، تولیدمثل و تکامل در آنتنمنشعبها تأثیر دارد (8، 12 و 18).
در این تحقیق نتایج نشان داد که با افزایش غلظت فلزات سنگین، میزان تراکم و رشد ویژه در هر دو گونه بهطور معنیداری کاهش مییابد (05/0 .(P<در مطالعهای که توسط برگلین و همکاران (1985) انجام گرفت، مشاهده شد که در غلظتهای بالای سرب، رشد D. magna بهطور معنیداری کاهش مییابد (8). جانسن و همکاران (2007) آنتنمنشعبD. magna را به مدت 21 روز با جیره حاوی مس (3000 میکروگرم مس در هر گرم غذا) تغذیه کردند. نتایج آنها نشان داد که رشد، 38 درصد و تولیدمثل، 50 درصد در جمعیت تغذیهشده با جیره حاوی مس نسبت به گروه شاهد کاهش پیدا میکند (18). فرانکو و همکاران (2007) اثر کادمیم و روی را بر رشد جوامع روتیفر Brachinous havanaensis مورد مطالعه قراردادند و مشاهده نمودند که افزایش غلظت این دو فلز در محیط کشت منجر به کاهش فراوانی جمعیت میشود (12).
کیفیت و کمیت جلبکهای مورداستفاده در تغذیه همواره بر میزان رشد و تولیدمثل در زئوپلانکتونها تأثیر بسزایی دارد. فاکتور مهمی که با تغییر سطح غذایی تغییر میکند رشد ویژه جمعیت است. در این مطالعه نتایج نشان داد که غلظت غذا بر تراکم و میزان رشد ویژه جمعیت آنتنمنشعب D. magna تأثیرگذار است بهطوریکه در غلظت یکسان از سرب یا کادمیم، غذای جلبکی با تراکم زیاد رشد بهتری را نشان میدهد. این امر میتواند بهاینعلت باشد که شرایط نامناسب تغذیهای اثر کنترلی بر فرایند تولیدمثل دارد و همچنین مقدار غذا یکی از عوامل مؤثر در نرخ فیلتراسیون به شمار میرود. به طوریکه در تراکمهای پایین مواد غذایی، Daphnia و آنتن منشعبهای دیگر دارای بالاترین نرخ فیلتراسیون هستند و بیشترین انرژی را صرف گرفتن غذا میکنند (11).
در این مطالعه مشاهده شد که در غلظتهای پایین فلزات سنگین، تراکم بالای جلبک میتواند اثر سمیت سرب و کادمیم را تا حدی کاهش دهد. هاری و هورن (2004) نشان دادند که غلظت بالای غذای جلبکی میتواند اثر سمیت فلز مس را برای Ceriodaphnia dubia کاهش دهد. آنها علت را اینگونه بیان کردند که ذرات جلبک قادرند فلزات سنگین را جذب و با خود تهنشین نمایند (13). اردغان و ساواس (2006) در مطالعهای، تأثیر تراکم غذای جلبکی S. acuminatus را بر رشد جمعیت
C. quadrangula مورد بررسی قراردادند و بیشترین ضریب رشد جمعیتی (24/0 در روز) را در بالاترین تراکم جلبکی یعنی 104×45 سلول در هر میلیلیتر بدست آوردند (37). مایلی و همکاران ( 2004) از دو گونه جلبک سبز
S. quadricauda و S. acutus در دو سطح (13 و 52 میلیگرم وزن خشک) جهت بررسی میزان رشد جمعیت چهار گونه زئوپلانکتون استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که غذای جلبکی با غلظت بالا در هر چهار گونه رشد بهتری را نشان میدهد (25). بطور کلی عکسالعمل گونههای آنتنمنشعب به تغییرات غلظت غذایی با چندین متغیر ازجمله ضریب مصرف غذا، میزان مصرف اکسیژن، رشد سوماتیک، رشد جمعیت و سن ویژه مرگومیر میتواند مورد ارزیابی قرارگیرد. همچنین، آنتنمنشعبها در طبیعت شرایط بحرانی دسترسی به غذا را برای مدت نسبتاً کوتاهی تجربه میکنند. بنابراین استفاده از تراکم غذایی بهعنوان فاکتور تأثیرگذار بر جمعیت آنتنمنشعبها به فهم دینامیک آنها کمک میکند. غلظت غذای جلبکی مورداستفاده برای رشد گونههای آنتنمنشعب بایستی در حد اپتیمم باشد، حتی غلظت بالای غذا میتواند به گرسنگی آنتنمنشعب منجر شود زیرا در این صورت انرژی زیادی را صرف تمیز کردن زوائد سینهای مسدود شده خود میکنند (35).
درحالیکه در غلظتهای بالای فلزات، جلبک تأثیر چندانی بر سمیت نداشت زیرا فلزات سنگین همواره تأثیرات متقابلی بر جلبکهای مورداستفاده در محیط کشت داشتند. این اثرات میتواند شامل تغییر شکل، ایجاد کلنی و تغییر در میزان فتوسنتز باشد (4). این امر موجب میگردد تا جلبک از دسترس آنتنمنشعبها خارج شود. سفیان و همکاران (2007) بامطالعه اثر کادمیم بر آنتن منشعب
C. dubia به این نتیجه رسیدند که غلظت بالای کادمیم میتواند منجر به کاهش تغذیه در C. dubia شود بهطوری که بقا و تولیدمثل بهطور معنیداری کاهش مییابد (38).
با توجه به نتایج بدست آمده، بیشترین تراکم در غلظت صفر و کمترین تراکم در بیشترین غلظت سرب و کادمیم مشاهده شد که این میتواند حاکی از تأثیر شدید سرب و کادمیم بر کاهش رشد و تراکم جمعیت آنتنمنشعب
D. magna باشد. در این مطالعه افزایش فلزات سنگین سرب و کادمیم تأثیر معنیداری بر تراکم جمعیت و زمان دو برابر شدن جمعیت آنتنمنشعب D. magna داشت و موجب کاهش شدید تراکم جمعیت شد. در غلظت یکسان از سرب و کادمیم، غذای جلبکی با غلظت بالاتر رشد بهتری را ایجاد نمود که میتواند بیانگر این موضوع باشد که آبهای با تولید اولیه جلبکی کم آسیبپذیرتر از آبهای با تولیدات جلبکی زیادتر هستند و محافظت بیشتری را به لحاظ مدیرت طلب مینماید.
تشکر و قدردانی
از معاونت پژوهشی و تحصیلات تکمیلی دانشگاه صنعتی اصفهان به لحاظ فراهم نمودن بودجه و امکان تحقیق سپاسگزاری میشود.