Insufficient attention to the standardization of conditions for test organisms can lead to a distortion of bioassay results by changing the characteristics of the culture. The present study deals with the influence of abiotic factors (temperature of cultivated water, its chemical composition, season of the year) and biotic factors (seeding density) on the culture of Daphnia magna Straus. The natural mortality of D. magna is described by the Gompertz equation. One of the parameters of the equation related to daily increase of mortality is very stable, and we suggest monitoring its constancy as a sign of the health of D. magna culture. Seeding density of crustaceans affects both the fertility of species and their mortality. We observed a high degree of compensation for the natural death of adults with increasing fertility for groups of 10 and 25 species living in 1 L of water; the current population density of D. magna regulates the birth rate of juveniles. If the density is 50 individuals/L, the compensatory effect is reduced. Keeping Daphnia in small groups (for example, 10 individuals) and an increase in temperature from 20 to 25 °C reduces the average life expectancy. Therefore, when choosing a test protocol to determine chronic toxicity, it is important to pay attention to the seeding density of Daphnia, the optimal value being approximately 25 individuals/L. Sensitivity of D. magna depends on the season: it is maximal in winter and minimal in spring and summer. In addition, crustaceans' sensitivity increases when they are kept in water with low content of natural salts. Environ Toxicol Chem 2018;37:376-384. © 2017 SETAC.
Условия культивирования и многообразие тест-функций daphnia magna straus при биотестировании 63 Аннотация Введение: ветвистоусые ракообразные Daphnia magna �t�a�s являются одними из первых тест-организмов, которые стали применяться для оценки степени токсичности водных сред. В современном контроле качества природных и сточных вод биотесты с использованием Daphnia magna являются наиболее распространенными. Цель исследования: анализ особенностей и преимуществ лабораторной культуры Daphnia magna �t�a�s для биотестирования водных сред, а также апробация спектра тест-функций для оценки тестируемых сред. Результаты: определено влияния на ответные реакции рачков таких факторов как плотность модельных групп, температурные условия содержания, химический состав культивационных вод и их значения для чувствительности тесторганизмов к токсикантам. Проведен анализ разнообразия методов биотестирования с использованием тест-организма Daphnia ma� ma� ma� gna в результате чего выявлено, что наиболее распространены методики, предполагающие учет гибели рачков в модельных группах. В опытах с модельными водными растворами и природными водами показано, что при реа-УДК 574.64+ 574.24 Abstract Introduction: The branching crustaceans Daphnia magna �t�a�s are among the first test organisms to be used to assess the degree of toxicity of aquatic environments. In modern control of the quality of natural and waste water, Bioassay using Daphnia magna are the most common. Purpose: To analyze the features and advantages of the laboratory culture of Daphnia magna Straus for bioassay aqueous media, and to test the spectrum of test functions for the evaluation of test media. Results:The impact of such factors as the density of model groups, the temperature conditions of the contents, the chemical composition of the cultivation waters and their values for the sensitivity of test organisms to toxicants have been determined on the responses of crustaceans. An analysis of the diversity of bioassay methods using the Daphnia magna test organism has been carried out, which has revealed that the most common methods are those involving the death of crustaceans in model groups. In experiments with model aqueous solutions and natural waters, it was shown that in the implementation of this approach, situations of unauthorized
Аннотация Введение: в работе представлена апробация алгоритма выбора наиболее чувствительных биотестов на примере загрязнения природных вод минеральными формами азота. Подход отличается тем, что сравнивается информативность методов в условиях конкретного загрязнения, а не биологических видов тест-организмов. Биодиагностика выбранных токсикантов актуальна для многих поверхност ных и подземных вод. Наличие ионов аммония в сверхнормативных дозах, указывает на свежее загрязнение и близость источника загрязнения. Нитраты без нитритов и аммония указывают на давнее загрязнение. Нитрит-ион-это конечный продукт окисления азотсодержащих органических веществ. Методы и материалы: исследование заключалось в биотестировании природной воды с возрастающими добавками нитритов, нитратов и ионов аммония. Тестировали растворы с внесением одного вещества и их смеси. Сравнивали чувствительность биотестов по смертности Daphnia magna, Ceriodadhnia affinis, хемотаксису Paramecium cau-cau-caudatum, изменению биолюминесценции Escherichia coli. Результаты: добавки 5 и 10 ПДК нитритов и нитратов не вызывали гибели D. magna и C. affinis более 50 %, но угнетали плодовитость рачков. Максимальный токсический эффект в дозах 5 и 10 ПДК отмечен для ионов аммония: плодовитость D. magna снизилась в 4,4 раза по сравнению с чистой водой, а для C. affinis эти дозы оказались летальными. При дальнейшем повышении концентраций действующих веществ чувствительность низших ракообразных ранжировали по времени гибели всех особей. По тест-системе «Эколюм» (E. coli) эффекты минеральных форм азота возрастали в ряду (NO 2-) < (NO 3-) < (NH 4 +), причем нитраты стимулировали биолюминесценцию во всех испытанных дозах (от 5 до 100 ПДК). Тест по хемотаксису инфузорий P. caudatum был чувствительнее бактериального биотеста. При совместном внесении нитритов и ионов аммония, а также нитратов и ионов аммония тенденции чувствительности биотестов сохранились. Показано, что минеральные формы азота при совместном присутствии усиливают действие друг друга. Заключение: при отдельном загрязнении нитрат-и нитрит-ионами, а также комплексном загрязнении нитрат-ионами и ионами аммония соблюдается ряд чувствительности: биотест по гибели C. affinis > биотест по гибели D. magna > биотест по изменению хемотаксиса P. caudatum > биолюминесцентный биотест по тест-системе «Эколюм». При загрязнении ионами аммония, а также при комплексном загрязнении нитрит-ионами и ионами аммония рекомендуется ориентироваться на биотесты в порядке убывания чувствительности: биотест по гибели C. affinis > биотест по гибели D. magna > биолюминесцентный биотест по тест-системе «Эколюм» > биотест по изменению хемотаксиса P. caudatum.
The purpose of this work was to experimentally determine conditional reference demographic indicators of laboratory populations of Daphnia magna Straus (1820). These indicators can be used when determining suitability of the aquaculture for bioassays of aquatic environments. The experiments were carried out with parthenogenetic clones of D. magna, the temperature of the environment was 20 °C, the light period was 12 h. It was found that the maximum lifetime of crustaceans is observed in groups with a density of 25 individuals/dm3. In these groups, other demographic characteristics of D. magna such as the day of the first offspring (10 ± 2 days), average lifetime (79.7 ± 1.0 days), specific fertility (74.3 ± 2.4 days) and other related parameters of well-being were established. Then, it was showed that the culture of D. magna, having the necessary sensitivity to the model toxicant K2Cr2O7, can significantly differ in demographic characteristics from the conventional reference groups. Audit of the conditions of keeping this aquaculture revealed a complex reason for the unsatisfactory state of D. magna: the lack of daily aquaculture care and increased concentration of nitrate ions in the cultivation water. Therefore, regular monitoring of D.magna demographic characteristics can complement procedures of standardization of test-cultures. This will contribute to improving the accuracy of bioassay results.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.