Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Lora Angelova

Wild birds as a bioindicator for wildlife toxicity in pineapple cultivation areas in Northern Costa Rica

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-107848

title (ger.)

Wildvogel als Bioindikator für Wildtiertoxizität in Ananasanbaugebieten in Nord Costa Rica

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2016

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/angeloval_ss16.pdf

abstract (deutsch)

Vier nicht migratorische Vogelarten (S. americana, S. funerea, V. jacarina and R. passerinni), die in den Waldbereichen nahe der konventionellen und ökologischen Ananasanbaugebiete in Nord-Costa Rica leben, wurden ausgewählt,  um die Auswirkung von Organophosphaten und Carbamaten durch die Messung der Cholinesterase-Aktivitäten im Plasma und Hirngewebe zu bewerten sowie den Kontaminationsgrad von Pestiziden in Boden-, Feder-, Haut- und Kotextrakten mit UHPLC-TOF-MC (Ultra High Performance Liquid Chromatography Time Of Flight Mass Chromatography)  zu bestimmen.

Die Proben wurden gesammelt, klassifiziert und in der beschriebenen Reihenfolge verglichen: 196 Plasmaproben (108 vom konventionellen  und 88 vom organischen Anbaugebiet), 197 Hirnproben (106 vom konventionellen und 91 vom organischen Anbaugebiet), 201 Federentnahmen (109 konventionelle und 92 vom organischen Anbaugebiet), 31 gepoolte Hautproben (109 vom konventionellen und 92 vom organischen Anbaugebiet), 29 gepoolte Kotproben (109 vom konventionellen und 85 vom organischen Anbaugebiet)  und zwei Bodenproben pro Sammelpunkt. Die Enzymaktivität von Buturylcholinesterase (BChE) im Plasma und von Acetylcholinesterase (AChE) im Hirngewebe wurden mit dem Hauptziel gegenübergestellt, mittels spektrophotometrischen Verfahren von Ellmann Unterschiede zwischen Geschlecht, Art und Aufenthaltsbereich darzustellen. Statistisch wurden die Daten mithilfe  des Kruskal-Wallis- und Mann-Whitney-Tests ausgewertet.

Alle Vertreter der S. americana vom organischen Ananasanbau weisen höhere BChE-Werte auf als die vom konventionellen. Im Fall von V. jacarina und R. passerinii sind die Werte der Männchen niedriger als die der Weibchen. Die Männchen von S. funerea zeigten Ähnlichkeit in der gemessenen Enzymaktivität. Die Vertreter der organischen Ananasplantage zeigten grundsätzlich erhöhte BChE-Werte als diese von der konventionellen. Im Bezug auf die Ergebnisse der AChE zeigte S. americana eine bestimmte Signifikanz zwischen Männchen und Weibchen in den konventionellen Bereichen. Die Weibchen der V. jacarina und R. passerinii zeigten höhere Enzymaktivität als die Männchen.  Das Gegenteil wurde bei S. ameicana und S. funerea beobachtet. Die Männchen R. passerinii und S. funerea der organischen Ananasanbauflächen zeigten höhere Werte als die Männchen der konventionellen. Es wurden keine Unterschiede zwischen den AChE-Werten von den Männchen und Weibchen der V. jacarina im konventionellen Bereich festgestellt. Die Kontamination mit Ametryn und Diuron wurde in den Federn bei allen Vogelarten unabhängig vom Geschlecht beobachtet. In den Bodenproben der konventionellen Ananasanbaugebiete wurden Ametryn, Diuron und Bromacil nachgewiesen, was mit den Ergebinissen  anderer Studien in verschiedenen Regionen von Costa Rica übereinstimmt. Es wurden keine Pestizide in den Mischproben von Haut und Kot nachgewiesen. Obwohl keine direkten Auswirkungen auf die Gesundheit der Vogelarten beobachtet wurden, sind jedoch indirekte Effekte auf die Vögel sowie  auf ihre Ökosysteme und Futterquellen nicht auszuschließen. Aufgrund fehlender Informationsquellen über die vier Vogelarten, ist es empfehlenswert, weitere Studien mit dem Schwerpunkt auf Umweltauswirkungen von Ananaspestiziden in Wildvögeln und auf deren Lebensräume fortzusetzen.

abstract (englisch)

Four non-migratory wild bird species (S. americana, S. funerea, V. jacarina and R. passerinni), inhabiting the gallery forests close to the conventional and organic pineapple-growing areas in Northern Costa Rica were selected to evaluate their exposure to organophosphates and carbamates by measuring plasma and whole brain cholinesterase activities as well as the levels of pesticides accumulating in feather, skin, feces and soil samples by using UHPLC-TOF-MC (Ultra High Performance Liquid Chromatography Time Of Flight Mass Chromatography) analysis. Samples were collected, classified and compared in the following order: 196 plasma (108 conventional and 88 organic), 197 brain (106 conventional and 91 organic), 201 feather samples (109 conventional and 92 organic), 31 pooled skin (109 conventional and 92 organic), 29 pooled feces (109 conventional and 85 organic) and two soil samples from each collection point (four conventional and four organic). Butyrylcholinesterase (BChE) activity in plasma and acetylcholinesterase (AChE) activity in brain were evaluated with the aim of obtaining information on the differences between genders, species and living areas by using Ellmann´s spectrophotometric method and were statistically analyzed by performing the Kruskal-Wallis and the Mann-Whitney tests.

S. americana in the organic pineapple areas has a higher BChE activity than S. americana in the conventional ones. In the case of V. jacarina and R. passerinii, all the activity values of the males were lower than those of the females. The measured enzyme activity of S. funerea males in both pineapple areas was similar. Generally, all birds captured in the organic pineapple plantations showed higher levels of BChE than those living in the conventional ones. In the case of AChE, there was a statistically significant difference between male and female of S. americana in the conventional areas. The V. jacarina and R. passerinii females showed higher enzyme activities than males, while the opposite was observed in the case of S. americana and S. funerea. The R. passerinii and S. funerea males from the organic pineapple cultivation areas showed higher activities than the males from the conventional ones. No differences were found between the AChE values of V. jacarina males and females in the conventional areas. Contamination of the feathers by ametryn and diuron was observed in all the species, independently of the gender. Ametryn, diuron and bromacil were detected in the soil of the conventional pineapple cultivation areas that coincides with other studies conducted in different Costa Rican regions. No pesticides were detected in the pooled samples of skin and feces. Neither a direct effect on the health of the birds nor signs of toxicity were observed. However, indirect effects in the bird ecosystems and their feed sources cannot be discarded. Since up to now, no AChE and BChE activity data were available for these tropical wild bird species, it is recommended that further studies are undertaken to determine the environmental impact of pineapple pesticides on wildlife birds and their habitats.

keywords

Wildvögel, Cholinesterase, Ananasanbaugebiet; widbirds, cholinesterase, pineapple areas

kb

1.974