Ekotoksykologia 1400-114ETOK2

Wykłady
1. Biomagnifikacja- zjawisko powszechne czy sporadyczne?
Wykład jest uzupełnieniem bloku ćwiczeniowego. Wykazuje, iż relatywnie niewielka liczba ksenobiotyków podlega wzrostowi koncentracji w łańcuchach pokarmowych. Omawiane są przyczyny błędnej interpretacji tego zjawiska – np. nieodpowiedni dobór porównywanych ogniw łańcucha pokarmowego. Wyjaśnione zostaną mechanizmy zróżnicowanej kumulacji ksenobiotyków, m.in. na przykładzie koncepcji Dallingera i Hopkina.

2. Zmiany behawioru kręgowców pod wpływem ksenobiotyków środowiskowych.
Omówione zostaną konsekwencje takich zmian na poziomie populacji i zgrupowań wielogatunkowych. Zmiany te mogą powodować m. in. ograniczenie przeżywalności młodych osobników wskutek nieprawidłowej opieki lub zwiększonej agresji matek w stosunku do potomstwa. Efektem finalnym jest zaburzenie struktury wiekowej populacji, aż do całkowitego odwrócenia piramidy wiekowej. Omówiony też będzie wpływ zmian behawioru na zaburzenia struktury dominacji. czy zaburzenia rozrodu (spowodowane na przykład nieprawidłowymi zachowaniami godowymi czy zachowaniami terytorialnymi)

3. Skażenia jako czynnik selekcyjny: oddziaływania na poziomie populacji i zgrupowań wielogatunkowych – na przykładzie wybranych lądowych zwierząt bezkręgowych
Wykład jest uzupełnieniem bloku ćwiczeniowego. Zaprezentowane zostaną przystosowania bezkręgowców do życia w warunkach silnego skażenia ksenobiotykami. W przypadku dalszego pogarszania się warunków środowiskowych przystosowania takie umożliwiają niektórym gatunkom osiąganie istotnej przewagi w konkurencji z początkowo współwystępującymi gatunkami. Omówione zostaną przykłady takiej selekcji i adaptacji do życia na obszarach o wysokiej koncentracji ksenobiotyków.

4. Wpływ abiotycznych i biotycznych czynników środowiskowych na efektywność działania ksenobiotyków.
Wykład stanowi wprowadzenie do ćwiczeń. Omówiona zostanie rola niektórych czynników abiotycznych (np. światła, zmieniającego się pH czy obecności innych toksycznych pierwiastków). Na wybranych przykładach przedstawiony zostanie także wpływ organizmów na zwiększanie lub ograniczanie biodostępności ksenobiotyków.

5. Ekologiczne konsekwencje cyrkulacji radionuklidów w środowisku.
Omówione zostaną:
- włączanie radionuklidów (cez-137, potas-40, radon) do łańcuchów pokarmowych, na różnych poziomach troficznych,
- zależność toksyczności wybranych radionuklidów od obecności innych pierwiastków,
- rola grzybów jako ekologicznych filtrów broniących przed intoksykacją,
- rola mikoryzy w cyrkulacji pierwiastków radioaktywnych.

6. Ekotoksykologiczne oddziaływanie ksenobiotyków najnowszej generacji: nanocząstek, cieczy jonowych i kryształów jonowych.
Wykład jest uzupełnieniem bloku ćwiczeniowego. Omówione będzie skażenie osadów dennych nanocząstkami i w konsekwencji ich wpływ na zmiany struktury zespołów organizmów zasiedlających strefy przydenne: makrofitów wodnych, glonów, bezkręgowców i ryb. Zaprezentowane także zostanie toksyczne oddziaływanie cieczy i kryształów jonowych na bakterie, grzyby, glony oraz rośliny wyższe.

7. Zmiany behawioru bezkręgowców pod wpływem ksenobiotyków środowiskowych
Wykład jest uzupełnieniem bloku ćwiczeniowego. Omówione będą, spowodowane obecnością ksenobiotyków, zaburzenia odczytu sygnałów środowiskowych. Przykładem mogą być utrudnienia w identyfikacji wydzielanych przez ryby drapieżne kairomonów, a zatem zwiększone zagrożenie dla bezkręgowców (zaburzenie relacji drapieżnik - ofiara).

Ćwiczenia

1 i 2.
Studenci wykażą, iż zjawisko biomagnifikacji (wzrostu koncentracji ksenobiotyka na coraz wyższych piętrach piramidy pokarmowej) ma znacznie mniej uniwersalny charakter niż się powszechnie uważa. Przeprowadzone zostaną analizy próbek organizmów reprezentujących różne poziomy troficzne Na podstawie wyników analiz studenci wyliczą współczynnik biomagnifikacji (BMF) i określą stopień biomagnifikacji w badanym układzie.

3 .
Studenci będą badali dwa gatunki dżdżownic; jeden żyje w warstwie przypowierzchniowej gleby (gdzie gromadzi się 80-90% ksenobiotyków), a drugi – znacznie głębiej. Dżdżownice złowione zostaną na terenie o silnym zanieczyszczeniu chlorowanymi węglowodorami. Oba gatunki będą hodowane w glebie skażonej CHs (różne warianty koncentracji, ale skażenie jednolite w całej masie gleby danego wariantu). Określona zostanie przeżywalność osobników i kumulacja CHs. Eksperyment powinien udowodnić, że pierwszy gatunek dysponuje adaptacjami, umożliwiającymi przeżycie w warunkach silnego skażenia.

4. i 5.
Celem ćwiczeń jest poznanie na wybranych przykładach modyfikacji przyswajania ksenobiotyków przez organizmy w zależności od innych czynników środowiskowych. Studenci zbadają włączanie radiocezu do tkanek roślin w zależności od pH podłoża i zawartości w nim potasu i wapnia, a także rolę mikoryzy w ograniczaniu akumulacji cezu w roślinach. Zbadają również znaczenie światła w toksyczności nanocząstek dwutlenku tytanu dla wybranych organizmów (glony, rośliny, grzyby) oraz rolę dżdżownic w zmniejszaniu biodostępności nanocząstek metalicznych dla roślin.

6.
Celem zadań eksperymentalnych jest zbadanie toksyczności ksenobiotyków najnowszej generacji (nanocząstek, cieczy i kryształów jonowych) w zależności od sposobu ich oddziaływania: bezpośredniego lub pośredniego. Przewiduje się:
- badanie skażeń nanocząstkami osadów dennych oraz ich wpływ na fizjologię makrofitów wodnych w porównaniu ze skażeniem bezpośrednim;
-badania toksyczności nanocząstek srebrowych dla roślin motylkowych w zależności od inokulacji ich korzeni;
- wykorzystanie grzybni jako matrycy adsorbującej tosksykanty;
- badania toksyczności cieczy i kryształów jonowych dla zespołów bakterii, glonów, grzybów lub roślin.

Liczba realizowanych zadań będzie zależna od liczebności grup studenckich.

7.
Studenci zbadają ograniczenie reakcji skorupiaków-ofiar na obecność kairomonów wydzielanych do środowiska wodnego przez ryby-drapieżniki. Czynnikami zaburzającym reakcję będą 3-4 wybrane ksenobiotyki.