Frank, Sabrina Nadine:

Influence of parasites on biomarkers in aquatic animals

Duisburg, Essen (2011), 115 S.
Dissertation / Fach: Biologie
Fakultät für Biologie
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2011
Abstract:
Eine Methode zur Beurteilung der Gewässerqualität ist die Analyse von Biomarkern in freilebenden aquatischen Organismen. Welche Auswirkungen eine Parasitierung in Kombination mit einer Schadstoffbelastung auf die Wirtsphysiologie und damit auf entsprechende Biomarker hat, ist bislang nicht ausreichend erforscht, obwohl immer mehr Untersuchungen auf erhebliche Effekte hinweisen. Daher war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, die Kenntnise über den Einfluss von Parasiten auf ökotoxikologisch genutzte Biomarker zu erweitern und auf die Bedeutung von Parasiten als natürliche Stressoren hinzuweisen.
Ein Parasit, der die Lebensweise seines Wirtes deutlich beeinflusst, ist der Bandwurm Ligula intestinalis. Weil sich L. intestinalis als sehr gutes Model für viele Fragestellungen der Biologie und auch in Schadstoffanalysen bewährt hat war das Parasit-Wirt System von L. intestinalis und Rutilus rutilus (Rotauge) das Untersuchungsmodel für alle Studien in dieser Arbeit. Der vorliegenden Arbeit wurden experimentelle Studien mit anderen Parasit-Wirt Systemen hinzugefügt, um nicht nur Aussagen für ein bestimmtes System treffen zu können. Vielmehr sollte auch getestet werden, ob sich die Ergebnisse auch in einem anderen Parasit-Wirt System finden oder auf Grund von kontrollierteren Bedingungen besser darstellen lassen. Über die Analyse von verschiedenen Metallen (mittels Mikrowellenaufschluss und folgender ICP-MS) wurden die Akkumulationseigenschaften von Ligula intestinalis untersucht und ermittelt, ob es eine Konkurrenz um Metalle zwischen dem Parasiten und seinem Wirt, Rutilus rutilus, gibt. In einer ander Untersuchung wurde die Enzymaktivität der Glutathion-S-Transferase (GST) in der Leber von verschiedenen Fischen (Gasterosteus aculeatus, R. rutilus, Squalius cephalus) ermittelt und analysiert, inwieweit diese durch Bandwürmer der Familie Diphyllobothridea (Schistocephalus solidus, L. intestinalis) beeinflusst wird. Als weitere Biomarker wurden die relativen Metallothioneingehalte (Silbersättigungsmethode) und die relativen Hitzeschockprotein 70-Gehalte (SDS-PAGE und Western-Blot) der Wirtsfischleber untersucht. Des Weiteren wurden diese Biomarker auch beim Parasit-Wirt System Gammarus fossarum und Polymorphus minutus nach einem Laborexperiment analysiert. Hierbei konnte der zusätzliche Einfluss einer 14-tägigen Cd-Exposition erfasst werden. Die im Rahmen dieser Dissertation durchgeführten Untersuchungen lieferten weitere Belege für die Beeinflussbarkeit von Biomarkern aquatischer Organismen durch Parasiten. Für L. intestinalis wurde eine reduzierende Wirkung auf die Biomarker GST-Aktivität und HSP70 in der Rotaugenleber nachgewiesen. Weder auf die Akkumulation der untersuchten Metalle (Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn) in Darm- und Muskelgewebe noch auf die Metallothioneingehalte in der Leber hatte die Parasitierung mit L. intestinalis einen Einfluss. S. solidus erniedrigte ebenfalls die GST-Aktivität in der Leber seines Wirtes (G. aculeatus).
Insgesamt zeigten die beiden untersuchten Parasit-Wirt Systeme keine Beeinflussung der MT-Gehalte durch eine Infektion. Aber auch die Acanthocephalenlarve P. minutus zeigte Wirkung auf den HSP70 Gehalt seines Wirtes (G. fossarum), wobei sich das Zusammenspiel von Parasitierung und Cd-Exposition als stärkerer Stressor erwies als einer der beiden Stresoren allein.
Zusammenfassend konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass der Einfluss von Parasiten auf die Wirtsphysiologie auch solche Parameter verändern kann, die zur Beurteilung der Gewässerqualität herangezogen werden. Daher kann es für zukünftige ökotoxikologische Untersuchungen nur von Vorteil sein, Parasitierungen von Organismen aus dem Freiland zu beachten.

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