No description available.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1970. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Techn. Universiẗat, Diss., 2004--Dresden.

Techn. Universiẗat, Diss., 2003--Dresden.

No description available.

Increased releases of cadmium to the aquatic environment have raised concern over the potential for adverse impacts on freshwater organisms in affected aquatic bodies. This thesis explored the responses of a common freshwater amphipod, Gammarus pulex (G. pulex) to sublethal concentrations of cadmium under different environmental conditions and at various stages of the lifestyle. Endpoints studied encompassed molecular, cellular, physiological and behavioural changes, to enable a comprehensive analysis of the effects of the organism. Exposure to sublethal concentrations of cadmium (Cd) (0.001, 0.005 and 0.01 mg Cd L–1) for 7 and 14 days, influenced the percent survival, induced lipid peroxidation and damaged DNA in haemolymph cells of G. pulex. These concentrations also reduced feeding and ventilation rates as well as the motility, in particular of the females, with increasing Cd concentration and time of exposure. Furthermore, Cd accumulation from water in the body tissues of the amphipods was lower than in their food, with increasing Cd concentrations. These results illustrate how concentrations of Cd below the Environmental Quality Standard for European waters can cause sublethal molecular and cellular damage after relatively short periods of exposure. Histopathological effects of Cd on the gills and hepatopancreas (mid-gut gland) were examined using light, scanning and transmission electron microscopy. Multiple effects were observed on the tissues and cell organelles including external alternations in the muscular fibres of the hepatopancreas, lysis of microvilli and morphological changes in mitochondria. Exposure to 0.01 mg Cd L–1 altered the epithelial layer of the gill, causing vacuolation and lysis across the whole gill structure. Mitochondria showed damage to the inner membrane, shortened cristae and swelling, with an increase in apoptosis at concentrations of 0.005 and 0.01 mg Cd L–1. Collectively, these results document the adverse effects of Cd on target organs at concentrations within the range found in freshwater bodies. An investigation of the effects of water hardness on bioaccumulation and toxicity showed that hardness of water inhibited Cd toxicity and protected the juveniles during long term exposures, without affecting growth rate and food consumption. Soft water reduced the rate of survival, growth rate and food consumption during chronic exposure to low Cd concentrations, and facilitated Cd accumulation in the body parts compared with juveniles exposed in hard water. The results show that water quality plays a vital role in reducing or increasing detrimental effects of low Cd concentrations on the early life stage of amphipods which are a source of food for many species in aquatic environments. Exposure to Cd led to an increase in metallothionein concentrations in the amphipods in both hard and soft water. It also caused disruption to ion/osmoregulation, which may represent one mechanism of compensation for the ions lost in the amphipods exposed to Cd in soft water. In conclusion, these results add to the body of evidence describing the sublethal toxicity of Cd, a priority pollutant, to a common freshwater sentinel species. These results are of relevance for future environmental management and remediation approaches, because they provide scientific data to help in assessing, interpreting and understanding the effects of the heavy metal Cd in freshwater environments.

Les substances génotoxiques ont la capacité d'altérer l'intégrité de l'ADN, support biochimique de l'hérédité et présentent un risque mutagène et tumorigène avéré pour de nombreuses espèces. Dans le milieu aquatique, les invertébrés sont d'une importance capitale pour le bon fonctionnement de l'écosystème, mais très peu d'outils sont disponibles pour évaluer la génotoxicité chez ces espèces. Pourtant, les nouvelles obligations réglementaires telles que la Directive Cadre Européenne acceptée en 2000, vont de pair avec le développement d'outils sensibles, fiables et précoces à même de proposer un diagnostic robuste de la qualité biologique des écosystèmes. Dans ce contexte, ce travail de thèse a porté sur le développement, la validation, l'interprétation et l'application au milieu naturel d'un biomarqueur de génotoxicité chez une espèce sentinelle du milieu dulçaquicole, le gammarus fossarum. Ces travaux sont à notre connaissance la première évaluation de la génotoxicité chez un crustacé d'eau douce d'intérêt écologique, par le test Comet. L'aspect novateur de ce travail repose sur la mise en évidence d'une relation entre endommagement de l'ADN des spermatozoïdes et succès reproducteur. En s'appuyant sur un protocole standard, nous avons établi une valeur de référence tenant compte de la variabilité spatio-temporelle de la réponse du biomarqueur, ainsi qu'un seuil de dommages à l'ADN au delà duquel des effets significatifs sur la descendance sont observés. Suite aux résultats obtenus sur le terrain par des méthodes d'encagement, l'intérêt d'utiliser ce biomarqueur à vocation écologique dans un cadre d'évaluation du risque environnemental est confirmé / Genotoxicants can induce deleterious changes in DNA, the biochemical carrier of inheritance. However, aquatic invertebrates such as crustaceans still lack genotoxicity biomarkers although these species play an essential role in ecosystems. The European Water Directive Policy (2000) is aimed at a holistic approach to towards integrated water protection, in order to improve the status of aquatic ecosystems. To this end, one approach is to develop and validate biomarkers in ecologically relevant species. In this perspective, the objectives of the present work were to develop, to validate, to study the ecological significance of a genotoxicity biomarker in the freshwater species gammarus fossarum and finally to assess it in the field. This is to our knowledge the first genotoxicity assessment in an ecologically relevant freshwater crustacean, using the comet assay. The novelty of our approach was to evaluate the consequences of the sperm DNA damage on reproduction, a crucial biological function. Taking into account biotic and abiotic factors, a robust reference value in gammarus fossarum spermatozoa DNA damage has been established. Then, a relationship bridging the biomarker response measured in spermatozoa and its consequences on reproduction has been shown enabling the establishment of a DNA damage threshold level leading to significant consequences for the reproduction and possibly subsequent population dynamics. Our work clearly demonstrated that DNZ damage in gammarus fossarum spermatozoa is an accurate and relevant biomarker for environmental risk assessment

<p>I rinnande vatten, så som bäckar och åar, har Gammarus pulex en viktig ställning i näringsväven. Arten bidrar till att bryta ner organiskt material och göra energin i detta tillgänglig för andra organismer. G. pulex är dessutom en viktig föda för ett stort antal predatorer. Flera studier visar att G. pulex reagerar på olika temperaturer. Tillväxthastighet, livslängd, reproduktion, aktivitet och syreförbrukning är exempel på karaktärer som påverkas av temperaturen. Ingen studie har tidigare behandlat om anläggningen av exokutikula påverkas av temperaturen. En höjd temperatur ökar tillväxthastigheten och detta skulle kunna ge minskade resurser till generering av exokutikula, såkallad ”trade off”. Min studie syftar till att undersöka hur G. pulex tvingas fördela sina resurser mellan tillväxt och exokutikulans tjocklek i förhållande till förändrade temperaturförhållande. Till undersökningen användes 80 djur från två naturliga system med en genomsnittlig temperaturskillnad på 1,9ºC. Säsongsvariation mellan höst och vinter studerades utifrån samma lokaler. Exokutikulans tjocklek mättes och kroppslängden användes som storleksreferens. Statistisk analys gjordes av kvoten exokutikulatjocklek/kroppslängd och ingen signifikant skillnad hittades mellan de olika grupperna. Denna studie visar att ingen ”trade off” finns mellan exokutikulans tjocklek och tillväxt hos G. pulex, varken i de två systemen, eller p.g.a. säsongsvariation, höst och vinter. Detta kan bero på Amfipoders möjligheter att återanvända kalcium för uppbyggnad av en ny exokutikula samt eventuell god tillgång på resurser. Dessutom ger en höjd metabolism vid ökad temperatur ökade möjligheter till en snabb generering av en ny exokutikula. Vidare studier bör göras i både naturliga och artificiella miljöer för att vidare undersöka en eventuell ”trade off” mellan tillväxt och exokutikula.</p>

I rinnande vatten, så som bäckar och åar, har Gammarus pulex en viktig ställning i näringsväven. Arten bidrar till att bryta ner organiskt material och göra energin i detta tillgänglig för andra organismer. G. pulex är dessutom en viktig föda för ett stort antal predatorer. Flera studier visar att G. pulex reagerar på olika temperaturer. Tillväxthastighet, livslängd, reproduktion, aktivitet och syreförbrukning är exempel på karaktärer som påverkas av temperaturen. Ingen studie har tidigare behandlat om anläggningen av exokutikula påverkas av temperaturen. En höjd temperatur ökar tillväxthastigheten och detta skulle kunna ge minskade resurser till generering av exokutikula, såkallad ”trade off”. Min studie syftar till att undersöka hur G. pulex tvingas fördela sina resurser mellan tillväxt och exokutikulans tjocklek i förhållande till förändrade temperaturförhållande. Till undersökningen användes 80 djur från två naturliga system med en genomsnittlig temperaturskillnad på 1,9ºC. Säsongsvariation mellan höst och vinter studerades utifrån samma lokaler. Exokutikulans tjocklek mättes och kroppslängden användes som storleksreferens. Statistisk analys gjordes av kvoten exokutikulatjocklek/kroppslängd och ingen signifikant skillnad hittades mellan de olika grupperna. Denna studie visar att ingen ”trade off” finns mellan exokutikulans tjocklek och tillväxt hos G. pulex, varken i de två systemen, eller p.g.a. säsongsvariation, höst och vinter. Detta kan bero på Amfipoders möjligheter att återanvända kalcium för uppbyggnad av en ny exokutikula samt eventuell god tillgång på resurser. Dessutom ger en höjd metabolism vid ökad temperatur ökade möjligheter till en snabb generering av en ny exokutikula. Vidare studier bör göras i både naturliga och artificiella miljöer för att vidare undersöka en eventuell ”trade off” mellan tillväxt och exokutikula.

The purpose of this study was to investigate how elevated levels of heavy metals affect the faunal species composition, abundance and species-diversity. The bentic macroinvertebrate fauna in the highly polluted lake Tisken was compared with the bentic macroinvertebrate fauna in the unpolluted lake Varpan. Mine wastes account for most of the metal that is discharged into Tisken. The hypotheses was that the heavy metal pollutions in lake Tisken influenced the species composition, abundance and diversity of the macroinvertebrates. Twenty samples were taken in both sites. The invertebrates were collected with a bag net and a plastic cylinder one meter from the shoreline. The invertebrates in the forty samples were classified and statistical analyses were made.Some taxa, common at undisturbed sites, were missing at metal polluted sites. Mayfly larvae, Ephemeroptera, were only found in Varpan. Surprisingly, more taxa were found in the polluted lake Tisken (23 taxa) compared to the unpolluted Varpan (19 taxa). However, the abundance of macroinvertebrates in Varpan (291 individuals) was higher than in Tisken (242 individuals).