Diese Dissertation ist ein Beitrag zum Forschungsfeld der Stressökologie, im Spe-ziellen der Verhaltensökotoxikologie. Das spontane lokomotorische Verhalten der Fischarten Danio rerio und Leucaspius delineatus wurde unter sublethaler Expo-sition mit dem Cyanobakterientoxin Microcystin-LR (MC-LR) und dem Xenobio-tikums 2.4.4`-Trichlorobiphenyl (PCB 28) quantifiziert. Die Schwimmgeschwin-digkeit und Anzahl der Wendungen wurden kontinuierlich mit einem automati-schen Video-Monitoringsystem unter Laborbedingungen aufgezeichnet. In Hin-blick auf zyklische Aspekte wurden die Verhaltensanalysen mit chronobiologi-schen Methoden kombiniert. Hiermit wurde gezeigt, dass MC-LR und PCB 28 zu signifikanten Effekten in Verhalten und Aktivitätsrhythmik beider Fischarten führten. Höhere Konzentrati-onen beider Untersuchungssubstanzen verursachten eine deutliche Aktivitätsredu-zierung bei Danio rerio und Leucaspius delineatus. Einige der festgestellten Do-sis-Wirkungsbeziehungen entsprechen der Hormesistheorie, z. B. war bei geringe-ren MC-LR Konzentrationen ein Aktivitätsanstieg und bei höheren ein Aktivitäts-abfall beider Fischarten zu verzeichnen. Die Exposition mit MC-LR und PCB 28 verringerte bei beiden Testfischarten die Synchronisation der Aktivität mit dem Zeitgeber Licht. Dies führte bei beiden Fischarten zu einer Phasenverschiebung. Bei Leucaspius delineatus war unter dem Einfluss von MC-LR eine Phasenumkehr zu verzeichnen, die Fische wechselten von Tag- zu Nachtaktivität. Die Cosinor Analyse zeigte Dosis abhängige Veränderungen der circadianen Rhythmen der Schwimmaktivität (z.B. MESOR, Akrophase) unter Einfluss von MC-LR und PCB 28 an. Die Power Spektral Analyse indizierte für beide Fischar-ten unter Einwirkung von MC-LR and PCB 28 eine reduzierte Dominanz des cir-cadianen Rhythmuspeaks. Da die registrierten Unterschiede in der Reaktion beider Fischarten auf MC-LR und PCB 28 eher gering waren, sind Ergebnisse der Art Danio rerio, die häufig in Toxizitätstests verwendet wird, mit denen der einheimischen Art Leucaspius deli-neatus vergleichbar. Die Ergebnisse belegen, dass Verhaltensuntersuchungen in Kombination mit chronobiologischen Auswertemethoden eine sensitive und zuverlässige Abschät-zung des Gefährdungspotentials von Substanzen sowohl auf dem Gebiet der Öko-toxikologie als auch für Biomonitoring ermöglichen. / This thesis contributes to the field of stress ecology specifically behavioural ecotoxicology. The spontaneous locomotor behavior of two fish species Danio re-rio and Leucaspius delineatus was recorded and quantified continuously under sublethal exposure to the cyanotoxin microcystin-LR (MC-LR) and the xenobioti-cum 2.4.4`-trichlorobiphenyl (PCB 28). By using an automated video-monitoring system, the swimming velocity and the number of turns were assessed under labo-ratory conditions. For analysing cyclic aspects basic behavioural analyses were combined with chronobiological procedures as cosinor analysis and power spec-tral analysis. Both MC-LR and PCB 28 acted as stressors and caused significant changes in the behaviour and circadian activity rhythms of Danio rerio as well as Leucaspius de-lineatus. So for both species elevated concentrations of the stressors led to a re-duction of their activity. Some dose-responses correspond to the hormesis theory, e.g., there was an increase of daytime activity at lower MC-LR concentrations and a decrease at elevated concentrations of MC-LR for both species. A degree of desynchronisation of activity to the zeitgeber light, which led to a phase shift was caused by the chemicals in both fish species. In Leucaspius de-lineatus this shift was so drastic that this species reversed their significant diurnal activity and became nocturnal under the influence of MC-LR. The Cosinor analysis revealed MC-LR- and PCB 28-induced, dose-dependent al-terations of the circadian rhythms of activity (e.g., MESOR, acrophase). The power spectral analysis showed that the dominance of the circadian rhythmic peak (of 24 h) was reduced under MC-LR and PCB 28 for both species. Since the observed differences in the reactions of both species to MC-LR and PCB 28 were rather small, the results of the species Danio rerio which is widely used for environmental risk assessment tests, are comparable to those of the native European species Leucaspius delineatus. The findings of this study proved that the basic behavioural analyses combined with chronobiological procedures could be valuable tools for the study of stressful or even harmful environmental factors in the field of ecotoxicology as well as for biomonitoring.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/16126 |
| Date | 22 May 2006 |
| Creators | Baganz, Daniela |
| Contributors | Steinberg,, Butterworth, F. M., Siegmund, R. |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf, application/octet-stream, application/octet-stream |
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