Ô nhiễm kẽm clorua ( ZnCl2) ảnh hưởng đến sự phát triển,tăng trưởng của cá ngựa vằn con

Kẽm (Zn) là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho các loài động thực vật khác nhau. Tuy nhiên khi nồng độ kẽm vượt quá mức thì có thể gây độc cho sinh vật. Đây là một vấn đề nghiêm trọng và độc tính của kẽm đã được ghi nhận ở một số loài, trong đó có cá ngựa vằn.

Cá ngựa vằn (Danio rerio) - một đối tượng thử nghiệm thường được sử dụng không chỉ để nghiên cứu mà còn để đánh giá ảnh hưởng sinh thái của các chất hóa học.

Kích thước cơ thể nhỏ, khả năng sinh sản cao và phôi có đặc điểm trong suốt từ giai đoạn trứng đến khi nở giúp cho việc quan sát phôi dễ dàng hơn, vì vậy cá ngựa vằn trở thành đối tượng thử nghiệm lý tưởng. Các nhà nghiên cứu đã đánh giá ảnh hưởng tiêu cực có thể có của kẽm (Zn) đối với cá ngựa vằn (D. rerio) trong giai đoạn đầu đời của nó bằng cách sử dụng phương pháp thử nghiệm của Tổ chức Hợp tác Kinh tế và Phát triển (OECD).

Trong nghiên cứu này, trứng cá ngựa vằn thu được bằng cách giao phối tự nhiên. Tất cả trứng không được thụ tinh hay bị hư hỏng hoặc bất thường đã được loại bỏ dưới kính hiển vi bằng phương pháp soi tươi.

Trứng đã thụ tinh trong vòng 2 giờ được tiếp xúc nồng độ kẽm khác nhau lần lượt bao gồm 0,048; 0,153; 0,48; 1,53; 4,8 mg/L và nhóm đối chứng trong vòng 30 ngày. Tiến hành quan sát mỗi 24 giờ dưới kính hiển vi và dung dịch kẽm thử nghiệm được thay đổi 24 giờ một lần. Sau khi trứng nở 2 ngày (hấp thụ hết noãn hoàng), cá được cho ăn Brachionus urceolaris tươi sống và Artemia nauplii mới nở hai lần/ngày khoảng 10% trọng lượng cơ thể. Tỷ lệ chết và các chỉ tiêu cần thiết đã được ghi nhận.

Kết quả phân tích cho thấy độc tính của kẽm đối với trứng cá ngựa vằn sau khi nở phụ thuộc vào nồng độ. Nồng độ thấp nhất có thể gây ra sự ức chế tăng trưởng được quan sát thấy 30 ngày sau khi nở là 1,53 mg/L. Sự chậm nở của trứng và nhịp tim/phút của phôi tăng lên đáng kể đã được quan sát thấy ở các nhóm tiếp xúc với kẽm ở nồng độ 0,048; 1,53 và 4,8 mg/L so với nhóm đối chứng.

Ngoài ra, tỷ lệ cá chết ở các nhóm tiếp xúc kẽm ở mức 0,048; 0,153; 0,48; 1,53 và 4,8 mg/L lần lượt là 7%, 3%, 8%, 18% và 100% trong khi tỷ lệ chết ở nhóm đối chứng chỉ dưới 5%. Để đánh giá ảnh hưởng của một hóa chất đối với các sinh vật thủy sinh, nồng độ của hóa chất trong môi trường nước và giá trị độc tính là chỉ tiêu cần thiết. Giá trị độc tính của kẽm đối với cá ngựa vằn thu được trong nghiên cứu này là LC50: 2,31 mg/L.

Ngoài ra, hormone tăng trưởng rất quan trọng đối với sự phát triển ở cá và việc tiếp xúc với kẽm đã làm giảm đáng kể biểu hiện của hormone này. Tổng chiều dài cơ thể và trọng lượng cơ thể cá thấp hơn đáng kể khi tiếp xúc nồng độ kẽm ở mức 0,41 và 1,5 mg/L so với nhóm đối chứng.

Ở mức tiếp xúc 4,8 mg/L, tổng chiều dài và trọng lượng không thể đo được bởi vì tất cả cá đã chết. Nghiên cứu này cũng cho thấy khả năng gây chết của kẽm đối với cá ngựa vằn sau khi nở mà không có sự phát triển phôi thai bất thường.

Các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với kim loại quá nồng độ quy định, bao gồm các hạt nano bạc, thủy ngân (II) clorua, cadmium, và các hạt nano oxit đồng hoặc các dạng khác nhau của kẽm chẳng hạn như các hạt nano oxit kẽm và kẽm pyrithione có thể gây ra sự phát triển phôi bất thường ở cá ngựa vằn, phù nề hoặc dị dạng cơ thể. Cá tráp đỏ nhật bản (Pagrus major) tiếp xúc với kẽm có biểu hiện bất thường về hình thái của con giống bao gồm rối loạn sắc tố, biến dạng cột sống, phù màng ngoài tim và xuất huyết nội tạng. Nhiều nghiên cứu cho thấy nhịp tim bị giảm do tiếp xúc với hóa chất và cuối cùng dẫn đến các phôi thai chết, vì vậy xác định nhịp tim là một trong những tiêu chí đánh giá phù hợp có thể dự đoán khả năng gây chết của hóa chất đối với vật nuôi.

Một số nghiên cứu trước đây đã kiểm tra tác động gây chết từ độc tính của kẽm đối với cá nhưng có rất ít báo cáo về cách kẽm ảnh hưởng như thế nào đến sự tăng trưởng ở cá. Đây là nghiên cứu đầu tiên báo cáo ảnh hưởng của kẽm đối với tăng trưởng trên cá ngựa vằn. Tuy nhiên, cần tiến hành những nghiên cứu chuyên sâu hơn để xác định liệu thời gian thử nghiệm ngắn hơn có đủ gây ra những tác động tiêu cực, ảnh hưởng đến tăng trưởng khi tiếp xúc với hóa chất hay không; nhịp tim bất thường có thể dự đoán khả năng gây chết hay không; làm rõ mối quan hệ giữa sự ức chế tăng trưởng và biểu hiện gen hormone bằng cách sử dụng các hóa chất khác nhau như chất gây rối loạn nội tiết, dược phẩm hoặc kim loại nặng.

References:

Zinc chloride influences embryonic development, growth, and Gh/Igf-1 gene expression during the early life stage in zebrafish (Danio rerio).

Horie, Y., Yonekura, K., Suzuki, A., & Takahashi, C. (2020).

Comparative Biochemistry and Physiology Part - C: Toxicology and Pharmacology, 230(September 2019), 108684.

https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2019.108684