銅、酸性化、温暖化にさらされたサンゴ礁カルシファイヤーの生態毒性反応。複数のバイオマーカーを用いたアプローチ

Ecotoxicological responses of a reef calcifier exposed to copper, acidification and warming: A multiple biomarker approach.

• Joseane A Marques
• Douglas P Abrantes
• Laura Fb Marangoni
• Adalto Bianchini

抄録

世界各地のサンゴ礁を脅かす複数のストレス要因が存在し、共生有孔虫はサンゴ礁の健全性を示す生物学的指標となっています。本研究の目的は、銅（Cu）と気候変動に関連したストレス要因（海洋酸性化と温暖化）が共生有孔虫に及ぼす影響を、バイオマーカーを用いた統合的な分析により、単一または複合的な影響を調べることである。メソコズムアプローチを用いて、Amphistegina gibbosa を酸性化、温暖化、銅汚染に 25 日間曝露した。Cuは白化と呼吸率を増加させる主な要因であった。温暖化は、死亡率と成長の低下の主な原因であった。石灰化関連酵素はCu曝露に反応して抑制され、一般的には気候変動下でより強く抑制された。複数の生物学的エンドポイントは、現実的な暴露シナリオに対して異なる方法で反応したが、気候変動と銅の組み合わせがもたらす一般的なストレスを証明した。これらの生物学的反応が「ストレス指標」である IBR（Integrated Biomarker Response）の高い値を導き出し、複数のストレッサーシナリオ下での生物の健康障害を示した。この結果は、潜在的なモニタリングツールを検出することで、サンゴ礁管理のための洞察を提供しています。生態毒性反応から、銅は有孔虫の気候変動（酸性化＋温暖化）に対する耐性を低下させることが示された。分析されたエンドポイントが高い生態学的関連性を持ち、反応が古典的なサンゴ礁生物指標種で評価されていることから、これらの結果は、気候変動と金属汚染のサンゴ礁への共曝露のリスクの高さを浮き彫りにしています。統合された応答は、より良い影響の理解を可能にし、変化する海洋に対する汚染の影響を監視するための有望なツールとして指摘されています。

Multiple global and local stressors threat coral reefs worldwide, and symbiont-bearing foraminifera are bioindicators of reef health. The aim of this study was to investigate single and combined effects of copper (Cu) and climate change related stressors (ocean acidification and warming) on a symbiont-bearing foraminifer by means of an integrated biomarker analysis. Using a mesocosm approach, Amphistegina gibbosa were exposed for 25 days to acidification, warming and/or Cu contamination on a full orthogonal design (two levels each factor). Cu was the main factor increasing bleaching and respiration rates. Warming was the main cause of mortality and reduced growth. Calcification related enzymes were inhibited in response to Cu exposure and, in general, the inhibition was stronger under climate change. Multiple biological endpoints responded to realistic exposure scenarios in different ways, but evidenced general stress posed by climate change combined with Cu. These biological responses drove the high values found for the 'stress index' IBR (Integrated Biomarker Response) - indicating general organismal health impairment under the multiple stressor scenario. Our results provide insights for coral reef management by detecting potential monitoring tools. The ecotoxicological responses indicated that Cu reduces the tolerance of foraminifera to climate change (acidification + warming). Once the endpoints analysed have a high ecological relevance, and that responses were evaluated on a classical reef bioindicator species, these results highlight the high risk of climate change and metal pollution co-exposure to coral reefs. Integrated responses allowed a better effects comprehension and are pointed as a promising tool to monitor pollution effects on a changing ocean.

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