کاربرد انگشت نگاری عنصری در تفکیک جمعیتی و پایش زیستی ماهی سفید (Rutilus kutum) در جنوب دریای خزر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

در این تحقیق به منظور بررسی قابلیت استفاده از پنج بافت سخت (اتولیت، فلس، شعاع سخت باله، عدسی چشم و مهره های پشتی) ماهی سفید (Rutilus kutum) برای تفکیک جمعیت های مختلف این گونه و ارزیابی قابلیت پایش زیستی در حوزه جنوبی دریای خزر از طریق سنجش تغییرات میزان تجمع زیستی عناصر تعداد 60 نمونه ماهی سفید از سه ایستگاه نمونه برداری در حوزه جنوبی دریای خزر (ایستگاههای 1، 2 و 3 به ترتیب در مجاورت مصب رودخانه های سفید رود، تجن و گرگانرود) گردآوری شد. همچنین در این پژوهش امکان استفاده از هر یک از پنج بافت مزبور به منظور استفاده به عنوان آرشیو زیستی عناصر و از سوی دیگر، تجمع عناصر در بافت های ماکول و مخاطرات احتمالی ناشی از مصرف آنها بررسی گردید. نمونه برداری ها در طی خرداد 1395 توسط تورهای پره ساحلی انجام شد. در مجموع میزان تجمع 13 عنصر اصلی و فرعی در نمونه ها (پنج بافت سخت مذکور و دو بافت عضله و کبد) توسط روش های پیکسی و میکرو پیکسی بررسی شد. کمترین میزان تشابه بین بافت ها در مورد عدسی چشم (از نظر تجمع عناصر  P، S و Zn) و کبد (از دیدگاه تجمع عناصر Cl، Fe و K) قابل تشخیص بود. هیچگونه همبستگی معنی داری بین عناصر و خصوصیات بیومتریک مشاهده نگردید. به نظر می رسد که تمام بافت های سخت، به جز عدسی چشم، ممکن است جایگزین های بالقوه ای برای پایش زیستی عناصر Ca، Cl، Fe، K و S باشند. با توجه به نتایج مربوط به تجمع Sr در اتولیت، می توان استنتاج نمود که نمونه هایی که از ایستگاه های 2 و 3 گردآوری شده اند، احتمالا متعلق به یک جمعیت می باشند. استنتاج مشابهی نیز بر مبنای نتایج حاصل از تجمع K در فلس حاصل گردید. فلس ها ممکن است قابلیت استفاده به عنوان ساختار جایگزین اتولیت برای تفکیک جمعیت های R. kutum را داشته باشند. از میان ده عنصری که با بکارگیری روش پیکسی در بافت ماکول (عضله) قابل اندازه گیری بودند، تنها در مورد چهار عنصر Zn، Cu، Fe و Mn آستانه های مجاز در برخی استانداردهای بین المللی تعریف شده است که میانگین مقادیر اندازه گیری شده در این تحقیق در تمامی موارد در مقایسه با استانداردهای مزبور بسیار کمتر بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Applications of elemental fingerprinting for population discrimination and biomonitoring potential assessment of Rutilus kutum from the Southern Caspian Sea

نویسندگان [English]

  • N. Porang
  • F. Parafkandeh haghighi
  • H. Moazzami
  • D. Aghaaligol
  • P. Ghavam mostafavi
  • M. Mahmoodian
چکیده [English]

In this research, the potential use of five hard parts (otolith, scale, eye lens, dorsal spine, vertebral bone) of Rutilus kutum for populations discrimination and biomonitoring as well as their usability as biological archive in the southern Caspian Sea was investigated. Two soft tissues (muscle and liver) were also analyzed for assessment of the possible risk of consumption and use as biomonitoring tool, respectively.  A total of 60 specimens were collected using beach seine from three sampling sites (adjacent to the estuaries of the rivers Sefidrud, Tajan and Grorganrud, respectively) in the Southern Caspian Sea in May 2016. In total, the levels of 13 major and trace elements in the samples (the seven soft and hard tissues) was measured using PIXE (Proton Induced X-ray Emission) and µ-PIXE methods. Minor similarities among the tissues were observed in the case of eye lens (for P, S and Zn) and liver (for Cl, Fe and K). There were no significant relationships between the elements and biological characteristics (weight, total length and standard length). Based on the results, it seems that all the studied hard parts, except for eye lens, may offer alternatives for biomonitoring of Ca, Cl, Fe, K and S in the southern Caspian Sea. Considering Sr level in otolith, no significant differences could be found between the sampling sites 2 and 3. So it can be concluded that the specimens collected from the two sites are probably from the same population. Similar results were also obtained based on the results concerning K accumulation in scale. It can be concluded that scales may provide an alternative structure to otolith for stock discrimination of R. kutum in the southern Caspian Sea. Among the 10 elements that were detectable in the muscle using the PIXE method, only in the case of four of them (i.e. Zn, Cu, Fe and Mn) maximum allowable concentrations for human consumption have been defined, which in all the cases the mean concentrations in the present study were far below the recommended limits.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Caspian Sea
  • KUTUM
  • Population discrimination
  • Biomonitoring
  • PIXE