Novaluron'un daphnia magna üzerindeki toksik etkilerinin gelişim, morfoloji, fizyoloji ve gen ekspresyonu düzeyinde incelenmesi

Pestisitler, zararlı organizmaları kontrol etmek için kullanılan kimyasallardır ve tarımda verimliliği artırmak amacıyla yaygın olarak kullanılır. Böcek, yabani ot, mantar ve kemirgen gibi zararlılara karşı insektisit, herbisit, fungusit ve rodentisit olarak sınıflandırılırlar. Tarım dışında evlerde, işyerlerinde ve bahçe bakımında da kullanılırlar. Novaluron, böcek gelişimini düzenleyici bir insektisit olup özellikle tarımsal zararlılara karşı kullanılır. Kimyasal olarak kitin sentez inhibitörü olarak bilinen bu madde, böceklerin dış iskeletlerinin oluşumunu engelleyerek larvaların gelişimini durdurur. Novaluron gibi pestisitler, yüzey akışı, toprak erozyonu, yeraltı sularına sızma ve atmosferik taşınım gibi pek çok yolla sucul eksosisteme karışmakta ve sucul canlılarda toksik etkilere sebep olabilmektedir. Dolayısıyla bu tez çalışması kapsamında Novaluron'un en önemli sucul model organizmalardan olan Daphnia magna'daki akut toksik etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Novaluron'un Daphnia magna'daki toksisitesini belirlemek için 24 saatten küçük dafnidlere 100 mg/L, 10 mg/L, 1mg/L, 0,1 mg/L, 0,01 mg/L, 0,001 mg/L ve 0,0001 mg/L'lik konsantrasyonlarda uygulama yapılmıştır. Novaluron'un Daphnia magna'daki 48 saatlik LC50 konsantrasyonu 61 μg/L olarak tespit edilmiştir. Çalışmamızda bir kontrol ve 3 deney grubu olmak üzere toplamda 4 grup oluşturulmuştur ve her bir grupta 24 saatten küçük 10 daphnid kullanılmıştır. Kontrol grubuna hiç bir uygulama yapılmazken deney gruplarına 72 saat boyunca subletal konsantrasyonlar olan 3,75 μg/L 7,5 μg/L ve 15 μg/L Novaluron uygulaması yapılmıştır. Boy uzunluğu, gelişim deformitelerinin yanı sıra, kalp büyüklüğü, kalp atım hızı, toraks ve abdominal kavite hareketleri yönünden değerlendirilmiştir. Ayrıca bu çalışmada; Novaluron pestisitinin subletal konsantrasyonlarına 24 saat boyunca maruz bırakılan Daphnia magna yavrularında detoksifikasyon sistemi (cyp314, cyp360A8, gst ve p-gp) ile ilgili genlerin ekpresyon seviyelerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma, Novaluron pestisitinin subletal konsantrasyonları olan 3,75 μg/L, 7,5 μg/L ve 15 μg/L konsantrasyonlarının Daphnnia magna'ya 24 saat boyunca uygulanması ile gerçekleştirilmiştir. Genlere ait ekpresyon profilleri Real Time PCR kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen verilerin dağılımı SPSS program kullanılarak Shapiro-Wilk testi ile incelenmiştir. Normal dağılıma sahip gruplar için istatiksel anlamlılık parametrik test olan One-way ANOVA kullanılırken, normal dağılıma sahip olmayan gruplar için parametrik olmayan Kruskal-Wallis testi kullanılmıştır. Daha sonra gruplar arası anlamlılık için post-hoc testleri uygulanmıştır. Analizler, %95; %99, %99,9 güven düzeyi; 0,05, 0,01 ve 0,001 anlamlılık değeri kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen veriler değerlendirildiğinde, en fazla toksik etki 15 μg/L Novaluron'a maruz kalan grupta tespit edilmiştir. Deney gruplarının tamamında, kontrol grubuna kıyasla kalp atımında artış gözlemlenirken toraks ve abdominal kavite gibi diğer fizyolojik faaliyetlerinde azalma tespit edilmiştir. Özellikle abdominal kavite aktivitesinin 72. saatte 15 μg/L konsantrasyona maruz kalan grupta durma noktasına geldiği gözlemlenmiştir. Deney grularında Novaluron maruziyeti sonrasında boy uzunluğunda artış tespit edilirken kalp çapında azalma olduğu belirlenmiştir. Novaluron uygulaması yapılmış bireyler kontrol ile kıyaslandığında kuyruk deformasyonu, karın pençesi deformasyonu, sekonder anten deformasyonu ve perkardiyal ödem oluştuğu gözlemlenmiştir. Çalışma süresi sonunda pestisit uygulanan Daphnia yavrularında; cyp314 ve gst genlerindeki ekpresyon seviyeleri kontrol gurubuna kıyasla istatistiksel olarak anlamlı artış gösterirken (p<0,05, p<0,01 ve p<0.001), cyp360A8 geninin ekspresyon seviyesi kontrol gurubuna kıyasla istatistiksel olarak azalmıştır (p<0,05, p<0,01 ve p<0.001). p-gp geninin ekspresyonu kontrol ile kıyaslandığında ise istatistiksel olarak anlamlı bir değişime neden olmamıştır Sonuç olarak, bu çalışma Novaluron'un Daphnia magna üzerindeki akut toksik etkilerini kapsamlı bir şekilde ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, düşük konsantrasyonlarda dahi tarımda sıklıkla kullanılan bu pestisitin, sucul organizmalarda belirgin fizyoloji, morfoloji ve gen ekspresyonu üzerinde etkiler oluşturabileceğini göstermektedir. Bu bulgular, Daphnia magna'nın tatlı su ekosistemlerinde kilit bir tür ve sucul toksisitenin değerlendirilmesinde önemli bir model organizma olması nedeniyle, Novaluron'un yarattığı potansiyel ekolojik riskleri anlamak açısından önem taşımaktadır. Sonuç olarak, bu çalışma, Novaluron'un Daphnia magna üzerindeki akut toksik etkilerini ortaya koyarak, sucul ortamların kirlenmesini önlemek amacıyla pestisit kullanımının daha dikkatli bir şekilde yönetilmesi ve düzenlenmesi gerektiğini vurgulamaktadır. Anahtar Kelimeler: Daphnia magna, Novaluron, akut toksisite, morfolojik deformasyonlar, fizyolojik değişiklikler, gen ekspresyonu