Accumulation of lead, cadmium, copper and zinc in tissues of two European urban bats: Nyctalus noctula and Eptesicus serotinus

• Main Author: Timofieieva, Olha
• Format: Master Thesis
• Language: English
• Subjects: bioakumulacja metali; metale śladowe; Chiroptera; Nyctalus noctula; Eptesicus serotinus; Ukraina; metal bioaccumulation; trace metals; Ukraine; Raz
• Online Access: https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/240431

Europejskie nietoperze są owadożerne i znajdują się na najwyższym poziomie sieci troficznej, przez co są szczególnie narażone na znaczne ilości zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych. Metale śladowe należą do najistotniejszych substancji zanieczyszczających środowisko, jakie mogą wpływać na zdrowie osobników, skracając długość ich życia i obniżając reprodukcję. W ten sposób metale śladowe mogą negatywnie wpływać na populacje nietoperzy, pomimo czynnej ochrony ich miejsc noclegowych i siedlisk. Cele przeprowadzonych badań były następujące: (1) oszacowanie, po raz pierwszy w historii, akumulacji wybranych metali śladowych w tkankach nietoperzy z terenu Ukrainy; (2) porównanie zanieczyszczenia metalami śladowymi dwóch gatunków nietoperzy różniących się ekologią; (3) porównanie akumulacji metali w różnych tkankach nietoperzy; (4) porównanie akumulacji metali śladowych w najważniejszych narządach wewnętrznych i w sierści, aby stwierdzić, czy sierść może być wykorzystywana jako wskaźnik zanieczyszczenia metalami śladowymi.Wybranym do badań obszarem był silnie uprzemysłowiony i zurbanizowany obwód Charkowski (CHR) w północno-wschodniej części Ukrainy. W badaniach wykorzystano dwa gatunki nietoperzy: Nyctalus noctula (n=20) – gatunek sezonowo zamieszkujący lasy i Eptesicus serotinus (n=20) – mieszkaniec miast. Do analizy metali wykorzystano osobniki nie starsze niż rok. Wszystkie osobniki użyte do badań były znalezione martwe lub padły podczas hibernacji w Centrum Rehabilitacji Nietoperzy w Charkowie. Do analizy pobrano od obu gatunków tkanki zewnętrzne (błona skrzydłowa, futro) i wewnętrzne (wątroba, płuca, nerki, kości). Próbki analizowano na zawartość metali (Pb, Cu, Zn, Cd) przy użyciu spektrofotometru absorpcji atomowej.Oba gatunki nietoperzy nie różniły się pod względem stężenia większości metali w tkankach (p>0.05), z wyjątkiem Cd. Nawet jednak jeśli stwierdzono istotne różnice w stężeniach Cd w niektórych tkankach, nie zaobserwowano wyraźnego trendu pomiędzy badanymi gatunkami. Wyniki wykazały, że tylko w przypadku E. serotinus stężenie niektórych metali w sierści i skrzydle może służyć jako przybliżony wskaźnik akumulacji metal w tkankach wewnętrznych. Istotne korelacje stwierdzono dla stężenia Pb między sierścią i płucem, sierścią i wątrobą, skrzydłem i płucem oraz skrzydłem i nerkami. W przypadku Cd stwierdzono jedynie korelację między sierścią i płucem, natomiast w przypadku Cu między skrzydłem i wątrobą oraz między sierścią i nerkami. Stężenia metali w skrzydle lub sierści nie były skorelowane z ich stężeniami w kościach. Natomiast w przypadku N. noctula nie stwierdzono korelacji stężeń metali pomiędzy różnymi tkankami. Stężenia metali zaobserwowane w tkankach nietoperzy z okolic Charkowa można uznać za umiarkowane.Wyniki te pozwalają rozpatrywać Ukrainę jako obszar wzorcowy w badaniach narażenia nietoperzy na metali śladowe. Na jej terenie znajduje się zarówno kilka aglomeracji przemysłowych o wyjątkowo wysokim poziomie zanieczyszczenia, jak i liczne zupełnie niezanieczyszczone obszary. Długotrwały program monitoringu nietoperzy oferuje unikalną możliwość pozyskania dużej kolekcji tuszek różnych gatunków z różnych regionów. European bats are insectivorous and occupy the highest food web level, being thus particularly exposed to high input of both organic and inorganic pollutants. Trace metals, belonging to the most important environmental pollutants, may impact the health of individuals, decrease their longevity and reduce the reproductive success, threatening bat populations despite the efforts to protect their roosting sites and habitats. The objectives of the study were: (1) for the first time in Ukraine estimate accumulation of selected trace metals in bat carcasses; (2) compare metal contamination among two bat species differing in ecology; (3) compare metal accumulation in different bat tissues; (4) compare metal accumulation in most crucial organs and in the fur to tell whether fur can be used as a proxy for metal contamination of bats.The area selected for the study was Kharkiv region (KhR) in northeast Ukraine – a highly urbanized and industrialized region. Two bat species were used in the study: Nyctalus noctula (n=20) – a forests-dwelling species and Eptesicus serotinus (n=20) – an urban dweller. Only this-year-born individuals from each species were used for metal analysis. All individuals taken for investigation in the project were found dead by citizens or died during hibernation in the Bat Rehabilitation Center in Kharkiv. Tissues of the two species, external (wing membrane, fur) and internal (liver, lung, kidney, bones) were obtained for the analysis. The samples were analyzed for metal contents (Pb, Cu, Zn, Cd) using atomic absorption spectrophotometer. The two bat species did not differ in metal concentrations in the tissues (p>0.05) except for Cd. Even if significant differences have been detected for Cd concentrations in some tissues, no clear trend was seen between the species. The results showed that only for E. serotinus concentrations of some metals in the fur and wing can serve as proxies for internal contamination. Significant correlations were found for Pb concentrations between the fur and lung, fur and liver, wing and lung, and wing and kidney. For Cd only a correlation between the fur and lung was found, whereas for Cu between the wing and liver and between the fur and kidney. Metal concentrations in the wing or fur were not correlated with their concentrations in bone. In contrast, no correlations for metal concentrations between different tissues were found in N. noctula. Metal concentrations found in tissues of bats from Kharkiv area can be considered moderate.These findings also open Ukraine as a model territory for heavy metal exposure studies in bats. There are several industrial agglomerations in the country with extremely high level of industrial pollution and, at the same time, large pristine unpolluted areas are abound. The long lasting bat monitoring program offers a unique opportunity for large collection of carcasses from different areas.