Development of a field-based earthworm mark-release-recapture technique for biomonitoring

• Autorzy: Lowe Ch. N. , Butt K. R. , Cheynier K.

Identyfikatory

DOI

10.15584/pjsd.2017.21.1.4

Warianty tytułu

PL

Badania techniki ze znakowaniem dżdżownic, wprowadzaniem do gleby i odnajdywaniem osobników dla biomonitoringu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Biomonitoring in soil systems presents difficulties in retrieval and differentiation of test organisms from local populations. The aim of this study was to develop a simple method of in situ containment and efficient retrieval of earthworms. Visible Implant Elastomer (VIE) tags were used to identify earthworms Lumbricus rubellus and Aporrectodea caliginosa introduced to unpolluted pasture or a polluted site. Containment PVC tubes of different height (inserted differently into the soil and covered or not covered by a mesh) were used. Highest recovery rates for both species came from use of 0.3 m tubes (100% for A. caliginosa and 71% for L. rubellus). This study confirmed the feasibility of using VIE tags to identify and aid recovery of introduced earthworms from field experiments. Results suggested that recovery rates were influenced by behavioural differences in ecological groupings and site-specific factors. There is scope for further improvement in the tagging procedure, mortality assessment and investigation of containment for earthworms.

PL

Biomonitoring systemów glebowych stwarza trudności w odnajdywaniu i odróżnianiu organizmów testowych od miejscowych populacji. Celem badań było opracowanie prostej metody zatrzymywania dżdżownic in situ oraz ich skutecznego odnajdywania. Oznaczone implantem VIE dżdżownice: epigeiczny Lumbricus rubellus i endogeiczny Aporrectodea caliginosa wprowadzono do nie zanieczyszczonego pastwiska lub terenu zanieczyszczonego. Stosowano ograniczenia z rury PVC o różnej wysokości i głębokości wprowadzenia w glebę, a także zamknięte lub nie. Najwyższe wskaźniki odzysku dla obu gatunków pochodzą z zastosowania rur 0,3 m (100% w przypadku A. caliginosa i 71% w przypadku L. rubellus). Zastosowanie pokrywy siatkowej (próba 2) nie poprawiło odzysku A. caliginosa, ale zwiększyło odzysk L. rubellus z 0% do 70% w nieskażonej glebie. Badanie potwierdziło możliwość polowego użycia znaczników VIE w celu identyfikacji i odzyskiwania dżdżownic. Wyniki sugerują, że na współczynniki odzyskiwania wpływ miały różnice zachowań w grupach ekologicznych i czynniki specyficzne dla danego obszaru. Stwierdzono konieczność dalszych badań nad poprawą procedury znakowania, oceny śmiertelności i możliwości zatrzymywania dżdżownic wprowadzanych do gleby.

Słowa kluczowe

EN

containment; earthworms; ecotoxicology; in situ experiment; VIE tagging

PL

izolacja; dżdżownica; ekotoksykologia; badanie in situ; znakowanie VIE

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej w Rzeszowie, Oddział Południowo-Wschodni ; Polskie Towarzystwo Gleboznawcze Oddział w Rzeszowie
• Czasopismo: Polish Journal for Sustainable Development
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 21, cz. 1
• Strony: 33--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab.

Twórcy

autor

Lowe Ch. N.

• School of Forensic and Applied Sciences, University of Central Lancashire, Preston

autor

Butt K. R.

• School of Forensic and Applied Sciences, University of Central Lancashire, Preston

autor

Cheynier K.

• School of Forensic and Applied Sciences, University of Central Lancashire, Preston

Bibliografia

• 1. Blouin M., Hodson M.E., Delgado E.A., Baker G., Brussaard L., Butt K.R., Dai J., Dendooven L., Peres G., Tondoh J.E., Cluzeau D., Brun J.-J. 2013. A review of earthworm impact on soil function and ecosystem services. Eur. J. Soil Sci. 64. 161-182.
• 2. Bouché M.B. 1977. Stratégies lombriciennes. In: Lohm U, Persson T (eds) Soil organisms as component of ecosystems. Ecol. Bull. (Stockholm). 25. 122-132.
• 3. Butt K.R., Briones M.J.I., Lowe C.N. 2009. Is tagging with visual implant elastomer a reliable technique for marking earthworms? Pesq. Agropec. Bras. 44. 969-974.
• 4. Butt K.R., Grigoropoulou N. 2010. Basic Research Tools for Earthworm Ecology. Appl. Environ. Soil Sci. 2010. Article ID 562816. 12 pages. doi:10.1155/2010/562816.
• 5. Butt K.R., Lowe C.N. 2007. A viable technique for tagging earthworms using visible implant elastomer. Appl. Soil Ecol. 35. 454-457.
• 6. Butt K.R., Lowe C.N., Callaham Jr M.A., Nuutinen V. 2015. An oasis of fertility on a barren island: Earthworms at Papadil, Isle of Rum. Glasg. Nat. 26 (2). Available online: [http://www.glasgownaturalhistory.org.uk/gn26_2/earthworms_butt.pdf], accessed 10/01/16.
• 7. Butt K. R., Nuutinen V., Sirén T. 2003. Resource distribution and surface activity of adult Lumbricus terrestris L. in an experimental system. Pedobiologia. 47. 548-553.
• 8. Crook D.A., White R.W.G. 1995. Evaluation of subcutaneously implanted visual implant tags and coded wire tags for marking and benign recovery in a small scaleless fish, Galaxias truttaceus (Pisces: Galaxiidae). Mar. Freshwater Res. 46. 943-946.
• 9. Godin D.M., Carr W.H., Hagino G., Segura F., Sweeney J.N., Blankenship L. 1996. Evaluation of a fluorescent elastomer internal tag in juvenile and adult shrimp Penaeus vannamei. Aquaculture. 139. 243-248.
• 10. González G., Espinosa E., Liu Z., Zou X. 2006. A Fluorescent marking and re-count technique using the invasive earthworm, Pontoscolex corethrurus (Annelida: Oligochaeta). Caribb. J. Sci. 42. 371-379.
• 11. Grigoropoulou N., Butt K.R. 2010. Field investigations of Lumbricus terrestris spatial distribution and dispersal through monitoring of manipulated, enclosed plots. Soil Biol. Biochem. 42. 40-47.
• 12. Hankard P.K., Svendsen C., Wright J., Wienberg C., Fishwick S.K., Spurgeon D.J., Weeks J.M. 2004. Biological assessment of contaminated land using earthworm biomarkers in support of chemical analysis Sci. Total Environ. 330. 9-20.
• 13. Hund-Rinke K., Achazi R., Römbke J., Warnecke D. 2003. Avoidance test with Eisenia fetida as indicator for the habitat function of soils: Results of a laboratory comparison test. J. Soils Sediments. 3. 7-12.
• 14. Knacker T., Van Gestel C.A.M., Jones S.E., Soares A.M.V.M., Schallnaß H.J., Förster B., Edwards C.A. 2004. Ring-testing and field-validation of a terrestrial model ecosystem (TME) - An instrument for testing potentially harmful substances: Conceptual approach and study design. Ecotoxicology. 13. 9-27.
• 15. Lowe C.N., Butt K.R. 2005. Culture techniques for soil dwelling earthworms: A review. Pedobiologia. 49. 401-413.
• 16. Lowe C.N., Butt K.R. 2007. Earthworm culture, maintenance and species selection in chronic ecotoxicological studies: A critical review. Eur. J. Soil Biol. 43. S281-S288.
• 17. Lowe C.N., Butt K.R., Cheynier K, Y-M 2016. Assessment of avoidance behaviour by earthworms (Lumbricus rubellus and Octolasion cyaneum) in laboratory-based, linear pollution gradients. Ecotox. Environ. Safe. 124. 324-328.
• 18. Lukkari T., Haimi J., 2005. Avoidance of Cu- and Zn-contaminated soil by three ecologically different earthworm species. Ecotox. Environ. Safe. 62. 35-41.
• 19. Marinussen M.P.J.C., van der Zee S.E.A.T.M., de Haan F.A.M. 1997. Cu accumulation in the earthworm Dendrobaena veneta in a heavy metal (Cu, Pb, Zn) contaminated site compared to Cu accumulation in laboratory experiment. Environ. Pollut. 96. 227-233.
• 20. Marquenie J.M., Simmers J.W. 1988. A method to assess potential bioavailability of contaminants, In: Edwards C.A., Neuhauser E.F. (Ed.). Earthworms in Waste and Environmental Management. First International Conference. Cambridge. England. UK. SPB Academic Publishing BV. The Hague. Netherland. p. 391.
• 21. OECD 2004. OECD guideline for the testing of chemicals. Earthworms reproduction test (Eisenia fetida/Eisenia andrei). p. 18.
• 22. OECD 2010. OECD guideline for the testing of chemicals. Bioaccumulation in terrestrial oligochaetes. O.E.C.D., p. 30.
• 23. Pey B. 2010. Contributiom de la fune du sol au fonctionnement et à l'évolution des Technosols. In: Laboratoire Sols et Environnement INPL(ENSAIA)/INRA UMR 1120. Ecole Doctorale Ressources Procédés Produits et Environnement. Istitut National Polytechnique de Lorraine. Ecole Nationale Supérieure d'Agronomie et des Industries Alimentaires. Vandoeuvre-lès-Nancy.
• 24. Pey B., Cortet J., Watteau F., Cheynier K., Schwartz C. 2013. Structure of earthworm burrow related to organic matter of a constructed Technosol. Geoderma. 202-203. 103-111.
• 25. Phillipson J., Bolton P.J. 1975. The respiratory metabolism of selected Lumbricidae. Oecologia. 22. 135-152.
• 26. Reinecke S.A., Reinecke A.J. 2007. The impact of organophosphate pesticides in orchards on earthworms in the Western Cape. South Africa. Ecotox. Environ. Safe. 66. 244-251.
• 27. Sims R.W., Gerard B.M. 1999. Synopses of the British Fauna (31) - Earthworms. Linnean Society. London and the Estuarine and Brackish Water Sciences Association.
• 28. WYGE 2004. English Partnerships. CARLTON STREET, PRESTON; Ground Investigation Interpretative Report. White Young Green Environmental Ltd.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).