نشریه محیط زیست طبیعی

تغییرات فصلی مقادیر گلیسرول در لارو حشرات(مطالعه موردی: رودخانه زاینده رود)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده منابع طبیعی، گروه شیلات

2 گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده کشاورزی، گروه علوم و صنایع غذایی

چکیده

در سال‌های اخیر تغییرات اقلیمی جهانی و خشک‌شدن منابع آبی از مهمترین استرس‌های محیطی برای حیات آبزیان بوده است که سطح دما و رطوبت قابل تحمل آن‌ها را تغییر می‌دهد. شوک گرمایی در تابستان و شوک سرمایی در زمستان از فاکتورهای تعیین‌کننده‌ی نوع استراتژی بقای موجود در بی‌مهرگان تلقی می‌شود. دیاپوز و آنهیدروبیوزیز از جمله سازگاری‌های موجودات برای بقا هستند. تجمع قندها و پلی ال‌ها یک ویژگی فیزیولوژیکی رایج در میان ارگانیسم‌های آنهیدروبیوتیک می‌باشد. نمونه‌برداری به‌صورت فصلی به‌مدت یک سال از پاییز 1394 تا تابستان 1395 از دو ایستگاه خرسونک و کلیچه انجام شد. نمونه‌ها پس از خشک شدن، عصاره‌گیری شد و محلول نهایی به دستگاه HPLC تزریق شد. میزان قند گلیسرول Simuliidae در فصل بهار، تابستان، پاییز، زمستان به‌ترتیب برابر با 31/18، 65/7، 63/17 و 21/23 میکروگرم بر میلی‌گرم وزن مرطوب و برای خانواده Tipulidae به‌ترتیب برابر با 19/8، 36/7، 35/30 و 97/8 میکروگرم بر میلی‌گرم وزن مرطوب و برای خانواده Baetidae به‌ترتیب برابر با 43/44، 85/17، 07/38 و 13/11 میکروگرم بر میلی‌گرم وزن مرطوب می‌باشد. در خانواده Simuliidae مقادیر گلیسرول در فصل تابستان و پاییز اختلاف معنی‌داری نداشت (05/0 < P) ولی با سایر فصول تفاوت معنی‌داری را در نشان داد (05/0 > P). در خانواده Tipulidae مقادیر گلیسرول در فصل بهار و تابستان تفاوت معنی‌داری را نشان نداد (05/0 < P) و در فصل بهار و زمستان نیز با هم تفاوت معنی‌داری نداشتند (05/0 < P)، ولی مقادیر گلیسرول در فصل پاییز با بقیه فصول تغییرات معنی‌داری را نشان داد (05/0 > P). در خانواده Baetidae مقادیر گلیسرول در همه‌ی فصول با هم تفاوت معنی‌داری را نشان داد (05/0 > P). افزایش پلی‌ال‌ها با وزن مولکولی کم ارتباط تنگاتنگی با دیاپوز و آنهیدروبیوزیز دارد و در اوایل پاییز پوره و لارو حشرات در معرض شوک سرمایی قرار گرفته و شروع به افزایش این ترکیبات محافظت کننده می‌کنند و در فصل زمستان به‌عنوان ضدیخ به مصرف می‌رساند. علاوه بر این پوره و لارو حشرات در فصل بهار میزان این ترکیبات را افزایش می‌دهند تا در تابستان در مواجهه با افزایش دما و خشکی احتمالی قادر به بقا باشند. این مطالعه بیان می‌کند که پوره و لارو حشرات توسط مقادیر گلیسرول به شرایط اکولوژیکی محیطی، به‌خصوص در طول منجمدشدن و خشکی پاسخ می‌دهند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Seasonal Change of Gelycerol Contents in Insect Larvae(case studyZayanderud river)

نویسندگان [English]

  • Behnaz Ansari 1
  • Omidvar Farhadian 2
  • Javad Keramat 3

1 Department of Natural Resources, Isfahan University of Technology,

2 Department of Natural Resources, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran

3 Department of food science

چکیده [English]

In recent years, global climate change and water resources drought was the most important enviromental stress in aquatic life to be tolerable levels of temperature and humidity changes. The thermal shock and drying in summer, and cold shock and freezing in winter are the factors for determination of survival strategy invertebrates. Diapause and anhydrobiosis are the adaptation for survival in organisms. The accumulation of sugurs and polyol are the common physiological characteristic among anhydrobiotic organisms. The sampling carried out for one year from autumn 2015 to summer 2016 each season from two The amount of glycerol were 18.31, 7.65, 17.63 and 23.21 µg/mg wet weight for Simuliidae during spring, summer, autumn and winter, respectively.; and for Tipulidae were 8.19, 7.36, 30.35 and 8.97 µg/mg wet weight; and for Baetidae were 44.43, 17.85, 38.07 and 11.13 µg/mg wet weight. In Simuliidae the glycerol contents did not significant differences among summer and autumn (P > 0.05) while had significant differences (P < 0.05) in other seasons. In Tipulidae the glycerol had not significant differences in spring and summer (P > 0.05) and also had not significant differences in spring and winter (P > 0.05) while had significant differences (P < 0.05) in autumn with the other seasons. In the Baetidae the glycerol contents showed significant differences among different seasons (P < 0.05). The increasing polyols with of low molecular weight associated with diapause and anhydrobiosis In early autumn the insect larvae which exposed to cold shock increased the cryoprotectant components and consumed them as antifreezing. In addition, the insect larvae increased the antifreezing agents which make them to survive in the high temperature and desiccation during summer. This study illustrated that the insect larvae response to environment ecological conditions by glycerol content, especially during freezing and desiccation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Baetidae
  • Simuliidae
  • Tipulidae
  • Insect larvae
  • Glycerol
Bradshaw, W. E. and Holzapfel C.M., 2007. Evolution of animal photoperiodism. Annual Review of Ecology and Systematics 38: 1–25.
Bradshaw, W. E. and Holzapfel, C. M., 2010. Insects at not so low temperature: climate change in the temperate zone and its biotic consequences. In: Low Temperature Biology of Insects, ed. D. L. Denlinger, R. E. Lee, pp. 242–75. Cambridge, U.K: Cambridge University Press.
Burke, M. J., 1986. The glassy state and survival of anhydrous biological systems. In membranec, metabolism, and dry organisms. Comstock Publishing Associate, Cornell University Press, Ithaca. pp. 358-363.
Chown, S. L.; Sorensen, J. G. and Terblanche, J. S., 2011. Water loss in insects: an environmental change perspective. Journal of Insect Physiology 57(8): 1070-1084.
Danks, H.V., 2000. Dehydration in dormant insects. Journal of Insect Physiology 46: 837-852.
Denlinger, D. L. and Lee, R. E., 2010. Low Temperature Biology of Insects. Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press, 390 pp.
Doucet, D., Walker, V. K. and Qin, W., 2009. The bugs that came in from the cold: molecular adoptions to low temperatures in insects. Cellular and Molecular Life Science 66: 1404-1418.
Hahn, D. A. and Denlinger, D.L., 2011. Energetics of insect diapause. Annual Review of Entomology 56: 103-121.
Khaleghi, M., Sharifian, S. and Sadough, A., 2012. Bioindicators and the use of living organisms to assess environmental impacts in marine societies. The first national conference on the development of the Makoran coast and the Islamic Republic of Iran's naval authority. Maritime and Marine Science University of Chabahar, Iran. Pp. 68-76.
Lee, R. E., 1991. Principles of insect low temperature tolerance. In Lee, R. E. and Denlinger, D. L. Insects at Low Temperature. Chapman & Hall, New York, pp: 17–46.
Lorenz, M. W. and Gade, G., 2009. Hormonal regulation of energy metabolism in insects as a driving force for performance. Integrative and Comparative Biology 49: 380–392.
Mahmodi Khoshdaregi,  M., 2009. The effect of seasonal variations on the composition of zooplankton amino acids in the Henna lagoon. Master's degree in Fisheries, Department of Fisheries, Natural Resources Faculty, Isfahan University of Technology, Iran. 129 p.
McLennan, A.G. and Miller, A., 1990. A biological role for the heat shock response in crustaceans. Journal of Thermal Biology 15(1): 61-66.  
Sømme, L., 1982. Supercooling and winter survival in terrestrial arthropods. Comparative Biochemistry and Physiology 73: 519-543.
Soudi, S. and Moharramipour, S., 2012. Seasonal patterns of the thermal response in relation to sugar and polyol accumulation in overwintering adults of elm leaf beetle, Xanthogaleruca luteola (Coleoptera: Chrysomelidae). Journal of Thermal Biology 37: 384-391.
Storey, K. B. and Storey, J. M., 1990. Metabolic rate depression and biochemical adaptation in anaerobiosis, hibernation and estivation. The Quarterly Review of Biology 65: 145–174
Thorat, L. J., Gaikwad, S. M. and Nath, B. B., 2012. Trehalose as an indicator of desiccation stress in Drosophila melanogaster larvae: A potential marker of  anhydrobiosis. Biochemical and Biophysical Research Communications 419: 638-642.
van der Horst, D. J., 2003. Insect adipokinetic hormones: release and integration of flight energy metabolism. Comparative Biochemistry and Physiology B 136: 217–226.
Vanin, S., Bubacco, L., and Beltramini, M., 2008. Seasonal variation of trehalose and glycerol concentrations in winter snow-active insects. CryoLetters 29: 485-491.
Watanabe, M., 2006. Anhydrobiosis in invertebrates. Applied Entomology and Zoology 41: 15-31.
Watanabe, M., Kikawada, T. and Okuda, T., 2003. Increase of internal ion concentration triggers trehalose synthesis associated with cryptobiosis in larvae of Polypedilum vanderplanki. The Journal of Experimental Biology 206: 2281-2286.
نشریه محیط زیست طبیعی
دوره 72، شماره 2
تیر 1398
صفحه 159-172