The effect of low doses of mercury on the temperature tolerance of juvenile carp Cyprinus carpio

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effect of supplied with food mercury on the temperature tolerance of juvenile carp Cyprinus carpio L. data were obtained for the first time in a chronic experiment. The total mercury content in the fish feeds of the two experimental groups was 0.02 mg/kg and 0.27 mg/kg of crude weight. After 5 months of the experiment, the mercury content in the muscles of fish fed with a higher concentration of mercury increased by 26 times, and from a lower concentration – by 5 times. The temperature tolerance of juvenile carp was determined monthly using the method of critical thermal maximum and the method of chronic lethal maximum. The accumulation of mercury in muscles up to 1.82 mg/kg did not have a significant (p >0.05) effect on the studied temperature characteristics of carp both under conditions of rapid (~8°C/h) and slow (1°C/day) water heating. The average values of KTM were 35.8–36.1°C, CLM – 39.6–39.7°C in fish of all experimental groups. At the same time, slow heating (the HLM method) contributed to accelerated accumulation of mercury in the muscles of fish receiving both low and increased doses of mercury. Apparently, the level of accumulated mercury did not cause significant failures in the operation of systems that ensure the temperature stability of the body. At the same time, the increased temperature background led to a significant acceleration of its accumulation.

About the authors

A. K. Smirnov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Email: smirnov@ibiw.ru
Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast, Russia

I. L. Golovanova

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast, Russia

V. T. Komov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters, Russian Academy of Sciences

Borok, Nekouzskii raion, Yaroslavl oblast, Russia

References

  1. Гарина Д.В. 2023. Влияние хронического поступления малых доз ртути на некоторые биохимические показатели липидного и белкового обмена у серебряного карася Carassius auratus (L., 1758) // Трансформация экосистем. Т. 6. № 3 (21). С. 86. https://doi.org/10.23859/estr-220505
  2. Голованов В.К. 2013. Температурные критерии жизнедеятельности пресноводных рыб. М.: Изд-во ПОЛИГРАФ-ПЛЮС.
  3. Голованова И.Л., Комов В.Т. 2005. Влияние ртути на гидролиз углеводов в кишечнике речного окуня Perca fluviatilis // Вопр. ихтиологии. Т. 45. № 5. С. 695.
  4. Голованова И.Л., Комов В.Т., Гремячих В.А. 2008. Гидролиз углеводов в кишечнике плотвы Rutilus rutilus (L.) при различном накоплении ртути в организме // Биология внутр. вод. № 3. С. 102.
  5. Кузьмина В.В., Гладков А.В., Баранов Д.А. 2011. Влияние состава пищи на динамику двигательных реакций и рациона карпа // Вестник АПК Верхневолжья. № 2(14). С. 28.
  6. Кузьмина В.В., Комов В.Т., Гремячих В.А., Русанова П.В. 2013. Активность пищеварительных гидролаз карпа Cyprinus carpio при разном содержании ртути в корме // Вопр. ихтиологии. Т. 53. № 3. С. 358. https://doi.org/10.7868/S0042875213020082
  7. Макеева А.В., Ключко Н.Ю. 2021. Исследования по совершенствованию рецептуры формованных мороженых полуфабрикатов из речного окуня Perca fluviatilis повышенной биологической ценности // Научный журнал “Известия КГТУ”. № 60. C. 97. https://doi.org/10.46845/1997-3071-2021-60-97-110
  8. Немова Н.Н., Лысенко Л.А., Мещерякова О.В., Комов В.Т. 2014. Ртуть в рыбах: Биохимическая индикация // Междисциплинарный научный и прикладной журнал “Биосфера”. Т. 6. № 2. С. 176.
  9. Немова Н.Н. 2005. Биохимические эффекты накопления ртути у рыб. М.: Наука.
  10. Овчинникова С.И. 2006. К вопросу об изменении химического состава тканей рыб семейства тресковые (Gadidae) в процессе хранения при низких температурах (–28°С) // Вестн. МГТУ. Т. 9. № 5. С. 814.
  11. Смирнов А.К. 2003. Сезонная и возрастная динамика верхних летальных температур у карповых и окуневых видов рыб: Дис. … канд. биол. наук: ИБВВ РАН. Борок.
  12. Степанова И.К., Комов В.Т. 2004. Роль трофической структуры экосистемы водоемов Северо-запада России в накоплении ртути в рыбе // Гидробиол. журн. Т. 40. № 2. С. 87.
  13. Яныгина Л.В., Евсеева А.А. 2022. Структурные перестройки донных сообществ малых рек бассейна Верхней Оби и Иртыша в зоне деятельности горнодобывающих предприятий // Биология внутр. вод. № 2. С. 198. https://doi.org/10.31857/S0320965222020188
  14. Amlund H., Lundebye A.K., Berntssen M.H.G. 2007. Accumulation and elimination of methylmercury in Atlantic cod (Gadus morhua L.) following dietary exposure // Aquat. Toxicol. V. 83. № 4. P. 323. https://doi.org/10.1016/ j.aquatox.2007.05.008
  15. Becker C.D., Wolford M.G. 1980. Thermal resistance of juvenile salmonids sublethally exposed to nickel, determined by the critical thermal maximum method // Environ. Pollution. Ser. A, Ecol. and Biol. V. 21. № 3. P. 181. https://doi.org/10.1016/0143-1471(80)90162-2
  16. Beckvar N., Dillon T.M., Read L.B. 2005. Approaches for linking whole-body fish tissue residues of mercury or DDT to biological effects thresholds // Environ. Toxicol. Chem. V. 24. № 8. P. 2094. https://doi.org/ 10.1897/04-284r.1
  17. Beitinger T.L., Bennett W.A., McCauley R.W. 2000. Temperature Tolerances of North American Freshwater Fishes Exposed to Dynamic Changes in Temperature // Environ. Biol. Fish. V. 58. P. 237. http://dx.doi.org/10.1023/A:1007676325825
  18. Berntssen M.H.G., Hylland K., Julshamn K. et al. 2004. Maximum limits of organic and inorganic mercury in fish feed // Aquaculture Nutrition. V. 10. P. 83. https://doi.org/10.1046/j.1365-2095.2003.00282.x.
  19. Bloom N.S. 1992. On the chemical form of mercury in edible fish and marine invertebrate tissues // Can. J. Fish Aquat. Sci. V. 49. P. 1010. https://doi.org/10.1139/f92-113
  20. Boening D.W. 2000. Ecological effects, transport, and fate of mercury: a general review // Chemosphere. V. 40. P. 1335. https://doi.org/10.1016/S0045-6535(99)00283-0
  21. Booth S., Zeller D. 2005. Mercury, food webs, and marine mammals: implications of diet and climate change for human health // Environ Health Perspect. V. 113. № 5. P. 521. https://doi.org/10.1289/ehp.7603
  22. Carrasco L., Barata C., García-Berthou E. et al. (2011). Patterns of mercury and methylmercury bioaccumulation in fish species downstream of a long-term mercury-contaminated site in the lower Ebro River (NE Spain) // Chemosphere. V. 84. № 11. P. 1642. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.05.022
  23. Carrier R., Beitinger T.L. 1988. Resistance of temperature tolerance ability of green sunfish to cadmium exposure // Bull. Environ. Contam. Toxicol. V. 40. P. 475. https://doi.org/10.1007/BF01688369
  24. Cember H., Curtis E.H., Blaylock B.G. 1978. Mercury bioconcentration in fish: Temperature and concentration effects // Environ. Pollut. V. 17. № 4. P. 311. https://doi.org/10.1016/0013-9327(78)90096-4
  25. Clarkson T.W., Magos L. 2006. The toxicology of mercury and its chemical compounds // Crit. Rev. Toxicol. V. 36. P. 609. https://doi.org/10.1080/10408440600845619
  26. Dijkstra J.A., Buckman K.L., Ward D. et al. 2013. Experimental and Natural Warming Elevates Mercury Concentrations in Estuarine Fish // PLOS ONE. V. 8. № 3. P. e58401. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0058401
  27. Dillon T., Beckvar N., Kern J. 2010. Residue-based mercury dose-response in fish: an analysis using lethality-equivalent test endpoints // Environ. Toxicol. Chem. V. 29. № 11. P. 2559. https://doi.org/10.1002/etc.314
  28. Hall B.D., Bodaly R.A., Furge R.J.P. et al. 1997. Food as the dominant pathway of methylmercury uptake by fish // Water, Air and Soil Pollut. V. 100. P. 13. https://doi.org/10.1023/A:1018071406537
  29. Haines T.A., Komov V.T., Matey V.E., Jagoe C.H. 1995. Perch mercury content is related to acidity and color of 26 Russian lakes // Water, Air and Soil Pollut. V. 85. P. 823.
  30. Harris H.H., Pickering I.J., George G.N. 2003. The chemical form of mercury in fish // Science. V. 301. P. 1203. https://doi.org/10.1126/science.1085941
  31. Georgieva E., Yancheva V., Stoyanova S. et al. 2021. Which Is More Toxic? Evaluation of the Short-Term Toxic Effects of Chlorpyrifos and Cypermethrin on Selected Biomarkers in Common Carp (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) // Toxics. V. 9. № 6. P. 125. https://doi.org/10.3390/toxics9060125
  32. Komov V.T., Gremyachikh V.A. 2022. Variations in mercury concentrations in the muscles of fish in biotopes within the water body and in different water bodies of Russia // Limnol. and Freshwater Biol. № 3. P. 1280. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2022-A-3-1280
  33. Lavoie R.A., Jardine T.D., Chumchal M.M. et al. 2013. Biomagnification of mercury in aquatic food webs: a worldwide meta-analysis // Environ. Sci. Technol. V. 47. № 23. P. 13385. https://doi.org/10.1021/es403103t
  34. Li Z.-H., Li P., Wu Y. 2021. Effects of waterborne mercury at different temperatures on hematology and energy metabolism in grass carp (Ctenopharyngodon idella) // Int. J. Environ. Sci. and Technol. V. 18. № 6. P. 1489. https://doi.org/10.1007/s13762-020-02906-7
  35. Niimi A.J., Kissoon G.P. 1994. Evaluation of the critical body burden concept based on inorganic and organic mercury toxicity to rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) // Arch. Environ. Contam. Toxicol. V. 26. P. 169. https://doi.org/10.1007/BF00224801.
  36. Pack E.C., Lee S.H., Kim C.H. et al. 2014. Effects of environmental temperature change on mercury absorption in aquatic organisms with respect to climate warming // J. Toxicol. and Environ. Health. Part A. V. 77. № 22–24. P. 1477. https://doi.org/10.1080/15287394.2014.955892
  37. Paladino F.V., Spotila J.R. 1978. The effect of arsenic on the thermal tolerance of newly hatched muskellunge fry (Esox masquinongy) // J. Thermal Biol. V. 3. № 4. P. 223. https://doi.org/10.1016/0306-4565(78)90024-4
  38. Pereira P., Puga S., Cardoso V. et al. 2016. Inorganic mercury accumulation in brain following waterborne exposure elicits a deficit on the number of brain cells and impairs swimming behavior in fish (white seabream – Diplodus sargus) // Aquat. Toxicol. V. 170. P. 400. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2015.11.031
  39. Schartup A.T., Thackray C.P., Qureshi A. et al. 2019. Climate change and overfishing increase neurotoxicant in marine predators // Nature. V. 572. P. 648. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1468-9
  40. Scheuhammer A.M., Meyer M.W., Sandheinrich M.B., Murray M.W. 2007. Effects of environmental methylmercury on the health of wild birds, mammals, and fish // Ambio. V. 36. № 1. P. 12. https://doi.org/10.1579/0044-7447(2007)36[12:eoemot]2.0.co;2
  41. Storelli M., Giacominelli-Stuffler R., Marcotrigiano G. 2002. Mercury Accumulation and Speciation in Muscle Tissue of Different Species of Sharks from Mediterranean Sea, Italy // Bull. Environ. Contam. Toxicol. V. 68. P. 201. https://doi.org/10.1007/s001280239
  42. Svobodova Z., Dusek L., Hejtmanek M. et al. 1999. Bioaccumulation of mercury in various fish species from Orlik and Kamyk water reservoirs in the Czech Republic // Ecotoxicol. Environ. Saf. V. 43. № 3. P. 231. https://doi.org/10.1006/eesa.1999.1783
  43. Ward D.M., Nislow K.H., Chen C.Y., Folt C.L. 2010. Rapid, efficient growth reduces mercury concentrations in stream-dwelling Atlantic salmon // Transactions of the American Fisheries Society. V. 139. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1577/T09-032.1
  44. Webber H.M., Haines T.A. 2003. Mercury effects on predator avoidance behavior of a forage fish, golden shiner (Notemigonus crysoleucas) // Environ. Toxicol. Chem. V. 22. P. 1556. https://doi.org/10.1002/etc.5620220718
  45. WHO. 1993. Environmental health criteria 101: Methylmercury. Geneva, Switzerland: World Health Organization.
  46. Zulkipli S.Z., Liew H.J., Ando M. et al. 2021. A review of mercury pathological effects on organs specific of fishes // Environ. Pollutants and Bioavailability. V. 33. № 1. P. 76. https://doi.org/10.1080/26395940.2021.1920468

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».