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In den vergangenen Jahren gab es verschiedene Initiativen, die auf die unzureichende Fördersituation der Schadstoffbezogenen Umweltwissenschaften in der Bundesrepublik Deutschland aufmerksam gemacht haben. Um eine objektive Analyse über die Fördersituation der Ökotoxikologie und Umweltchemie in Deutschland zu erhalten, wurde eine anonyme Online-Befragung ausgearbeitet. Mit Unterstützung der Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) – German Language Branch und der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) – Fachgruppe für Umweltchemie und Ökotoxikologie wurde eine Einladung zur Teilnahme an der Befragung an alle Mitglieder dieser beiden maßgeblichen Verbände der Ökotoxikologie und Umweltchemie im deutschsprachigen Raum versendet. Nur leitende Mitarbeiter aus den Bereichen Forschung, Behörden und Industrie sollten an der Befragung teilnehmen. Die Befragung gliedert sich in eine Sektion zur sozioökonomischen Charakterisierung der Teilnehmer, eine zur Förderung der Forschung durch die DFG und eine zur Förderung durch andere Geldgeber. Insgesamt haben 71 Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen in leitenden Positionen aus verschiedenen Sparten an der Befragung teilgenommen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Teilnehmer als sehr leistungsstark eingestuft werden können. 48,5 % der Befragten hatten bereits einen Antrag bei der DFG gestellt. Ein Drittel der Befragten gaben an, eine Förderung durch die DFG erhalten zu haben. 64 % sind mit der Förderung Schadstoffbezogener Umweltwissenschaften durch die DFG nicht zufrieden, nur 7 % sind zufrieden. Es zeigte sich, dass die Anträge insgesamt sehr heterogen auf verschiedene Fachbereiche der DFG verteilt sind. Geowissenschaften, Wasserforschung und Chemie nehmen die ersten Ränge ein, vor Biologie und Ökologie. Im Gegensatz dazu gaben 91,2 % der Befragten an, dass Sie bereits Drittmittelanträge bei anderen Förderinstitutionen (außer der DFG) gestellt haben, und 83,6 % wurden bereits entsprechende Drittmittelanträge bewilligt. 62,3 % der Befragten sind der Meinung, dass sich die Fördersituation für die Schadstoffbezogenen Umweltwissenschaften in den letzten Jahren insgesamt verschlechtert oder sogar deutlich verschlechtert hat. Der überwiegende Anteil der Befragten (60,9 %) ist mit der Fördersituation durch Drittmittelgeber unzufrieden, nur 10,9 % sind damit zufrieden. Auf die Frage „Ist die Forschungsförderung im europäischen Ausland insgesamt besser als in Deutschland?“ antworteten 30 % mit „ja“, 9 % mit „nein“ und 61 % mit „ich weiß nicht“. Zusammenfassend ergab die Befragung, dass die Fördersituation der Ökotoxikologie und Umweltchemie in Deutschland insgesamt als steigerungsbedürftig, bei der DFG jedoch als problematisch zu bewerten ist. Die auffällige Unterrepräsentation der DFG im Vergleich zu anderen Drittmittelgebern verdeutlicht, dass die wichtigste Förderinstitution Deutschlands den Bedürfnissen der Schadstoffbezogenen Umweltwissenschaften nicht hinreichend Rechnung trägt. Insbesondere die Antworten auf die offenen Fragen bezüglich Verbesserungsmöglichkeiten der Forschungsförderung sollten als Grundlage für einen offenen Dialog der Schadstoffbezogenen Umweltforschung mit den Drittmittelgebern DFG, BMBF und DBU bzw. den entsprechenden Institutionen in CH und A genutzt werden.
One like all? Behavioral response range of native and invasive amphipods to neonicotinoid exposure
(2024)
Highlights
• Short-time neonicotinoid exposure causes behavioral responses in non-target species.
• Environmentally relevant concentrations can induce changes in invertebrate behavior.
• Different baseline activity of ecological similar crustacean amphipods.
• Species respond specifically to thiacloprid exposure.
• Acantocephalan infection affects locomotion of intermediate host Gammarus roeselii.
Abstract
Native and invasive species often occupy similar ecological niches and environments where they face comparable risks from chemical exposure. Sometimes, invasive species are phylogenetically related to native species, e.g. they may come from the same family and have potentially similar sensitivities to environmental stressors due to phylogenetic conservatism and ecological similarity. However, empirical studies that aim to understand the nuanced impacts of chemicals on the full range of closely related species are rare, yet they would help to comprehend patterns of current biodiversity loss and species turnover. Behavioral sublethal endpoints are of increasing ecotoxicological interest. Therefore, we investigated behavioral responses (i.e., change in movement behavior) of the four dominant amphipod species in the Rhine-Main area (central Germany) when exposed to the neonicotinoid thiacloprid. Moreover, beyond species-specific behavioral responses, ecological interactions (e.g. parasitation with Acanthocephala) play a crucial role in shaping behavior, and we have considered these infections in our analysis. Our findings revealed distinct baseline behaviors and species-specific responses to thiacloprid exposure. Notably, Gammarus fossarum exhibited biphasic behavioral changes with hyperactivity at low concentrations that decreased at higher concentrations. Whereas Gammarus pulex, Gammarus roeselii and the invasive species Dikerogammarus villosus, showed no or weaker behavioral responses. This may partly explain why G. fossarum disappears in chemically polluted regions while the other species persist there to a certain degree. But it also shows that potential pre-exposure in the habitat may influence behavioral responses of the other amphipod species, because habituation occurs, and potential hyperactivity would be harmful to individuals in the habitat. The observed responses were further influenced by acanthocephalan parasites, which altered baseline behavior in G. roeselii and enhanced the behavioral response to thiacloprid exposure. Our results underscore the intricate and diverse nature of responses among closely related amphipod species, highlighting their unique vulnerabilities in anthropogenically impacted freshwater ecosystems.
In (eco-)toxicological studies the light/dark transition (LDT) test is one of the most frequently used behaviour assays with zebrafish eleutheroembryos. However, study results vary regarding data presentation and analysis and mostly focus on a limited amount of the recorded data. In this study, we investigated whether monitoring two behavioural outcomes (time and distance moved) together with analysing multiple parameters can improve test sensitivity and data interpretation. As a proof of principle 5-day old zebrafish (Danio rerio) eleutheroembryos exposed to either endocrine disruptors (EDs) or acetylcholine esterase (AChE) inhibitors were investigated. We analysed conventional parameters such as mean and sum and implemented additional endpoints such as minimum or maximum distance moved and new parameters assessing the bursting response of eleutheroembryos. Furthermore, changes in eleutheroembryonic behaviour during the moment of the light to dark transition were added. To improve data presentation control-normalised results were displayed in radar charts, enabling the simultaneous presentation of different parameters in relation to each other. This enabled us to identify parameters most relevant to a certain behavioural response. A cut off threshold using control data was applied to identify parameters that were altered in a biological relevant manner. Our approach was able to detect effects on different parameters that remained undetected when analysis was done using conventional bar graphs on - in most cases analysed - averaged, mean distance moved values. By combining the radar charts with additional parameters and by using control-based thresholds, we were able to increase the test sensitivity and promote a deeper understanding of the behaviour response of zebrafish eleutheroembryos in the LDT test and thereby increased its usability for behavioural toxicity studies.