Heavy metal uptake, accumulation patterns, and ecotoxicological responses in terrestrial isopods: a review.

چکیده اصلی

Soil heavy metal contamination poses persistent ecological risks to terrestrial ecosystems. Woodlice (Oniscidea), also known as terrestrial isopods, are important soil decomposers with strong capacities for heavy metal accumulation and detoxification. This review synthesizes current knowledge regarding heavy metal accumulation, distribution, physiological effects and ecological implications in woodlice. Heavy metals are predominantly accumulated in the hepatopancreas in woodlice, the principal organ for metal sequestration and detoxification. Copper generally exhibits higher bioconcentration factors (BCFs) than other metals because of its strong association with thiol-rich ligands in hepatopancreatic cells. Based on existing investigations, in contaminated areas, mean woodlouse Cd, Cu, Pb, and Zn concentrations were 42.7, 295, 150, and 472 mg kg-1, respectively; woodlouse BCFs for soil Cd, Cu, Pb, and Zn were 4.72, 16.4, 2.39, and 2.38, respectively, while its BCFs for plant Cd, Cu, Pb, and Zn were 9.19, 14.1, 1.29, and 4.54, respectively. Heavy metal accumulation is influenced by metal type, concentration, and exposure duration, and body concentrations generally increase with exposure time until a steady-state equilibrium is reached. Elevated heavy metal exposure can impair feeding, reduce growth, induce hepatopancreatic histopathological damage, and increase mortality, potentially leading to reduced population density and simplified community structure under severe contamination. Although woodlice show potential as bioindicators of soil heavy metal contamination, nonlinear relationships between environmental and body metal concentrations limit their quantitative applicability. Current understanding of trophic transfer of heavy metals from woodlice to higher trophic levels remains limited and warrants further investigation.

ترجمه فارسی چکیده

آلودگی خاک به فلزات سنگین، خطرات اکولوژیک پایداری برای اکوسیستم‌های خاکی ایجاد می‌کند. ایسوپودهای خاکی (Oniscidea)، که به عنوان کرم‌های خاکی نیز شناخته می‌شوند، به عنوان تجزیه‌کننده‌های مهم خاک دارای ظرفیت‌های قوی برای تجمع و سم‌زدایی فلزات سنگین هستند. این مرور دانش فعلی را در مورد تجمع، توزیع، اثرات فیزیولوژیک و پیامدهای اکولوژیک فلزات سنگین در کرم‌های خاکی خلاصه می‌کند. فلزات سنگین عمدتاً در کبد و پانکراس (هپاتوپانکراس) کرم‌های خاکی تجمع می‌یابند، که اصلی‌ترین اندام برای جلوگیری از تجمع و سم‌زدایی فلزات است. مس به دلیل ارتباط قوی با لیگاند‌های غنی از تیول در سلول‌های هپاتوپانکراس، معمولاً عامل‌های غلظت زیستی (BCF) بالاتری نسبت به سایر فلزات نشان می‌دهد. بر اساس بررسی‌های موجود، میانگین غلظت‌های Cd، Cu، Pb و Zn در کرم‌های خاکی در مناطق آلوده به ترتیب 42.7، 295، 150 و 472 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. عامل‌های غلظت زیستی خاک برای Cd، Cu، Pb و Zn به ترتیب 4.72، 16.4، 2.39 و 2.38 و عامل‌های غلظت زیستی گیاهی برای Cd، Cu، Pb و Zn به ترتیب 9.19، 14.1، 1.29 و 4.54 بود. تجمع فلزات سنگین تحت تأثیر نوع فلز، غلظت و مدت زمان قرارگیری در معرض است و غلظت‌های بدنی معمولاً با افزایش زمان قرارگیری در معرض تا رسیدن به تعادل پایدار افزایش می‌یابند. قرارگیری در معرض بالا از فلزات سنگین می‌تواند تغذیه را مختل کند، رشد را کاهش دهد، آسیب‌های بافت‌شناسی به هپاتوپانکراس ایجاد کند و مرگ‌ومیر را افزایش دهد که در آلودگی شدید می‌تواند منجر به کاهش تراکم جمعیت و ساده‌سازی ساختار جامعه شود. اگرچه کرم‌های خاکی پتانسیل بالایی به عنوان شاخص‌های زیستی آلودگی خاک به فلزات سنگین دارند، روابط غیرخطی بین غلظت‌های فلزی محیطی و بدنی کاربرد کمی آن‌ها را محدود می‌کند. درک فعلی از انتقال تروفیک فلزات سنگین از کرم‌های خاکی به سطوح تروفیک بالاتر محدود است و نیاز به بررسی بیشتر دارد.

متن کامل اصلی