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Acute cadmium biotic ligand model characteristics of laboratory-reared and wild yellow perch (Perca flavescens) relative to rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

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Abstract:

This study evaluated the >400-fold tolerance to acute waterborne Cd of a metal-tolerant fish, yellow perch (YP, Perca flavescens), relative to a sensitive model fish, rainbow trout (RBT, Oncorhynchus mykiss), from the perspective of the acute Cd biotic ligand model (BLM). Three-hour gill binding characteristics for Cd and its competitor, Ca, in both species exhibited only small quantitative differences, but gill Cd accumulations at 3 h and 24 h, which were associated with 50% lethality at 96 h (3- and 24-h LA50s), were 52- to 60-fold higher in YP relative to RBT. However, the acute Cd BLM cannot be extended from RBT to YP by simple adjustments of LA50 values because unlike RBT, in YP, LA50s (3 and 24 h) were 26- to 47-fold greater than the capacity of the characterized set of Cd-binding sites. Moreover, 3-h gill Ca and Cd binding characteristics in wild YP, collected from one clean (Geneva) and two metal-contaminated softwater lakes (Hannah and Whitson) around Sudbury region, northern Ontario, revealed that chronic waterborne factors like hardness and Cd preexposure can influence both Cd and Ca binding in fish gills and could have major implications for the future refinement of the acute Cd BLM approach.

Notre étude examine la tolérance à une exposition aiguë au cadmium (Cd) dans l'eau chez la perchaude (YP, Perca flavescens), un poisson tolérant aux métaux, tolérance plus de 400 fois plus élevée que celle de la truite arc-en-ciel (RBT, Oncorhynchus mykiss), un poisson modèle sensible, d'après le modèle du ligand biotique (BLM) de la toxicité aiguë du Cd. Les caractéristiques de liaison du cadmium et de son compétiteur, le calcium, au niveau de la branchie après 3 h n'affichent que de faibles différences quantitatives chez les deux espèces, mais les accumulations de cadmium après 3 h et 24 h, qui sont associées à une mortalité de 50 % après 96 h (LA50, 3 h et 24 h), sont de 52–60 fois plus élevées chez la perchaude que chez la truite. Cependant, le modèle BLM pour une exposition aiguë au cadmium ne peut être adapté de la truite à la perchaude par simple ajustement des valeurs de LA50 parce que, contrairement à la truite, la perchaude affiche des valeurs de LA50 (3 h et 24 h) 26–47 fois plus élevées que la capacité de la série caractérisée de sites de liaison du cadmium. De plus, les caractéristiques de liaison du calcium et du cadmium après 3 h dans la branchie de perchaudes sauvages, provenant d'un lac propre (Geneva) et de deux lacs contaminés (Hannah et Whitson), tous trois de faible dureté, de la région de Sudbury dans le nord de l'Ontario, démontrent que des facteurs aqueux chroniques, comme la dureté et l'exposition préalable au cadmium, peuvent affecter la liaison tant du cadmium que du calcium dans les branchies de poissons et peuvent avoir des conséquences majeures pour l'amélioration de la méthode BLM pour l'étude de l'exposition aiguë au Cd.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2004

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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