A standard ecotoxicological bioassay using early life stages of the marine fish Psetta maxima^*

¹ Universidad de Vigo, Toralla Marine Science Station, ECIMAT, 36331 Vigo, Spain
² Hydrobiology Unit, Environmental Biomonitoring Laboratory, Faculty of Sciences, Bizerte Zarzouna, 7021, Tunisia

^a Corresponding author: lazhar@uvigo.es

Received: 24 April 2009
Accepted: 8 March 2010

Abstract

Fish tests must be developed for both regulatory and conservation reasons, as such testing forms an indispensable component of integrated toxicity testing strategy for the marine environment. To standardise a fish embryo test, the acute toxicity of metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) to early life stages (ELS) of turbot (Psetta maxima) was studied. Embryos were exposed to dilutions of cooper, cadmium, mercury, fluoranthene, phenanthrene, pyrene and naphthalene in darkness and under visible light. Hatching success, yolk sac alterations, pericardial edema, skeletal deformities and mortality were observed. The effective concentrations (EC₅₀, EC₁₀,) no observed effect concentration (NOEC) and the lowest observed effect concentration (LOEC) were determined at the end of the bioassays. Exposure to metals and PAHs in ecologically relevant concentrations, either in darkness or under artificial light, caused significant lethal and sublethal effects in turbot, such as alterations in yolk sac, pericardial edema and skeletal abnormalities. According to the 96 h EC₅₀, the ranking of acute toxicity for metals was respectively: 47.4 (46.8–59.2) μg L⁻¹ Cu; 51.5 (20.9–91.7) μg L⁻¹ Cd, and 83.2 (62.3–125) μg L⁻¹ Hg. For PAHs, acute toxicities were 5.2 (4.3–6) μg L⁻¹ pyrene, 12.3 (6.4–12.7) μg L⁻¹ fluoranthene, 52.2 (30.4–82.7) μg L⁻¹ phenanthrene, and 142 (55–228) μg L⁻¹ naphthalene. Pyrene was consistently the most toxic PAH. In addition, light exposures were performed and photo-enhanced toxicity was found only for fluoranthene and pyrene. Turbot embryos were found to be more tolerant to metals and PAHs than were hatched larvae. These results suggest that, considering the short duration of the ELS turbot test and its high sensitivity, it is suitable for use as a standard test for marine fish.

Résumé

Des tests de toxicité doivent être développés sur les poissons en vue de la conservation et la régulation de l’environnement marin. Afin de standardiser un test sur des embryons de poisson, la toxicité de métaux et d’hydrocarbures aromatiques polycycliques sur les premiers stades de développement (ELS) est étudiée chez le turbot (Psetta maxima). Les embryons sont exposés à des solutions de cuivre, cadmium, mercure, fluoranthène, phénanthrène, pyrène et naphthalène en obscurité et à la lumière. Les éclosions, les altérations du sac vitellin, oedèmes du péricarde, déformations du squelette et mortalités sont étudiés. Les concentrations effectives (EC₅₀, EC₁₀, ou non (NOEC) et les concentrations minimums provoquant un effet (LOEC) sont déterminées à la fin des essais biologiques. Les expositions aux métaux et hydrocarbures aromatiques en concentrations écologiquement plausibles, soit en obscurité, soit en lumière artificielle, causent des effets létaux et sublétaux significatifs chez le turbot, telles que des altérations du sac vitellin, et des anomalies du squelette. D’après EC₅₀ (96 h), la toxicité des métaux est la suivante, classée en ordre croissant : 47,4 (46,8–59,2) μg L⁻¹ Cu; 51,5 (20,9–91,7) μg L⁻¹ Cd, et 83,2 (62,3–125) μg L⁻¹ Hg. Pour les hydrocarbures aromatiques, leur toxicité respective est 5,2 (4,3–6,0) μg L⁻¹ pour le pyrène, 12,3 (6,4–12,7) μg L⁻¹ fluoranthène, 52,2 (30,4–82,7) μg L⁻¹ phénanthrène, et 142 (55–228) μg L⁻¹ pour le naphthalène ; le pyrène est le plus toxique. De plus, des expositions à la lumière sont effectuées, ainsi la photo-toxicité résultante est observée uniquement pour le fluoranthène et le pyrène. Les embryons de turbot semblent plus tolérants aux métaux et hydrocarbures que les stades larvaires. Ces résultats suggèrent que sur une durée réduite, les tests effectués sur les premiers stades de développement du turbot sont très sensibles et sont adéquats pour des tests standards chez les poissons marins.