Influence of a Xenobiotic Mixture (PCB and TBT) Compared to Single Substances on Swimming Behavior or Reproduction ofDaphnia magna

Aroclor 1254, a technical PCB mixture (polychlorinated biphenyls) and TBT (tributyltinchloride) are environmental pollutants that cause a broad spectrum of acute toxic and chronic effects in aquatic animals. In this paper, the sensitivity of Daphnia magna to chronic exposure to mixed xenobiotics was evaluated under laboratory conditions. The results show that xenobiotic mixtures (50 % each of the single compounds) were more toxic than individual xenobiotics alone. By measuring behavioral parameters of animals, it becomes evident that exposure to single xenobiotics significantly affects daphnids: exposure led finally to a rapid decrease in mean swimming activity and also caused changes in preferred swimming depth, with daphnids preferring the upper layers of aquaria. The mixture altered the swimming behavior even more strongly compared to the group stressed by single chemicals. Finally, all daphnids sank to the bottom of the aquaria, still alive, but inactive at the end of the exposure period. In addition, we investigated the reproductive capacity (number of newborn per female and day). PCB did not affect the number of newborn significantly, TBT-stress led to an evidently decreased number of young daphnids and the xenobiotic mixture decreased reproduction even more. In conclusion, we found significant effects of the single compounds as well as approximately additive (swimming behavior) and synergistic (reproduction) effects of the chemical mixture on daphnids indicating the possibility of dramatic ecological consequences of the occurrence of mixed xenobiotic substances in the aquatic environment. Einfluss einer xenobiotischen Mischung (PCB und TBT) auf Schwimmverhalten oder Reproduktion von Daphnia magna Aroclor 1254, eine technische PCB-Mischung (polychlorierte Biphenyle), und TBT (Tributylzinn) sind Umweltbelastungen, die ein breites Spektrum akut toxischer und chronischer Wirkungen in aquatischen Tieren verursachen. Untersucht wird die Sensitivitat von Daphniamagna bei chronischer Exposition gegenuber gemischten Xenobiotika unter Laborbedingungen. Die Ergebnisse belegen, dass xenobiotische Mischungen (50 % jeder Substanz) starker toxisch wirken als jede Substanz fur sich allein. Durch Messung von Verhaltens-Parametern der Tiere wird deutlich, dass die Exposition gegen einzelne Xenobiotika Daphnien signifikant beeinflusst: Die Wirkung fuhrt letztlich zu einer rapiden Abnahme der Schwimmaktivitat und verursacht bei den Daphnien Veranderungen in der Aufenthaltstiefe gegenuber den sonst bevorzugten oberen Schichten eines Aquariums. Die Stoffmischung verandert das Schwimmverhalten starker als die Einzelstoffe: Zu Versuchsende sinken alle Daphnien lebend, aber inaktiv zu Boden. Die zusatzlich untersuchte Reproduktionskapazitat (Anzahl der Neonaten je Weibchen) zeigt: PCB beeinflusst die Zahl der Neonaten nicht signifikant, TBT-Stress fuhrt zu einer deutlich verringerten Zahl junger Daphnien und die Mischung beider Stoffe senkt die Reproduktion noch starker. Zusammenfassend wurden signifikante Wirkungen der Einzelstoffe beobachtet sowie additive (Schwimmverhalten) als auch synergistische (Reproduktion) Wirkungen der Stoffmischung. Dies indiziert die Moglichkeit dramatischer okologischer Konsequenzen aus dem Vorkommen gemischter xenobiotischer Stoffe in der aquatischen Umwelt.