Research Paper

Influence of a trout farm on antioxidant defense in larvae of Ephemera danica (Insecta: Ephemeroptera)

¹ Faculty of Biology, University of Belgrade, 11000 Belgrade, Serbia
² Institute for Biological Research “Siniša Stanković”, University of Belgrade, 11060 Belgrade, Serbia
³ Faculty of Agriculture, University of Belgrade, 11080 Belgrade, Serbia

^* Corresponding author: ivanas@bio.bg.ac.rs

Abstract

The aim of this study was to establish the influence of a trout farm on the activity of enzymes superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), and total glutathione concentration (GSH), in larvae of Ephemera danica, and on environmental parameters in the receiving watercourse. The investigations were carried out seasonally (April, July, and October of 2016 and January of 2017) at four localities (SK1–control, and SK2, SK3, and SK4–30 m, 330 m and 630 m below the fish farm, respectively) along the Skrapež River. Discharged water had the greatest effect on the concentrations of dissolved oxygen (DO), ammonium ions, nitrates (NO₃⁻), and total phosphorus. In the case of SOD and GSH, seasonal changes were greater than longitudinal, with maximal values attained in spring and summer and minimal in autumn and winter. SOD showed the strongest correlation with DO, and GSH with total nitrogen. Activity of GPx demonstrated greater longitudinal variability with maximum at SK2 in all seasons and the strongest correlation with NO₃⁻. The obtained results indicate that GPx activity was the most sensitive to the trout farm effects, while SOD and GSH were more influenced by natural seasonal changes of environmental parameters.

Résumé

Influence d'un élevage de truites sur la défense antioxydante des larves d'Ephemera danica (Insecta : Ephemeroptera): L'objectif de la présente étude était d'établir l'influence d'un élevage de truites sur l'activité des enzymes superoxyde dismutase (SOD) et glutathion peroxydase (GPx), et la concentration totale de glutathion (GSH), chez les larves d'Ephemera danica, et sur les paramètres environnementaux dans le cours d'eau récepteur. Les investigations ont été menées de façon saisonnière (avril, juillet et octobre 2016 et janvier 2017) dans quatre localités (SK1 − contrôle et SK2, SK3 et SK4 − 30 m, 330 m et 630 m en aval de la pisciculture respectivement) le long de la rivière Skrapež. L'eau rejetée a eu le plus grand effet sur les concentrations d'oxygène dissous (OD), d'ions ammonium, de nitrates (NO₃⁻) et de phosphore total. Dans le cas de la SOD et de la GSH, les variations saisonnières ont été supérieures aux variations longitudinales, les valeurs maximales étant atteintes au printemps et en été et minimales en automne et en hiver. La SOD a montré la plus forte corrélation avec l'OD et le GSH avec l'azote total. L'activité de la GPx a démontré une plus grande variabilité longitudinale avec un maximum à SK2 en toutes saisons et la plus forte corrélation avec NO₃⁻. Les résultats obtenus indiquent que l'activité de la GPx était la plus sensible aux effets de l'élevage de truites, alors que la SOD et la GSH étaient plus influencées par les changements saisonniers naturels des paramètres environnementaux.