SUDAKİ SESSİZ TEHDİTLERİ İZLEMEK: EKOGENOTOKSİKOLOJİDE SUCUL MODEL ORGANİZMALAR
Özet
Dünya genelinde Chemical Abstracts Service (CAS) Registry verilerine göre günümüzde 290 milyondan fazla kimyasal madde ve kimyasal karışım üretim ve kullanım için kayıt altındadır (Erişim: https://www.cas.org/cas-data/cas-registry Tarih:30.09.2026). Her geçen gün bu kimyasal listesine yenileri eklenmekte ve önemli bir kısmının toksisite bilgisinde hala eksiklikler bulunmaktadır. Toksisite verilerinin toplanmasında çevresel toksikolojinin değerlendirilmesi büyük önem taşımaktadır.
Çevresel toksikoloji, çevrede bulunan toksik maddelerin tüm canlıların sağlığı ve çevrenin farklı bileşenleri üzerindeki etkilerini inceler. Bu alanın temel ilgi odağı, insan yaşamının devamlılığının, diğer bitki ve hayvan türlerinin korunmasının, canlı organizmalar ile ekolojik dengeyi değiştiren antropojenik kökenli kimyasal tehdidi altındaki gıda, su ve temiz hava gibi çevresel kaynakların varlığına bağlı olduğudur.
Dünya sağlık örgütü istatistikleri, insan hastalıklarının %80’inin çevre kirliliği ile ilişkili olduğunu bildirmektedir (Burlıbaşa ve Gavrila, 2011). Son yıllarda endokrin bozukluklar, cinsiyet değişimi, çevresel bozulma ve biyoçeşitlilikteki değişimlere dair literatürdeki verilerde artışlar görülmektedir. Bu bağlamda ekotoksikoloji günümüzde üzerinde önemle durulan konulardan biri haline gelmiştir.
Ekotoksikoloji; kimyasal kirleticilerin insanlar dahil olmak üzere biyosfer üzerindeki ekolojik ve toksikolojik etkilerin bütüncül bir yaklaşımla ele alınmasıyla tanımlanır. Ekotoksikoloji alanının gelişmesinde prosedürler, protokoller ve test organizmaları önemli bileşenlerdir. EPA’nın kurulması (1991) ekolojik risk değerlendirmelerine yönelik prosedürel bir örnektir. Biyolojik izleme çalışmaları için organizmaların kullanılması ve biyobelirteçlerin uygulanması gibi genel yöntemler son birkaç yılda geliştirilen önemli teknolojiler arasındadır (Burlıbaşa ve Gavrila, 2011)
Ekotoksikolojinin temel amaçlarından biri, çevresel kirleticilerin yol açtığı olumsuz sonuçları önlemeye yönelik uygun tedbirleri geliştirmek amacıyla, bu kirleticilerin normal biyolojik işleyişi hangi mekanizmalarla bozduğunu anlamaktır. Bireysel organizmaların veya popülasyonların ekolojik uyum başarısını tehlikeye atabilecek çok çeşitli olası kirletici etkileri mevcuttur (Connon vd., 2012). Bir kirleticinin veya kirletici karışımının yaratacağı toksik etkileri şu şekilde sıralayabiliriz: sitotoksisite, genotoksisite, mutajenite, karsinojenite, teratojenite, reprodüktif toksisite, embriyotoksisite, nörotoksisite, hepatotoksisite, nefrotoksisite, immünotoksisite, endokrin bozucu etki, oksidatif stres ve apoptoz/nekroz ‘dur.
Çevresel kirleticilerin toksik etkilerinin araştırılmasında genotoksisitenin değerlendirilmesi özellikle önemlidir. Çünkü canlıların genom bütünlüğü, organizmaların tüm biyolojik organizasyon seviyelerini düzenleyen anahtar noktadır. Genom bütünlüğü; genlerden proteinlere, hücre ve dokulara, bireye, popülasyona ve ekosisteme kadar uzanan geniş bir yelpazede etkiye sahiptir. Çevresel kirleticilerle canlının başa çıkması ve uyum başarısı genom bütünlüğüne bağlıdır. Çeşitli kirleticiler tarafından genom bütünlüğünün bozulması hücre ölümü veya mutasyonlarla sonuçlanabilir. Sonuç olarak germ ve somatik hücrelerde değiştirilmiş genetik materyal yayılır. Germ hücrelerinde meydana gelen değişiklik sadece bireyde değil, aynı zamanda tüm popülasyonda ciddi sonuçlar doğurur. Bu nedenle genotoksisitenin değerlendirilmesi önem arz etmektedir (Martins ve Costa, 2017). Kirleticilerin genotoksik etkilerinin izlenmesinde karşılaşılan temel sorunlardan biri ise test organizmalarının seçimidir. Metabolik hızlar, fizyolojik koşullar ve hedef dokular nedeniyle türler arasında görülen farklı duyarlılık düzeyleri, yanıltıcı sonuçlara yol açabilir. Ekotoksikolojide kullanılan geleneksel test organizmaları arasında; algler, toprak solucanları, balıklar, kuş türleri ve fareler yer almaktadır. Bu organizmalara yönelik test yöntemleri geliştirilmiş olup belirli uygulama alanlarına sahiptir. Örneğin alg testi su ortamındaki organik kirleticilerin toksisitesini değerlendirmek için uygunken, balık testi daha geniş bir kirletici yelpazesinin toksisitesini değerlendirmeye elverişlidir. Sıçan ve fareler ise kirleticilere ilişkin kapsamlı toksikolojik veriler sağlamada daha kullanışlıdır. Son yıllarda giderek daha fazla araştırmacı, kirleticilerin ekotoksik etkilerini farklı model organizmalar üzerinde değerlendirmeye odaklanmışlardır (Burlıbaşa ve Gavrila, 2011).
Su tüm canlılar için en önemli yaşam kaynaklarından biridir ve susuz yaşam düşünülemez. Ancak sucul ekosistemler sıklıkla; kentsel ve endüstriyel atık su deşarjları yoluyla taşınan maddelerin çökelmesi ve kentsel ya da tarımsal uygulama alanlarından kaynaklanan yüzeysel akışlar yoluyla kimyasal kirlilikten etkilenmektedir (Connon vd., 2012). Sucul ortamlarda kirleticilerin bir arada bulunması daha tehlikelidir ve istenmeyen sinerjik sonuçlara yol açabilir (Ahamad vd., 2019). Bu bölümde sucul ekosistemlerde bulunan kirletici türleri ve ekogenotoksisitede yaygın olarak kullanılan model organizmalar ele alınmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Ekogenotoksisite, model organzima, Kirletici, Daphnia, Danio rerio, Lemna minor
Konu Alanı: Biyoloji -> Biyoloji (diğer) -> Biyoloji
Ahamad, A., Madhav, S., Singh, A.K., Kumar, A.,& Singh, P. (online 2019). Types of water pollutants: Conventional and emerging. D. Pooja, P. Kumar, P. Singh, S. Patil (Ed.), Sensors in Water Pollutants Monitoring: Role of Material içinde Chapter (21-41). Springer Nature Link.
Ahn, C., & Jeung, E.B. (2023). Endocrine-Disrupting Chemicals and Disease Endpoints. International Journal of Molecular Sciences, 24, 5342. https://doi.org/10.3390/ijms24065342.
Bottoni, P., Caroli, S., & Caracciolo, A.B. (2010). Pharmaceuticals as priority water contaminants. Toxicological & Environental Chemistry, 92(3), 549-565. DOI:10.1080/02772241003614320.
Burlıbaşa, L., & Gavrila, L. (2011). Amphibians as model organisms for study environmental genotoxicity. Applied Ecology And Envrionmental Research, 9(1), 1-15.
Ceschin, S., Bellini, A., & Scalici, M. (2021). Aquatic plants and ecotoxicological assessment in freshwater ecosystems: a review. Environmental Science and Pollution Research, 28, 4975-4988. https://doi.org/10.1007/s11356-020-11496-3.
Chakraborty, S., Talukdar, A., Dey, S., & Bhattacharya, S. (2025). Role of fungi, bacteria and microalgae in bioremediation of emerging pollutants with special reference to pesticides, heavy metals and pharmaceuticals. Discover Environment, 3(91). https://doi.org/10.1007/s44274-025-00217-7.
Chemical Abstracts Service (CAS) Registry, Erişim: https://www.cas.org/cas-data/cas-registry Tarih:30.09.2026.
Connon, R.E., Geist, J., & Werner, I. (2012). Effect-Based Tools for Monitoring and Predicting the Ecotoxicological Effects of Chemicals in the Aquatic Environment. Sensors, 12, 12741-12771. DOI:10.3390/s120912741.
Elizalde-Velazquez, G. A., & Herrera-Vazquez, S. E. (2023). Zebrafish as Model Organism in Aquatic Ecotoxicology: Current Trends and Future Perspectives. G. R. Disner (Ed.), Zebrafish Research - An Ever-Expanding Experimental Model içinde Chapter (s 502). DOI: 10.5772/intechopen.1002731.
Goldstein, B., & King, N. (2016). The Future of Cell Biology: Emerging Model Organisms. Trends in Cell Biology, 26(11). http://dx.doi.org/10.1016/j.tcb.2016.08.005.
Güner, U. (2018). Sucul Deney Hayvanları Seçilmesi, Avantajlar ve Dezavantajlar. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8(3), 93-100.
Güneş Şahin, G., & Özer, N.T. (2024). Saklı tehdit :endokrin bozucular. H. Baygut, Y. Beyhan (Ed.), Sağlık&Bilim 2024:Beslenme III içinde (s27-38). Efe Akademi Yayınları.
Horikoshi, S., & Serpone, N. (2013). Introduction to Nanoparticles. S. Horikoshi ve N. Serpone (Ed.), Microwaves in Nanoparticle Synthesis: Fundamentals and Applications içinde Chapter 1 (s 1-24), Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. DOI:10.1002/9783527648122. doi/chapter-epub/10.1002/9783527648122.ch1.
Howe, K., Clark, M. D., Torroja, C. F., Torrance, J., Berthelot, C., Muffato, M., Collins, J. E., Humphray, S., McLaren, K., Matthews, L., McLaren, S., Sealy, I., Caccamo, M., Churcher, C., Scott, C., Barrett, J.C., Koch, R., Rauch, G.J., White, S., Chow, W., vd. (2013). The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. Nature, 496, 498-503. doi:10.1038/nature12111.
Inyinbor, A.A., Bello, O.S., Dada, O.A., & Oreofe, T.A. (2021). Emerging water pollutants and wastewater treatments. R. Das (Ed.), Two-Dimensional (2D) Nanomaterials in Separation Science içinde (s 13-42), Springer.
Kılçık, F. (2020). Çevre Etiği Çerçevesinde Sucul Ekosistemler ve Biyolojik İzleme. tabula rasa Felsefe & Teoloji dergisi, 36, 53-60.
Kim, H. J., Koedrith, P. V., & Seo, Y. R. (2015). Ecotoxicogenomic Approaches for Understanding Molecular Mechanisms of Environmental Chemical Toxicity Using Aquatic Invertebrate, Daphnia Model Organism. International Journal of Molecular Sciences, 16, 12261-12287. doi:10.3390/ijms160612261.
Kumari, S., Raturi, S., Kulshrestha, S., Chauhan, K., Dhingra, S., Andras, K., Thu, K., Khargotra, R., & Singh, T. (2023). A comprehensive review on various techniques used for synthesizing nanoparticles. Journal of Materials Research and Technology, 27, 1739-1763. DOI: 10.1016/j.jmrt.2023.09.291.
Kutluyer, F., & Aksakal, E. (2013). Sucul Model Organizmalar Ve Biyoteknolojide Kullanımı. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 28(2), 101-107. http://dx.doi.org/10.7161/anajas.2013.282.101.
Loll, A., Reinwald, H., Ayobahan, S. U., Göckener, B., Salinas, G., Schafers, C., Schlich, K., Hamscher, G., & Eilebrecht, S. (2022). Short-Term Test for Toxicogenomic Analysis of Ecotoxic Modes of Action in Lemna minor. Environmental Science & Technology, 56, 11504-11515. https://doi.org/10.1021/acs.est.2c01777.
Mali, H., Shah, C., Raghunandan, B.H., Prajapati, A.S., Patel, D.H., Trivedi, U., & Subramanian, R.B. (2023). Organophosphate pesticides an emerging environmental contaminant: Pollution, toxicity, bioremediation progress, and remaining challenges. Journal of Environmental Sciences, 127, 234-250. https://doi.org/10.1016/j.jes.2022.04.023.
Margot, J., Rossi, L., Barry, D.A., & Holliger, C. (2015). A review of the fate of micropollutants in wastewater treatment plants. WIREs Water, 2, 457-487. DOI:10.1002/wat2.1090.
Martinez-Paz, P., Morales, M., Martinez-Guitarte, J.L., & Morcillo, G. (2013). Genotoxic effects of environmental endocrine disruptors on theaquatic insect Chironomus riparius evaluated using the comet assay. Mutation Research, 758, 41-47. DOI:10.1016/j.mrgentox.2013.09.005.
Martins, M., & Costa, P.M. (2017). The Comet Assay in Aquatic (Eco)genotoxicology Using Non-conventional Model Organisms: Relevance, Constraints and Prospects. M. L. Larramendy (Ed.), Issues in Toxicology No. 33 Ecotoxicology and Genotoxicology: Non-traditional Aquatic Models içinde Chapter 1(3-32). The Royal Society of Chemistry.
Matthews, B.J., & Vosshall, L.B. (2020). How to turn an organism into a model organism in 10 ‘easy’ steps. Journal of Experimental Biology, 223, jeb218198. doi:10.1242/jeb.218198.
Morin-Crini, N., Lichtfouse, E., Liu, G., Balaram, V., Ribeiro, A.R.L., Lu, Z., Stock, F., Carmona, E., Teixeira, M.R., Picos-Corrales, L.A., Moreno-Pirajan, J.C., Giraldo, L., Li, C., Pandey, A., Hocquet, D., Torri, G., & Crini, G. (2022). Worldwide cases of water pollution by emerging contaminants: a review. Environmental Chemistry Letters, 20, 2311–2338. https://doi.org/10.1007/s10311-022-01447-4.
Müller, B., & Grossniklaus, U. (2010). Model organisms — A historical perspective. Journal of Proteomics, 73, 2054-2063. doi: 10.1016/j.jprot.2010.08.002.
OECD. (2006). Test No. 221: Lemna sp. Growth Inhibition Test. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 2. OECD Publishing, Paris. https://doi.org/10.1787/9789264016194-en.
OECD/OCDE 236, (2025). https://www.oecd.org/en/publications/test-no-236-fish-embryo-acute-toxicity-fet-test_9789264203709-en.html Erişim tarihi:30.09.2026
Olkova, A. S., Kantor, G. Y., Kutyavina, T.I., & Ashikhmina, T. Y. (2018). The Importance of Maintenance Conditions of Daphnia magna Straus as a Test Organism for Ecotoxicological Analysis. Environmental Toxicology and Chemistry, 37(2), 376-384. DOI: 10.1002/etc.3956.
Pan, J., Liu, P., Yu, X., Zhang, Z., & Liu, J. (2024). The adverse role of endocrine disrupting chemicals in the reproductive system. Frontiers in Endocrinology, 14, 1324993. DOI:10.3389/fendo.2023.1324993.
Patel, N., Khan, MD. Z. A., Shahane, S., Rai, D., Chauhan, D., Kant, C., & Chaudhary, V.K. (2020). Emerging Pollutants in Aquatic Environment: Source, Effect, and Challenges in Biomonitoring and Bioremediation- A Review. Pollution, 6(1), 99-113. DOI: 10.22059/poll.2019.285116.646.
Pellegri, V., Gorbi, G., & Buschini, A. (2014). Comet Assay on Daphnia magna in eco-genotoxicity testing. Aquatic Toxicology, 155, 261-268.
Phillips, D.H., & Arlt, V.M. (2009). Genotoxicity: damage to DNA and its consequences. A. Luch (Ed.), Molecular, Clinical and Environmental Toxicology Volume 1: Molecular Toxicology içinde (s 87-110). Birkhauser.
Radic, S., Stipanicev, D., Cvjetko, P., Mikelic, I. L., Rajcic, M. M., Sirac, S., Pevalek-Kozlina, B., & Pavlica, M. (2010). Ecotoxicological assessment of industrial effluent using duckweed (Lemna minor L.) as a test organism. Ecotoxicology, 19, 216-222. DOI: 10.1007/s10646-009-0408-0.
Rios, A.L.M., Gutierrez-Suarez, K., Carmona, Z., Ramos, C.G., & Oliveira, L.F.S. (2022). Pharmaceuticals as emerging pollutants: Case naproxen an overview. Chemosphere, 291, 132822. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132822.
The International Union for Conservation of Nature’s Red List of Threatened Species https://www.iucnredlist.org/species/166487/6219667 Erişim Tarihi:29.09.2026
Tijani, J.O., Fatoba, O.O., Babajide, O.O., & Petrik, L.F. (2016). Pharmaceuticals, endocrine disruptors, personal care products, nanomaterials and perfluorinated pollutants: a review. Environmental Chemistry Letters, 14, 27-49. DOI:10.1007/s10311-015-0537-z.
Topaktaş, M., & İstifli, E.S. (2022). Kısa Süreli Genotoksisite Testleri Ve Genotoksisitede Bilgisayar Destekli İn Silico Moleküler Kenetlenme Ve Moleküler Dinamik Yaklaşımlar. F. Ünal ve D. Yüzbaşıoğlu(Ed.), Genetik Toksikoloji içinde (s. 1-29). Ankara:Nobel.
World Register of Marine Species, https://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=148372 Erişim tarihi: 29.09.2026
Zhao, W., Chen, Y., Hu, N., Long, D., & Cao, Y. (2024). The uses of zebrafish (Danio rerio) as an in vivo model for toxicological studies: A review based on bibliometrics. Ecotoxicology and Environmental Safety, 272, 116023. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.116023.
| Kitap: |
| Yayınevi:
Vizetek Yayıncılık |