Susceptibility of Lymnaea natalensis and Oreochromis niloticus juveniles to the Root-Extract of Petiveria alliacea As a Risk Barometer in Aquaculture

Abstract

The application of organic and inorganic pesticides in environmental sanitation is associated with a degree of residual risk in the immediate environment and within tissues of animals in concern habitat. This research, therefore, investigated the lethal and sub-lethal effects and histopathological influence of a botanical (P. alliacea) on a commercial fish (Oreochromis niloticus) and an unwanted snail (L. natalensis) in ponds of Western-Nigeria. One hundred and eighty organisms of each species were randomly allotted in a Completely Randomized Design (CRD) into eighteen rectangular plastic tanks, measuring 0.55x 0.33 x 0.33 m3 each. Phase one of the experiment involved an acute toxicity of 96-hr where L. natalensis was exposed to root-extract concentrations of 0.00, 0.22, 0.48, 1.06, 2.34 and 5.15 g/L while O niloticus received 0.00, 1.90, 4.30, 9.40, 21.0 and 45.0 mg/L in triplicates. Second phase involved a 56-day chronic toxicity test using 0.0021, 0.0031 and 0.0042 g/L from 40%, 60% and 80% of median concentration (Lc50 ) in phase 1 before a withdrawal period of seven (7) days for O. niloticus. Acetylcholine esterase activity was then measured at 56th day, 7th day of withdrawal and fish with zero treatment using the brain of O. niloticus as tissue for investigation through colorimetric spectrophotometry. Probit analyses and descriptive statistics were applied to the data of mortality recorded during exposure to plant extract. Behavioural changes in the fish include imbalance, loss of co-ordination, reduction in operculum movement and partial or zero movement. The water snail displayed irritation, restlessness, attempt by visceral mass to vacate the shell and excessive secretion of mucous, production of bubbles and escape of body mass from shell before death. The Lc50 equals 0.159g/L and 0.0053g/L for L. natalensis and O. niloticus, respectively. Histopathological changes in the organs of fish were diverse: brain (spongiosis, gliosis, necrosis), gill (congestion of capillaries, sloughing-off of epithelium), and liver (softening and occasional bursting). Water snail recorded loss of muscle fibres, and reduced spermatozoon in the seminiferous tubules. Recovery in acetylcholinesterase activity was less than 10% after withdrawal. Root-extract of P. alliacea could be used in eradicating L. natalensis in earthen fish ponds but fish should be harvested or transferred due lower resistance to extract

L'utilisation de pesticides organiques et inorganiques dans l'assainissement environnemental est associée à un certain degré de risque résiduel dans l'environnement immédiat et au sein des tissus des animauxconcernés dans leur habitat. Cette recherche a donc examiné les effets létaux et sub-létaux ainsi que l'influence histopathologie d'une plante (P. alliacea) sur un poisson commercial (Oreochromis niloticus) et un escargot indésirable (L. natalensis) dans des étangs de l'Ouest du Nigeria. Cent quatre-vingts organismes de chaque espèce ont été répartis aléatoirement dans un Plan Expérimental Complet (PEC) en dix-huit réservoirs plastiques rectangulaires, mesurant chacun 0,55 x 0,33 x 0,33 m³. La première phase de l'expérience a impliqué une toxicité aiguë de 96 heures où L. natalensis a été exposé à des concentrations d'extrait de racine de 0,00, 0,22, 0,48, 1,06, 2,34 et 5,15 g/L tandis qu'O. niloticus a reçu 0,00, 1,90, 4,30, 9,40, 21,0 et 45,0 mg/L en triplicats. La deuxième phase a impliqué un test de toxicité chronique de 56 jours utilisant 0,0021, 0,0031 et 0,0042 g/L provenant de 40 %, 60 % et 80 % de la concentration médiane (Lc50) de la phase 1 avant une période de retrait de sept (7) jours pour O. niloticus. L'activité de l'acétylcholinestérase a ensuite été mesurée au 56e jour, au 7e jour après le retrait et chez les poissons sans traitement, en utilisant le cerveau d'O. niloticus comme tissu pour l'investigation par spectrophotométrie colorimétrique. Les analyses probit et les statistiques descriptives ont été appliquées aux données de mortalité enregistrées pendant l'exposition à l'extrait de plante. Les changements comportementaux chez les poissons incluent un déséquilibre, une perte de coordination, une réduction du mouvement des opercules et un mouvement partiel ou nul. L'escargot d'eau a montré une irritation, une agitation, une tentative de la masse viscérale de quitter la coquille et une sécrétion excessive de mucus, la production de bulles et l'évasion de la masse corporelle de la coquille avant la mort. Le Lc50 est égal à 0,159 g/L et 0,0053 g/L pour L. natalensis et O. niloticus, respectivement. Les changements histopathologies dans les organes des poissons étaient divers : cerveau (spongiose, gliose, nécrose), branchies (congestion des capillaires, desquamation de l'épithélium) et foie (ramollissement et éclatement occasionnel). L'escargot d'eau a enregistré une perte de fibres musculaires et une diminution des spermatozoïdes dans les tubules séminifères. La récupération de l'activité de l'acétylcholinestérase était inférieure à 10 % après le retrait. L'extrait de racine de P. alliacea pourrait être utilisé pour éradiquer L. natalensis dans les étangs en terre, mais les poissons devraient être récoltés ou transférés en raison de leur faible résistance à l'extrait.