Drosophila melanogaster as a model organism in ecotoxicological assessments

Abstract

With the constant concern over the environmental problems we are experiencing, it is becoming progressively more important to conduct ecologically relevant toxicity tests. In this context, the use of model organisms to assess environmental challenges has been increasing, especially the use of Drosophila melanogaster, which has emerged as an economical and preponderant model offering valuable information on the ecological and genetic responses after exposure to various contaminants. This work includes a systematic review of the literature on the use of D. melanogaster in ecotoxicological tests. The review contains studies focusing on the impact of pollutants such as metals, pesticides, bisphenols, and pharmaceuticals on Drosophila. The fruit fly responses to these environmental stressors were analysed using behavioural, reproductive, physiological, and biochemical endpoints. The results highlighted the high toxicity of most substances assessed, revealing the need to conduct additional studies that consider natural settings, with dynamic interactions between the various species in the food chain and the effects of prolonged exposure. In addition, it highlights the importance of investigating the molecular and genetic mechanisms underlying the effects observed, as well as the potential for transposition to other organisms, which can improve the assessment of ecological and human health implications. Thus, this dissertation highlights the role of D. melanogaster as a fundamental tool for ecotoxicological evaluation, as well as its integration into future research leading to the application of improved strategies for the mitigation of ecosystem pollution.

Com a constante preocupação devido aos problemas ambientais que vivemos, é cada vez mais importante realizar testes de toxicidade com relevância ecológica. Neste contexto, a utilização de organismos modelo para avaliar desafios ambientais tem vindo a aumentar, especialmente o uso de Drosophila melanogaster, que emergiu como um modelo económico e preponderante oferecendo informações valiosas sobre as respostas ecológicas e genéticas após a exposição a vários contaminantes. Este trabalho engloba uma revisão sistemática da literatura sobre a aplicação de D. melanogaster em testes ecotoxicológicos. A revisão contém estudos focados no impacto de poluentes como metais, pesticidas, bisfenóis e fármacos na Drosophila. Foram analisadas as respostas da mosca da fruta a estes fatores de stress ambiental, recorrendo a parâmetros comportamentais, reprodutivos, fisiológicos e bioquímicos. Os resultados destacaram a elevada toxicidade da maioria das substâncias testadas, revelando a necessidade de realizar estudos adicionais que considerem cenários ecológicos reais, com interações dinâmicas entre as diversas espécies da cadeia alimentar e os efeitos de uma exposição prolongada. Adicionalmente, destaca a importância de investigar os mecanismos moleculares e genéticos subjacentes aos efeitos observados além do potencial de transposição para outros organismos, de forma a melhorar a avaliação das implicações ecológicas e na saúde humana. Assim, esta dissertação sublinha o papel da D. melanogaster como uma ferramenta fundamental para a avaliação ecotoxicológica, bem como a possível integração em pesquisas futuras que conduzam à aplicação de estratégias melhoradas na atenuação da poluição dos ecossistemas.