Effects of pollutants on physiological parameters of bivalve species in different locations of the Northern Hemisphere

Abstract

Nas últimas décadas a ecotoxicologia teve um enfoque maior nas zonas temperadas, mas com o recente crescimento econômico dos países tropicais, existe uma necessidade de proteger e entender os efeitos deleterios causado por contaminantes em organismos nesses ecossistemas. Com essa necessidade emergente, adquirir dados e entender melhor os efeitos de poluentes em organismos aquaticos tropicais tornou-se crucial, especialmente para relacionar esses efeitos locais ao de larga escala. Atualmente estudos que englobam tais processos estão em falta, o que torna este projecto muito importante para melhor interpretar as respostas biológicas de bivalves e dessa forma melhorar os processos de avaliação de risco relacionados a estes organismos. De forma a comparar respostas de organismos de zonas tropicais e temperadas, dois experimentos de transplante foram realizados no México e em Portugal (um em água doce e outro em estuário). As respostas a esses biomonitoramentos in situ foram obtidas atráves das atividades enzimáticas de diversos biomarcadores como a acetilcolinesterase (AChe), glutationa S-tranferase (GST), catalase (CAT), glutationa redutase (GR), superoxido dismutase (SOD) e peroxidação lipidica (LPO). Estas ferramentas foram usadas para comparar as respostas dos organismos em diferentes ecosistemas e quando comparamos o experimento como um todo existe uma clara diferença entre a resposta de organismos de água doce e os estuarinos. Entretanto, a resposta dos organismos mostra algumas similaridades quando comparamos os resultados das Análises de Componentes Principais (PCA), onde os valores iniciais são diferentes dos outros pontos e os tempos amostrais trazem mais similaridades entre pontos e por tempo depois do segundo tempo amostral. No laboratório, os ensaios ecotoxicológicos foram realizados com endosulfan e um poluente organico persistente (amostra de um derrame de petroleo ou benzo(a)pireno). O efeito desses compostos foi testado em um organismo padrão (por exemplo: Mytilus galloprovincialis) com o intuito de obter uma resposta mais específica, utilizando os mesmos biomarcadores do experimento de campo, com dois dos principais contaminantes em ambientes tropicais. Os organismos escolhidos foram Rangia cuneata no México e Mytilus galloprovincialis em Portugal. Em geral os organismos foram mais afetados pela amostra de petroleo ou pelo benzo(a)pireno do que pelo pesticida. Hidrocarbonos policiclicos aromaticos (PAH) ou compostos derivados do petroleo tendem a ser mais tóxicos do que pesticidas. Observando os PCAs para os bioensaios com bivalves é claro que após um certo periodo, não existem muitas diferenças entre pontos, especialmente depois de um periodo superior a dez dias.

In the last decades ecotoxicology has focused in temperate zones, but with tropical countries having more economic power, there is a need to protect and understand the deleterious effects of contaminants to organisms in these ecosystems. With this emerging need, it is very important to acquire data and to better understand the effects of pollutants in tropical aquatic organisms and in that way related to a large-scale effects of pollution and other stressors like habitat change on the health status of different bivalve species. Nowadays studies that encompass such processes are lacking what makes this project very important to better interpret the biological responses of bivalves and that way improve the risk assessment processes related to this organisms. In order to compare responses of organisms from tropical and temperate zones, two transplant experiments were realized in Mexico and in Portugal (one in freshwater and another in estuary). The responses for this were obtained through the enzymatic activity of several biomarkers like acetilcholinesterase (AChe), glutathione S-transferase (GST), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), superoxide dismutase (SOD) and lipid peroxidation (LPO). These tools were used to compare the responses of organisms in different scenarios and there is a clear difference between responses from freshwater to estuarine organisms when comparing the whole experiments. Nevertheless, they show some similarities when comparing the results from the Principal Component Analysis (PCA), where initial values differ from other points and sample times and more similarities appears between points and times after the second sample period. In the laboratory, ecotoxicological assays were performed with endosulfan and a persistent organic pollutant (oil spill sample or benzo(a)pyrene). The effects of these compounds were tested in a model species (i.e. Mytilus galloprovincialis) with the aim to obtain a more specific response of the organism, in the same endpoints used in the field experiments, when exposed to two of the main tropical contaminants. The organisms selected were Rangia cuneata in Mexico and Mytilus galloprovincialis in Portugal. In general the organisms were more affected by the oil spill sample or the benzo(a)pyrene than the pesticide. Normally polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) or compost derived from petroleum are more toxic to aquatic organisms than pesticides. Observing the PCA for the bioassays with bivalves it is clear that after an certain period, there is not so much differences between points, especially after a period superior of 10 days.