Evaluation of the effects of climate change and environmental contaminants in species of tropical fish

Abstract

Environmental contaminants and climate stressors such as temperature are known to affect the sensitivity of aquatic organisms and cause homeostatic imbalance. Organic and inorganic compounds can interact when mixed with aquatic organisms and as a result modify the responses that would guide monitoring to minimize impacts. These compounds may also interact with chemicals present in the environment, enhancing the susceptibility of organisms to environmental imbalances. Petroleum-derived Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PHAs) and metals are ubiquitous contaminants that are on the priority list because their mutagenic, carcinogenic properties are included in environmental monitoring and human health programs around the planet. When released into water, Metals and Hydrocarbons due to their high hydrophobicity may be concentrated in the sediment or resident organisms. However, the toxicological effects and differences between the mechanisms of the different HPA's and Metals are not well known mainly in tropical species, as sensitivity responses may vary by species among other factors. This thesis aimed to establish the assessment of the effects of climate change and environmental contaminants on tropical species and thus to bridge the gap between chemical reactions and the monitoring of organic and inorganic contaminants on tropical species, introducing ecological relevance to the research. In the Amazon region, the sources of pollution are due to anthropogenic activities where metal ions and oil reach water bodies because of refineries near the river, mining activities, effluent emissions from treatment plants and there are few studies on these consequences. in Amazonian ecosystems. It is noteworthy that it is home to the largest diversity of fish in the world and has been identified as one of the most vulnerable regions to climate change. The predominance of individual PAHs such as naphthalene and phenanthrene in tropical regions, making them important indicators formed the basis for research in laboratory tests using zebrafish that demonstrated sensitivity. Similarly for copper metal. Afterwards, the effects of aluminium combined with climate stressor temperature in tropical Amazonian species Colossoma macropomum were evaluated. The results indicated the lethal and sublethal effects through biochemical biomarkers of the different contaminants in these tropical species. The present study shows the guiding values of environmental monitoring in tropical species, that these values may be effective at realistic concentrations and the biochemical biomarkers may reflect effects caused to HPA and metals in both species.

Os contaminantes ambientais e estressores climáticos como a temperatura são conhecidos por afetar a sensibilidade de organismos aquáticos e a causar o desequilíbrio homeostático. Compostos orgânicos e inorgânicos podem interagir, quando em misturas para os organismos aquáticos e como resultado modificar as respostas que norteariam o monitoramento para minimizar impactos. Esses compostos podem ainda interagir com químicos presentes no meio potencializando a susceptibilidade dos organismos a desequilíbrios ambientais. Os hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (PHAs) derivados do petróleo e os metais são contaminantes ubíquos que se encontram na lista de prioritários, devido as propriedades mutagénicas, carcinogénicas estão incluídos no monitoramento ambiental e programas de saúde humana ao redor do planeta. Quando libertados na água, Metais e Hidrocarbonetos devido a sua elevada hidrofobicidade podem concentrar-se no sedimento ou nos organismos residentes. No entanto, os efeitos toxicológicos e as diferenças entre os mecanismos dos diferentes HPA´s e metais não são bem conhecidos, principalmente em espécies tropicais, pois as respostas à sensibilidade podem variar de acordo com a espécie entre outros fatores. Nesta tese pretendeu-se estabelecer a avaliação dos efeitos de alterações climáticas e de contaminantes ambientais em espécies tropicais e deste modo estabelecer uma ponte entre reações químicas e a monitorização de contaminantes orgânicos e inorgânicos em espécies tropicais, introduzindo relevância ecológica a pesquisa. Na região Amazônica, as fontes de poluição são devido a atividades antrópicas onde íons metálicos e petróleo atingem os corpos d’agua por causa de refinarias próximas ao rio, atividades de mineração, emissão de efluentes das estações de tratamento e há poucos estudos sobre essas consequências em ecossistemas amazônicos. Vale ressaltar, que esta abriga a maior diversidade de peixes do mundo e tem sido apontada como uma das regiões mais vulneráveis as alterações climáticas. O predomínio de HPAs individuais como o naftaleno e fenantreno em regiões tropicais, tornando-os importantes indicadores constituiu a base para a investigação em ensaios laboratoriais utilizando peixe zebra que demonstrou sensibilidade. Do mesmo modo para o metal Cobre. A posteriori foram avaliados os efeitos de alumínio aliado ao estressor climático temperatura em espécie tropical amazônica Colossoma macropomum. Os resultados indicaram os efeitos a nível letal e subletal, através de biomarcadores bioquímicos dos diferente contaminantes nestas espécies tropicais. O presente estudo mostra os valores orientadores do monitoramento ambiental em espécies tropicais, que estes valores podem ser eficazes em concentrações realistas e os biomarcadores bioquímicos podem refletir efeitos causados, aos HPA e metais em ambas as espécies.