Exposição a exsudado de uma macroalga invasora em combinação com diferentes stressores: efeitos em Mytilus galloprovincialis

Abstract

Os ecossistemas marinhos/costeiros estão atualmente sob a influência de múltiplos stressores de origem antropogénica, que apresentam capacidade de interagir em simultâneo, aumentando potencialmente os efeitos tóxicos do exsudado da alga invasora Asparagopsis armata na biota circundante. Entre esses stressores estão os microplásticos de polietileno (PE-MPs), virgens ou com contaminantes adsorvidos (por exemplo mercúrio (Hg): PE-Hg) e as alterações climáticas. Os impactos destes stressores já têm sido relatados para diferentes organismos marinhos, no entanto a sua exposição concomitante (ex: exsudado vs PE-Hg vs PE-MPs) e exsudado vs alterações climáticas vs PE-MPs não foi ainda relatada na literatura atual. O objetivo primordial do presente estudo é avaliar se os efeitos já identificados para o exsudado de A. armata são amplificados pela exposição a outros stressores em cenários ambientalmente relevantes. Em #1, 96 M. galloprovincialis foram expostos durante 96h a 8 tratamentos diferentes, 4 a 20°C e 4 a 24°C. (i) Controlo, (ii) 2% de exsudado, (iii) PE-MPs (1mg/l) e (iv) Exposição simultânea a PE-MPs (1 mg/l) e 2% de exsudado. Em #2, 120 M. galloprovincialis foram expostos durante 96h a 6 tratamentos diferentes, (i) Controlo, (ii) 4% de exsudado, (iii) PE-MPs (1 mg/l), (iv) PE-MPs e 4% de exsudado, (v) PE-MPs e PE-Hg e (vi) PE-MPs, PE-Hg e 4% de exsudado. Em ambos os ensaios experimentais (#1 e #2) foram avaliadas as respostas bioquímicas associadas ao stress oxidativo, neurotoxicidade e metabolismo energético, em três tecidos (brânquias, glândula digestiva e músculo). Alterações ao nível da produção de bissos e acumulação de MPs também foram avaliadas nos dois ensaios. Em ambos os testes, observou-se uma maior acumulação de PE-MPs na glândula digestiva, e uma menor quantidade nas brânquias. Ao nível dos bissos em #1 uma menor produção foi observada pela exposição aos três stressores em simultâneo, por outro lado em #2 a diminuição da produção de bissos só esteve dependente da concentração de exsudado a 4%. A concentração de Hg em #2 foi mais elevada na glândula digestiva seguida das brânquias e por último uma menor concentração foi encontrada no tecido muscular. Quanto às respostas bioquímicas em #1 nas condições testadas para a exposição aos três stressores em simultâneo podem ser verificadas alterações em alguns dos parâmetros testados (Atividade da CAT, GST e tGSH nas brânquias. Níveis da AChE e da tGSH no digestivo. Dano oxidativo ao nível das proteínas e alterações dos níveis da AChE no músculo) No entanto em #2, as respostas bioquímicas amplificadas foram mais evidentes em mexilhões expostos simultaneamente a exsudado e PE-MPs virgens para alguns dos parâmetros avaliados (Dano oxidativo ao nível das proteínas nas brânquias. Alterações na atividade da GST e dos níveis de AChE na glândula digestiva. Alterações do metabolismo anaeróbio e do teor em lípidos no músculo. Com este estudo, pode-se concluir que, nas condições testadas, o aumento da temperatura e a presença de PE-MPs, poderão aumentar os efeitos já provocados pelo exsudado de A. armata, dependendo dos parâmetros avaliados, no entanto mais estudos devem ser realizados para entender os mecanismos adjacentes a esses efeitos.

Marine/coastal ecosystems are currently under the influence of multiple stressors of anthropogenic origin, which have the capacity to interact simultaneously, potentially increasing the toxic effects of the exudate of the invasive algae Asparagopsis armata on the surrounding biota. Among these stressors are polyethylene microplastics (PE-MPs), virgin or with adsorbed contaminants (e.g mercury (Hg): PE-Hg) and climate change. The impacts of these stressors have already been reported for different marine organisms, however their concomitant exposure (e.g.exudate vs PE-Hg vs PE-MPs) and exudate vs climate change vs PE-MPs has not yet been reported in the current literature. The primary objective of the present study is to assess whether the effects already identified for A. armata exudate are amplified by exposure to other stressors under environmentally relevant scenarios. In #1, 96 M. galloprovincialis were exposed for 96h to 8 different treatments, 4 at 20°C and 4 at 24°C. (i) Control, (ii) 2% exudate, (iii) PE-MPs (1mg/l) and (iv) Simultaneous exposure to PE-MPs (1 mg/l) and 2% exudate. In #2, 120 M. galloprovincialis were exposed for 96h to 6 different treatments, (i) Control, (ii) 4% exudate, (iii) PE-MPs (1 mg/l), (iv) PE-MPs and 4% exudate, (v) PE-MPs and PE-Hg and (vi) PE-MPs, PE-Hg and 4% exudate. In both experimental trials (#1 and #2), biochemical responses associated with oxidative stress, neurotoxicity and energy metabolism were assessed in three tissues (gill, digestive gland and muscle). Changes in byssal production and MP accumulation were also evaluated in both assays. In both trials, a higher accumulation of PE-MPs was observed in the digestive gland, and a lower amount in the gills. In #1, a lower production of byssal was observed by exposure to the three stressors simultaneously, whereas in #2, the decrease in byssal production was only dependent on the concentration of exudate at 4%. The concentration of Hg in #2 was highest in the digestive gland followed by the gills and lastly a lower concentration was found in the muscle tissue. As for the biochemical responses in #1 under the conditions tested for exposure to the three stressors simultaneously changes can be seen in some of the parameters tested (CAT, GST and tGSH activity in the gills. AChE and tGSH levels in the digestive tract. Oxidative damage at the protein level and changes of AChE levels in muscle) However, in #2, amplified biochemical responses were more evident in mussels exposed simultaneously to exudate and virgin PE-MPs for some of the parameters assessed (Oxidative damage at the protein level in the gills. Changes in GST activity and AChE levels in the digestive gland. Changes in anaerobic metabolism and lipid content in muscle. With this study, it can be concluded that, under the conditions tested, the increase in temperature and the presence of PE-MPs, could increase the effects already caused by the exudate of A. armata, depending on the parameters evaluated, however more studies should be carried out to understand the mechanisms adjacent to these effects.