Behavioural alterations and biomarker responses of Palaemon serratus exposed to pesticides

Abstract

O principal objectivo deste estudo foi investigar os efeitos agúdos do fenitrotião, um pesticida organofosforado, e da deltametrina, um pesticida piretróide, no camarão branco legítimo, Palaemon serratus, utilizando parâmetros a diferentes níveis de organização biológica. O estado antioxidante do fígado, o metabolismo energético e a neurotransmissão foram utilizados para avaliar os efeitos do fenitrotião e da deltametrina ao nível sub-individual. A velocidade de natação foi utilizada para avaliar os efeitos de ambos os pesticidas ao nível individual. No caso dos ensaios realizados com o fenitrotião, foi, ainda, realizado um teste de evitamento, para determinar a capacidade do camarão legítimo escapar do pesticida. Neste contexto, também se pretendia desenvolver testes de comportamento com este organismo marinho e perceber se estas alterações comportamentais são sensíveis e se podem ser usadas como um indicador de efeitos em bioensaios ecotoxicológicos. Os resultados demonstraram que o pesticida deltametrina foi mais tóxico para o camarão legítimo do que o fenitrotião, uma vez que o valor de CL50 estimado foi 20 vezes inferior ao do fenitrotião. Verificou-se que os dois pesticidas induzidem efeitos opostos nas actividades de AChE no olho e de ChE no musculo e que apenas o pesticida deltametrina induziu stress oxidativo na glândula digestiva do camarão legítimo. Contudo, a velocidade de natação foi reduzida tanto no camarão legítimo exposto a fenitrotião como no exposto a deltametrina, provando que este comportamento pode e deve ser usado como critério de efeito em bioensaios ecotoxicológicos. Para além disso, a velocidade de natação foi tão sensível como a actividade da AchE no olho do camarão legítimo, no caso da exposição ao pesticida deltametrina. No presente trabalho também foi observado que o camarão legítimo consegue evitar baixas concentrações do pesticida fenitrotião. Porém o camarão legítimo perde esta capacidade para escapar quando é exposto a concentrações mais elevadas do fenitrotião, o que poder ser um problema para o teste. Apesar disso, este trabalho mostra que o comportamento do camarão legítimo pode ser usado como critério em bioensaios, uma vez que ambos os pesticidas induzem efeitos a este nível.

The main purpose of this study was to investigate the acute effects of fenitrothion, an organophosphate pesticide, and deltamethrin, a pyrethroid pesticide, in the common prawn, Palaemon serratus, using parameters at different levels of biological organization. Liver antioxidant status, energetic metabolism and neurotransmission were used to assess the effects of fenitrothion and deltamethrin at sub-individual level. Swimming velocity was used to assess the effects of both pesticides at the individual level. To assess the effects of fenitrothion, it was also developed and avoidance behaviour test, to determine the escaping capability of prawns. In this context it was aimed to develop behavioural tests with this marine organism and to understand if those behavioral alterations are sensitive and can be used as an endpoint in ecotoxicology bioassays. Results showed that the pesticide deltamethrin was more toxic to exposed prawn than fenitrothion, since the LC50 value estimated was 20 times lower than the value for fenitrothion. It was also observed that the two pesticides induced opposite effects in the activities of eye AChE and muscle ChE and that only deltamethrin induced oxidative stress in the digestive gland of the common prawn. However, swimming velocity was impaired for prawns exposed to both pesticides, proving that this behaviour can and should be used as effect criteria in bioassays. In addition swimming velocity was as sensitive as eye AChE activity in the case of deltamethrin exposure. In the present work it was also observed that prawn can avoid low concentrations of fenitrothion. However, common prawn lost this ability to avoid the toxic when it was exposed to high concentrations of fenitrothion, which may be a problem for the avoidance test itself. Despite that, the present work shows that the common prawn behaviour can be used as effect criteria in bioassays, since both pesticides induce effects at this level of biological organization.