Evaluation of the toxicity of the sediments from an agroecosystem to two native species, Hyalella curvispina (CRUSTACEA: AMPHIPODA) and Boana pulchella (AMPHIBIA: ANURA), as potential environmental indicators

Sansiñena, Jesica A.; Peluso, Leticia; Costa, Carolina Salgado; Demetrio, Pablo M.; Loughlin, Tomás M. Mac; Marino, Damián; Alcalde, Leandro; Natale, Guillermo Sebastián

doi:10.1016/j.ecolind.2018.04.061

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“…In the present study, behavioral effects occurred before any other individual effect and in association with biochemical effects, indicating a neurotoxic action (Semlitsch et al 1995). This is in concordance with other studies that proposed that amphibians are particularly susceptible to pollutants and thus represent good bioindicators or sentinels of local conditions (DeGarady and Halbrook 2006; Sansiñena et al 2018). Regarding registered abnormalities, it is not possible to confirm that they were type‐specific and caused by chlorpyrifos because they are similar to some nonspecific responses as postulated by Ruiz de Arcaute et al (2012).…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 93%

“…Boana pulchella tadpoles are a suitable in vivo model for assessing lethal and sublethal effects induced by several emerging pollutants, including insecticides (Natale et al 2018; Sansiñena et al 2018), herbicides (Peltzer et al 2013; Pérez‐Iglesias et al 2015; Sansiñena et al 2018), and heavy metals (Natale et al 2000, 2006). This species is easy to find in 2 well‐defined breeding season periods (winter and spring).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…The study site contains mainly grasslands and current livestock, with temporary ponds in the topographically lower‐lying sectors. Measurements of the quality of water and sediment over the past 20 yr did not reveal the presence of heavy metals or pesticides (Ronco et al 2001; Sansiñena et al 2018). We randomly took 10% of 10 different clutches, each clutch having from 300 to 3000 eggs, and transferred them to the laboratory (collection permit 22500‐22339/13).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

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Sensitivity of Boana pulchella (Anura: Hylidae) Tadpoles to Environmentally Relevant Concentrations of Chlorpyrifos: Effects at the Individual and Biochemical Levels

Barreto

Costa

Demetrio

et al. 2020

Enviro Toxic and Chemistry

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We report sublethal effects of environmentally relevant concentrations of chlorpyrifos at the individual (swimming alterations) and biochemical (esterase activities and antioxidant enzymes) levels in the Montevideo tree frog Boana pulchella larvae. The 50% lethal concentration at 96 h (LC50‐96h) for chlorpyrifos in stage‐29 B. pulchella tadpoles was 0.98 mg/L, which was close to the 65th percentile of published anuran species sensitivity. In B. pulchella, chlorpyrifos disrupted biochemical processes: tadpoles showed a significant inhibition of esterase activity and a significant induction of antioxidant enzymes, indicating a response to an environmental challenge causing oxidative stress. Using principal components analysis, we could associate chlorpyrifos reduction in esterase activity with swimming alterations at 0.5 mg/L of the toxicant. The biochemical biomarkers reported in the present study respond at levels 20 times lower than the LC50‐96h and were associated with a biologically important response—swimming behavior. The link of responses across different levels of biological organization was demonstrated. The species is suitable as a model for ecotoxicological studies at different levels, including the individual and biochemical levels, and may be considered a good reference organism in environmental control programs. Environ Toxicol Chem 2020;39:834–841. © 2020 SETAC

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Section: Discussionsupporting

confidence: 93%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

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Sensitivity of Boana pulchella (Anura: Hylidae) Tadpoles to Environmentally Relevant Concentrations of Chlorpyrifos: Effects at the Individual and Biochemical Levels

Barreto

Costa

Demetrio

et al. 2020

Enviro Toxic and Chemistry

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“…Hunt et al, (2016) determinaron valores en arroyos de la localidad de Arrecifes, Buenos Aires entre 0,42 y 6 ng/g. Mac Loughlin et al, (2017) y Sansiñena et al, (2018) midieron concentraciones de lambdacialotrina en el rango de 1,48 a 649 ng/g y 48,6 a 265 µg/kg respectivamente en el arroyo Carnaval, provincia de Buenos Aires. C. interruptus forma parte habitualmente de los ensambles de peces de los arroyos pampeanos.…”

Section: Vi3 Resultadosunclassified

Desarrollo de un sistema de cría para <i>Cheirodon interruptus</i>: una alternativa a la explotación de poblaciones silvestres y para el uso de la especie en bioensayos de toxicidad

García¹

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La “mojarra” Cheirodon interruptus (Ostariophysi: Characidae) es una especie autóctona que presenta una amplia distribución en Argentina, especialmente en la región pampeana, abarcando tanto ambientes lóticos como lénticos. Su talla máxima promedia los 55 mm para los machos y 65 mm en las hembras. Por ser una especie abundante, eurioica y muy resistente, C. interruptus es la especie más utilizada como carnada por la mayoría de los pescadores aficionados a la pesca del pejerrey con caña. La extracción de ejemplares salvajes, para abastecer este vasto mercado, se realiza con redes de arrastre de malla fina, produciendo un impacto sobre las comunidades de peces y un deterioro de los ambientes someros de arroyos, bañados o lagunas. Estas áreas constituyen hábitats de cría para muchas especies de peces y otros organismos que no sólo son capturados y descartados durante la extracción de mojarras, sino que también ven reducidas sus posibilidades de supervivencia debido a que su ambiente es perturbado y desestructurado. Los vendedores de carnada en su mayoría compran mojarras provenientes de zonas distantes siendo las más lejanas Tres Arroyos, Buenos Aires y Tanti, Córdoba, observándose dificultades en el traslado y el mantenimiento de los ejemplares. Las grandes distancias y las pobres condiciones de traslado y mantenimiento representan un riesgo en la propagación de hongos y parásitos de importancia en acuicultura. El objetivo general de esta tesis fue generar el conocimiento biotecnológico necesario para desarrollar sistemas de producción para el carácido autóctono, C. interruptus, que permitan ofrecer una alternativa a la pesca de poblaciones naturales para su utilización como carnada y posibilite el acceso a un stock permanente y estandarizado de individuos para realizar evaluaciones de toxicidad mediante ensayos de laboratorio. A estos efectos se realizaron una serie de pruebas y experimentos orientados a resolver la problemática planteada. En primer lugar se realizaron experiencias tendientes a evaluar el rendimiento de diferentes tipos de sistemas para la obtención de desoves y larvas, a diferentes escalas de volumen y condiciones ambientales a fin de identificar las posibilidades y limitaciones de cada uno. El sistema de acuarios fue el que mostró mejores resultados en cuanto a la cantidad de huevos embrionados y juveniles de un mes de vida obtenidos por pareja reproductora y el sistema de estanques es el que permitió obtener la mayor cantidad de juveniles por evento reproductivo. C. interruptus se reprodujo exitosamente en todos los sistemas ensayados y en un amplio rango de parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad y temperatura) lo que evidencia la potencialidad de la especie para la acuicultura. En segunda instancia se realizaron experimentos destinados a profundizar el conocimiento de la biología reproductiva de C. interruptus. Se desarrolló un sistema de recirculación de agua con capacidad de controlar el fotoperíodo y la temperatura en 12 acuarios para la realización de 4 tratamientos por triplicado. Se realizó un primer experimento para evaluar la influencia de diferentes regímenes de fotoperíodo artificial sobre la maduración ovárica en C. interruptus. Considerando los resultados obtenidos se realizó un segundo experimento combinando el fotoperíodo y la temperatura. Los resultados en el primer experimento no sólo indicaron que los tratamientos fotoperiódicos pueden afectar el desarrollo de los ovarios sino también evidenciaron diferentes respuestas en los parámetros reproductivos evaluados. Los resultados del tratamiento de fotoperíodo progresivo en el cual se comprimió la función del incremento de horas de luz diaria observado en la transición invierno-primavera, afirman la idea de que el control del fotoperíodo puede promover la maduración ovárica en C. interruptus debido a que en este tratamiento se registraron los valores significativamente superiores en los parámetros reproductivos evaluados. La exposición a iluminación permanente, evidenció una disminución generalizada de los valores del índice gonadosomático, alcanzando los valores más bajos con la menor dispersión de todo el experimento. En cambio, el tratamiento 12 horas luz-día no indujo ningún cambio en el tejido gonadal. Los resultados del segundo experimento fueron consistentes con lo observado anteriormente. El tratamiento de fotoperíodo y temperatura progresiva alcanzó el valor máximo de IGS representando un avance en el desarrollo gonadal cercano al 20% con respecto al alcanzado en el tratamiento de fotoperíodo progresivo sin incremento de temperatura del experimento anterior. Esto sugiere que la temperatura tiene una influencia en el desarrollo ovárico en C. interruptus acelerando los procesos de cambio generados por el fotoperíodo, ya que se obtuvo una mayor maduración en el mismo intervalo de tiempo. De acuerdo a los resultados de este estudio, el fotoperíodo y la temperatura deberían ser considerados como herramientas de manejo relevantes en el desarrollo de técnicas de cultivo para la especie. En una tercera etapa se trató el crecimiento individual de C. interruptus que es uno de los aspectos más relevantes para la comprensión de la ecología y el cultivo de esta especie. Se calcularon los principales estimadores de crecimiento instantáneos en diferentes sistemas de cultivo a partir de experimentos en que se realizó la cría de ejemplares de pocos días hasta su adultez en acuarios y estanques. Se evaluaron diferentes modelos matemáticos para describir la dinámica del crecimiento individual de la especie. Además se analizó el rol del fotoperíodo y la temperatura en el crecimiento. Se obtuvieron resultados semejantes de crecimiento a lo largo de todo el periodo de cultivo en los sistemas evaluados. Se propone la utilización del modelo Logístico para la descripción del crecimiento en C. interruptus en función del tiempo, especialmente si se incluyen la primeras etapas de la ontogenia, debido a que mostró el mejor ajuste a los datos provenientes de los sistemas de cultivo según criterios elegidos. El modelo seleccionado indica que el tiempo requerido para llegar al primer tamaño de venta es de 83 a 100 días dependiendo del sistema utilizado, posibilitando la obtención de 3 o 4 ciclos productivos al año utilizando las mismas instalaciones. También se corroboró el crecimiento diferencial por sexo en C. interruptus donde se observa una mayor longitud final alcanzada en hembras y una tasa de crecimiento mayor en machos. En los experimentos en los que se manipuló el fotoperíodo y la temperatura, se observó que la longitud final alcanzada por los peces en el tratamiento de iluminación permanente fue máxima. Fotoperíodos artificiales largos sumado al incremento de temperatura estimulan el crecimiento somático en C. interruptus por lo que deben ser considerados como herramientas para aumentar la eficiencia de la producción. Finalmente se evaluó el uso de la especie como modelo para la realización de bioensayos de toxicidad. Se calcularon concentraciones letal cincuenta (CL50) promedio para plaguicidas de amplia utilización en cultivos de soja (lambdacialotrina, clorpirifos y cipermetrina). C. interruptus mostró una alta sensibilidad a lambdacialotrina situándose en el 10 % de las especies más sensibles a este compuesto para los ensayos con recambio de medio. Para clorpirifos y cipermetrina se observó una sensibilidad media. El desarrollo de estudios con especies autóctonas permite comprender de una mejor manera la estructura y la dinámica de los sistemas. Teniendo en cuenta la resistencia a la manipulación, su amplia distribución, la representatividad que tiene en diferentes ambientes pampeanos y la sensibilidad observada a lambdacialotrina, es una especie adecuada para ser utilizada como un organismo centinela para la evaluación del riesgo ambiental. La tolerancia a la manipulación y la rápida adaptación a distintas condiciones de mantenimiento en adición a la factibilidad de su reproducción en distintos sistemas de cultivo señalan a C. interruptus como un candidato adecuado para desarrollar emprendimientos acuícolas a gran escala en distintas zonas de la región pampeana. De esta manera es factible ofrecer una alternativa a la explotación de poblaciones naturales y disponer de un stock estandarizado para su utilización en bioensayos de toxicidad.

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“…Por lo tanto, resulta de interés el estudio de una especie residente y que pueda cumplir una función bioindicadora de ambientes regionales. Existen especies de invertebrados nativas que se utilizan como modelos para bioensayos, como es el caso del anfípodo H. curvispina Shoemaker 1942(Mugni et al 2010, Mugni et al 2011, Peluso et al 2011, Peluso et al 2013, Rimoldi et al 2018, Sansiñena et al 2018) y el camarón Palaoemonetes argentinus Nobili 1901 (Graca et al 2002, Bertrand et al 2018 (Willis et al 1995, Chen et al 2004, Olvera-Hernández et al 2004, Schroer et al 2004, Wu et al 2007, por lo que esta especie podría ser utilizada como modelo regional para ensayos de toxicidad.…”

Section: Herramientas De Diagnóstico Y Evaluaciónunclassified

Efecto del uso de fertilizantes y pesticidas sobre organismos acuáticos en arroyos de la zona hortícola de La Plata

Arias¹

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El Cinturón Hortícola Platense (CHP) se ubica en el noreste de la Provincia de Buenos Aires, presenta una superficie de 3.709 hectáreas, una producción de 78.000 toneladas/año y abastece de verduras a 14 millones de personas; se considera una de las regiones productivas más importante del país. El modelo de producción hortícola responde a un modelo dependiente de insumos, basado en la implementación de invernaderos y uso intensivo de agroquímicos. El uso de plaguicidas en Argentina se incrementó de 39 millones de kilogramos en 1991 a 336 millones de kilogramos en el 2011, y el consumo de fertilizantes de 400 mil toneladas en los años 90’ a más de 3 millones de toneladas en 2013. En el CHP se utilizan más de 160 productos diferentes, los insecticidas representan aproximadamente el 50% del total de los agroquímicos utilizados. El objetivo del presente trabajo de tesis es estudiar el efecto del uso de agroquímicos sobre organismos acuáticos en arroyos de cuencas con actividad hortícola intensiva del Cinturón Hortícola Platense. Se estudió el ciclo de vida de Simocephalus vetulus con el objetivo de establecer un cultivo semipermanente para esta especie y poder desarrollar experimentos de toxicidad en laboratorio. Se realizó un ensayo de crecimiento bajo dos temperaturas contrastantes, se determinaron los parámetros poblacionales y se establecieron metodologías de mantenimiento y separación de neonatos para los ensayos. Se determinó la concentración letal 50% (CL50) de los plaguicidas más utilizados: cipermetrina, lambdacialotrina, clorpirifos, y glifosato (principios activos y formulados comerciales) en S. vetulus. Estos valores, en ocasiones menores a las concentraciones registradas en la bibliografía en arroyos pampeanos, sugirieren la ocurrencia de efectos agudos sobre la población residente de S. vetulus. Se comparó la sensibilidad de S. vetulus con otras especies de crustáceos para evaluar su utilidad como modelo para ensayos de toxicidad. La sensibilidad de S. vetulus fue mayor que organismos comúnmente utilizados como indicadores de contaminación en el hemisferio norte, como por ejemplo Daphnia magna, para todos los compuestos. En particular, S. vetulus mostró la menor CL50 para lamdacialotrina y glifosato de las especies de distribución local. Simocephalus vetulus resulta de gran utilidad en la realización de ensayos de toxicidad y como modelo para la evaluación de riesgo en los ambientes pampeanos. Se realizaron ensayos para evaluar los efectos de repetidos pulsos efímeros de toxicidad de lambdacialotrina y cipermetrina (formulados comerciales) sobre S. vetulus a nivel organísmico y poblacional. Se realizaron tres experimentos, los organismos fueron expuestos durante 60-90 minutos a diferentes concentraciones de lambdacialotrina o cipermetrina, fueron transferidos a agua limpia y se realizó un seguimiento diario. Estas exposiciones breves se repitieron cada 7 días a lo largo de los experimentos. Se determinó que S. vetulus sobrevive a pulsos efímeros de exposición a concentraciones hasta 5 veces mayores a los valores de CL50 de lambdacialotrina y cipermetrina, pero se registran efectos posteriores. Se determinó que organismos expuestos a repetidos pulsos efímeros de lambdacialotrina presentaron una disminución de la longevidad posterior a la exposición. Organismos expuestos a repetidos pulsos breves de cipermetrina presentaron menor tasa de alimentación, fecundidad acumulada, tasa de reproducción y tasa de incremento poblacional (r) y, exceptuando este último parámetro, los efectos se observaron en organismos expuestos a concentraciones hasta 10 veces menores a los valores de CL50. Los resultados indican que una población residente, expuesta a pulsos efímeros de toxicidad disminuirá su densidad, y que distintas especies de invertebrados se verán afectadas de manera diferencial debido a su diferente sensibilidad, resultando en cambios en la estructura de la comunidad. Se estudió el ensamble de invertebrados asociados a la vegetación, las concentraciones de nutrientes en agua y plaguicidas en sedimento y el porcentaje de horticultura en la cuenca de 4 arroyos ubicados en el Cinturón Hortícola Platense: San Juan, Martín, Gato y El Sauce, y se compararon con otros cuatro arroyos considerados como arroyos de referencia, (sin actividad hortícola en sus cuencas): Sin Nombre, Buñirigo, Morales y Destino, los dos primeros se localizan en cuencas con uso del suelo ganadero sobre pasturas naturales y los 2 últimos ubicados en la reserva de la biosfera Parque Costero del Sur. Se realizaron en total 11 muestreos en la época de mayor aplicación de agroquímicos de Octubre de 2014 a Marzo de 2017. Las concentraciones de nutrientes en los arroyos hortícolas fueron significativamente mayores que en los arroyos de referencia, y estuvieron positivamente correlacionadas con el porcentaje de horticultura en la cuenca. Las concentraciones y la frecuencia de detección de plaguicidas fue mayor en arroyos hortícolas, y las concentraciones de plaguicidas se correlacionaron con las concentraciones de nutrientes. Estos resultados sugieren un origen común: las aplicaciones en los cultivos adyacentes, que son incorporadas a los arroyos en coincidencia con los eventos de escorrentía superficial posteriores. Los ensambles de invertebrados asociados a la vegetación en arroyos hortícolas fueron significativamente diferentes a los ensambles de los arroyos de referencia. Los sitios hortícolas presentaron menor riqueza y densidad de invertebrados y ensambles caracterizados por colémbolos (principalmente Entomobryoidea), Dugessidae e Hirudinea, mientras que los arroyos de referencia se caracterizaron por su mayor riqueza y densidad y mayor abundancia de S. vetulus, Hyalella y Baetidae. Trichoptera, Decapoda y Caenis, considerados sensibles a los plaguicidas, aparecieron sólo en sitios de referencia. La riqueza y la diversidad se correlacionaron negativamente con las concentraciones de nutrientes y el porcentaje de horticultura en la cuenca. Del mismo modo, la riqueza se correlacionó negativamente con las concentraciones de plaguicidas. La abundancia de S. vetulus, Hyalella y Baetidae, además, se correlacionaron negativamente con el porcentaje de horticultura en la cuenca, mientras que la de Entomobryoidea y Dugessidae se correlacionaron positivamente. Se concluye que el uso de agroquímicos en la horticultura modifica la composición y la estructura del ensamble de invertebrados por pérdida de organismos sensibles y aumento de la densidad de grupos taxonómicos tolerantes. Las concentraciones de nutrientes en los arroyos, la menor riqueza de taxones y la abundancia de S. vetulus, Hyalella y Baetidae son buenos indicadores de impacto por agroquímicos.

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Evaluation of the toxicity of the sediments from an agroecosystem to two native species, Hyalella curvispina (CRUSTACEA: AMPHIPODA) and Boana pulchella (AMPHIBIA: ANURA), as potential environmental indicators

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Sensitivity of Boana pulchella (Anura: Hylidae) Tadpoles to Environmentally Relevant Concentrations of Chlorpyrifos: Effects at the Individual and Biochemical Levels

Sensitivity of Boana pulchella (Anura: Hylidae) Tadpoles to Environmentally Relevant Concentrations of Chlorpyrifos: Effects at the Individual and Biochemical Levels

Desarrollo de un sistema de cría para <i>Cheirodon interruptus</i>: una alternativa a la explotación de poblaciones silvestres y para el uso de la especie en bioensayos de toxicidad

Efecto del uso de fertilizantes y pesticidas sobre organismos acuáticos en arroyos de la zona hortícola de La Plata

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