Pollution Biomarkers in the Framework of Marine Biodiversity Conservation: State of Art and Perspectives

Abstract

Marine biodiversity is threatened by several anthropogenic pressures. Pollution deriving from the discharge of chemical contaminants in the sea represents one of the main threats to the marine environment, influencing the health of organisms, their ability to recover their homeostatic status, and in turn endangering biodiversity. Molecular and cellular responses to chemical pollutants, known as biomarkers, are effect-based methodologies useful for detecting exposure and for assessing the effects of pollutants on biota in environmental monitoring. The present review analyzes and discusses the recent literature on the use of biomarkers in the framework of biodiversity conservation. The study shows that pollution biomarkers can be useful tools for monitoring and assessment of pollution threat to marine biodiversity, both in the environmental quality monitoring of protected areas and the assessment of the health status of species at risk. Moreover, key areas of the research that need further development are suggested, such as the development of omics-based biomarkers specifically addressed to conservation purposes and their validation in the field, the extension of the biomarker study to a wider number of endangered species, and the development of organic guidelines for the application of the biomarker approach in support to conservation policies and management.

Production and Characterization of Polyethylene Terephthalate Nanoparticles

“…Moreover, both microplastics (MPs) and nanoplastics (NPs) can adsorb and deliver chemicals present in marine environments and are derived from sea-based activities such as shipping, mariculture, offshore activities, etc., and land-based activities such as urban wastewater discharge, industrial and agricultural activities, mining, runoff from coastal areas, etc. [32]. Therefore, MPs and NPs can be considered one of the growing environmental contaminants with a significant impact on organisms [1,33].…”

Substances of emerging concern in Baltic Sea water: Review on methodological advances for the environmental assessment and proposal for future monitoring

“…In situ field monitoring uses biomarkers to assess the toxicological effects of exposure to hazardous substances from the molecular, cellular, and physiological level to higher biological levels such as reproduction disorders and signs of disease in field-sampled organisms (reviewed by e.g., Lionetto et al 2021). Biomarkers are considered as either ''specific'' or ''general'' depending on their specificity in response.…”

Espécies Sentinelas: Monitoramento Ambiental com Base em Biomarcadores de Efeito Cito- e Genotóxico

“…Os estressores ambientais interagem diretamente com as macromoléculas biológicas, desencadeando uma cascata de eventos celulares/moleculares, produzindo efeitos toxicológicos agudos ou crônicos. Entre os efeitos destes estressores ambientais temos desde inibições enzimáticas, alterações nas propriedades de transporte e funcionamento de receptores de membrana/intracelulares, alterações das vias de sinalização intracelular, marcadores de estresse oxidativo e danos ao DNA (Lionetto et al, 2021). Os efeitos primários dos estressores ambientais, tanto no nível celular quanto no molecular, não são isolados, mas resultam em efeitos de toxicidade integrados.…”

“…Os sistemas bióticos e/ou abióticos, em combinação com análises físicas, químicas e genômicas, podem ser avaliados em programas de monitoramento ambiental (Kienzl et al, 2003, Cordier et al, 2020 Espécies sentinelas: monitoramento ambiental com base em biomarcadores 3 2022). Métodos baseados em efeitos são capazes de detectar, precocemente, a ação prejudicial de estressores ambientais em diversos organismos (Lionetto et al, 2021). Assim, alterações moleculares, celulares, fisiológicas e genômicas podem ser detectadas e quantificadas em organismos submetidos a diferentes estressores ambientais, por meio de marcadores (biomarcadores) de exposição, que estão relacionados às diferentes respostas toxicológicas mensuráveis.…”

“…Os efeitos prejudiciais causados pelos estressores ambientais em tais espécies é detectado por estes biomarcadores, que podem determinar a extensão dos danos, extremamente relevante para a classificação dos impactos ambientais em uma área ambientalmente perturbada. Portanto, o monitoramento ambiental, com base em séries temporais e empregando biomarcadores de espécies sentinelas possibilita orientar os esforços de conservação ecossistêmica, contribuindo para a tomada de decisões quanto às condições de habitat, proteção das espécies, prestação de serviços ecossistêmicos e adoção de procedimentos de remediação (Hazen et al, 2019, Lionetto et al, 2021.…”