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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.41.2017.tde-15122016-103438
Document
Author
Full name
Eleonora Aguiar De Domenico
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Iannini, Carlos Arturo Navas (President)
Zaher, Hussam El Dine (President)
Fernandes, Marisa Narciso
Carvalho, José Eduardo de
Garcia, Paulo Christiano de Anchietta
Gomes, Fernando Ribeiro
Sawaya, Ricardo Jannini
Whitton, Renata Guimarães Moreira
Title in Portuguese
Efeitos combinados da atrazina (fórmula comercial Proof®), da elevação da temperatura e da flutuação termal diária sobre o desenvolvimento larval de anuros
Keywords in Portuguese
Anfíbios
Estresse oxidativo
Substratos energéticos
Xenobióticos
Abstract in Portuguese
A alteração do clima da Terra induzida pelas atividades humanas e a poluição têm sido apontados como potenciais estressores sinergísticos que ameaçam a persistência de populações de anuros em ambientes naturais. Entretanto, mediante um cenário complexo de mudanças antropogênicas globais, o conhecimento acerca do efeito isolado de estressores, bem como de sua interação, é ainda incipiente. Além do aquecimento como tendência central, a mudança climática tem sido relacionada, de modo cada vez mais consistente, ao aumento de eventos extremos, que podem resultar no aumento da ocorrência e da magnitude de temperaturas diárias extremas quentes e frias, impondo desafios adicionais à biota. No presente trabalho, foi testada a hipótese de que o aquecimento e a flutuação termal diária interferem na toxicidade da atrazina sobre larvas de três espécies de anuros (Dendropsophus minutus, Leptodactylus podicipinus e Physalaemus nattereri) que habitam áreas de cultivo de cana-de-açúcar, onde a utilização desse herbicida é frequente. Para testar essa hipótese, foram estudados os efeitos do aquecimento (23-27 ºC para D. minutus e L. podicipinus e 28-32 ºC para P. nattereri), da flutuação termal diária (23±4 ºC e 27±4 ºC para D. minutus e L. podicipinus e 28±4 ºC para P. nattereri) e da exposição à atrazina (120 μg/L para D. minutus e L. podicipinus e 30, 120 e 180 μg/L para P. nattereri), de maneira isolada e combinada, no desenvolvimento larval dessas espécies. A fim de compreender tais efeitos, foram monitorados os seguintes parâmetros: tempo de desenvolvimento, massa e comprimento na metamorfose, condição corpórea, proteínas e lipídios hepáticos totais, atividade de enzimas antioxidantes (catalase, GST e SOD) e nível de peroxidação lipídica. As respostas encontradas foram diferentes entre as funções de desempenho fisiológico analisadas, com possíveis consequências positivas ou negativas para a aptidão, além de terem sido espécie-específicas. Além disso, no caso do efeito combinado dos estressores analisados, foram observadas interações sinergísticas, neutras ou mesmo antagônicas. De modo isolado, a atrazina e a flutuação termal promoveram o retardo ou a aceleração do desenvolvimento, enquanto o aquecimento acelerou ou não teve efeito sobre o mesmo. A atrazina, surpreendentemente, promoveu a melhora da condição corpórea, enquanto a flutuação termal diária promoveu a melhora, a piora ou não teve efeito sobre esse parâmetro, e, por fim, o aquecimento piorou ou não alterou a condição corpórea. Os três fatores testados, de modo isolado, promoveram a ativação da catalase e, de modo menos frequente, da GST, embora apenas o aquecimento, de modo isolado, tenha induzido o dano oxidativo, com aumento do nível de LPO tendo sido observado na espécie D. minutus. Os fatores analisados (aquecimento, flutuação termal diária e exposição a concentrações ecologicamente relevantes de atrazina) tiveram efeito sinergístico em D. minutus, em que houve piora da condição corpórea, e neutro em L. podicipinus, espécie na qual não foi verificada alteração nesse parâmetro. Houve ainda sinergismo na indução de dano oxidativo (aumento do nível de LPO), constatado nas três espécies analisadas nos casos mais severos de combinação de estressores. O presente trabalho evidencia a complexidade da interação de fatores ambientais e, portanto, reafirma a necessidade de estudar os efeitos das mudanças globais sobre a biota para a melhor definição dos limites de tolerância e da capacidade de resiliência das espécies
Title in English
Combined effects of atrazine (commercial formula Proof®), increase in temperature and daily thermal fluctuation on the anuran larval development
Keywords in English
Amphibians
Energetic substrates
Oxidative stress
Xenobiotics
Abstract in English
Global climate change, induced by human activities, and pollution has been considered as potential synergistic stressors that threaten the persistence of amphibian populations in natural environments. However, considering the complexity of anthropogenic global changes, the current state of knowledge on the isolated effects of these variables, and their interactions, is still incipient. Besides the tendency to average global warming, climate change has been consistently associated to enhanced extreme events, which may result in an increase of frequency and magnitude of extreme hot and cold daily temperatures, imposing additional challenges to the biota. In this study, we tested the hypothesis that the increase in temperature and daily thermal fluctuation intensify the toxicity of atrazine on larvae of three anuran species (Dendropsophus minutus, Leptodactylus podicipinus and Physalaemus nattereri), which inhabit industrial sugarcane cultures areas, where the use of this herbicide is frequent. To test this hypothesis, the effects of the increase in temperature (23-27 °C for D. minutus and L. podicipinus, and 28-32 °C for P. nattereri), the daily thermal fluctuation (23 ± 4 °C and 27 ± 4 °C for D. minutus and L. podicipinus, and 28 ± 4 °C for P. nattereri), and the exposition to atrazine (120 μg/L for D. minutus and L. podicipinus, and 30, 120 and 180 μg/L for P. nattereri) on the larval development of these species were studied in an isolated and in a combined way. To evaluate the effects of these stressors, time of metamorphosis, mass and length, body condition, total hepatic proteins and lipids, antioxidant enzymes (catalase, GST and SOD) activity, and lipid peroxidation (LPO) were monitored. The responses were variable, which possible positive or negative consequences to fitness, according to the endpoint, and were species-specific. Moreover, the interactive effects of these stressors were synergistic, antagonistic, and even neutral. Atrazine and thermal fluctuation led to a delay or acceleration of the metamorphosis, while the warming accelerated or did not affect development. Surprisingly, exposure to atrazine improved body condition, whereas the daily thermal fluctuation improved, worsened or did not affect this parameter, and, finally, the increase of temperature worsened or did not affect body condition. All stressors promoted the activation of catalase, and, less frequently, activated GST. However, the increase in temperature was the only isolated factor to induce oxidative damage as observed in D. minutus. The factors studied here (increasing in temperature, daily thermal fluctuation and exposure to environmentally relevant concentrations of atrazine) had synergistic effect on the induction of oxidative damage in the all species analyzed. This study highlights the complexity of interaction among stressors and, therefore, reaffirms the need to study the effects of environmental changes on the biota to better understand the limits of tolerance and resilience of the species
 
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Publishing Date
2017-01-11
 
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