Estado ecológico de sistemas lóticos rurales del sudeste bonaerense y efectos letales y subletales de plaguicidas sobre la especie no blanco Chilina parchappii
Los agroecosistemas han ido cambiando a lo largo del tiempo en todo el mundo, incorporando nuevas tecnologías para lograr mejores rendimientos y satisfacer así la creciente demanda de alimentos. El control químico de plagas y malezas mediante el uso de plaguicidas sigue sien...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Artículo revista |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | Fernández San Juan, M. R. (2022). Estado ecológico de sistemas lóticos rurales del sudeste bonaerense y efectos letales y subletales de plaguicidas sobre la especie no blanco Chilina parchappii [Tesis de doctorado]. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires, Argentina. |
| Aporte de: |
| Sumario: | Los agroecosistemas han ido cambiando a lo largo del tiempo en todo el mundo, incorporando nuevas tecnologías para lograr mejores rendimientos y satisfacer así la creciente demanda de alimentos. El control químico de plagas y malezas mediante el uso de plaguicidas sigue siendo la herramienta de control más difundida en todo el mundo. Sin embargo, los plaguicidas se dispersan en el ambiente y pueden producir efectos adversos sobre organismos no blanco. Cuando estos compuestos llegan a los cuerpos de agua, pueden ser tóxicos para los organismos acuáticos que allí habitan, poniendo en riesgo a todo el ecosistema. Por lo tanto, resulta fundamental realizar un seguimiento de la acumulación de los plaguicidas en el ambiente y evaluar los efectos de los mismos sobre organismos no blanco. A partir de todo lo expuesto, en la presente Tesis Doctoral se planteó como hipótesis de trabajo que los sitios de muestreo presentan características que reflejan el impacto ambiental y que pueden observarse a nivel ecológico (índices bióticos o multimétricos), individual (bioindicadores) o subindividual (biomarcadores). El trabajo se desarrolló siguiendo el objetivo general de evaluar el estado ecológico de arroyos rurales pampeanos y los efectos de plaguicidas en una especie no blanco a partir de la aplicación y combinación de diferentes metodologías y a distintos niveles de organización. Para esto, se determinó el uso del suelo de las principales cuencas serranas del partido de Tandil, la calidad ecológica de los arroyos a partir de descriptores ecológicos e índices bióticos y multimétricos, la presencia y concentración de plaguicidas en los arroyos del área de estudio y se realizó un análisis de riesgo ecológico en cada sitio. Además, se evaluó la toxicidad aguda letal de diferentes plaguicidas sobre la especie acuática Chilina parchappii (molusco gasterópodo nativa) utilizada como modelo y se identificaron biomarcadores potenciales mediante la evaluación del efecto agudo y subcrónico de concentraciones subletales de los plaguicidas sobre parámetros bioquímicos en los organismos modelo. Finalmente, se determinó el estrés de los arroyos estudiados a partir de la combinación de biomarcadores de efecto. Para realizar el estudio, se realizaron muestreos en 4 arroyos (Napaleofú, Tandileofú, Las Chilcas y Chapaleofú) que atraviesan el partido de Tandil, en el sureste de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Para la caracterización ecológica de los sitios, se tomaron muestras de agua y sedimento y se evaluaron las características fisicoquímicas del agua, variables en relación al hábitat, y presencia y composición del conjunto de macroinvertebrados presentes.
A partir del análisis de las características estructurales y funcionales de los macroinvertebrados bentónicos se calcularon los índices bióticos IBPAMP y PBMWP, y el índice multimétrico SPEAR. Sumado a esto, se colectaron muestras de sedimento para la determinación de la presencia y concentración de cinco plaguicidas muy utilizados en la región pampeana (atrazina, acetoclor, clorpirifós, cipermetrina y 2,4-D). En base a las concentraciones registradas, se calcularon las unidades tóxicas (UT) para evaluar la contribución de cada plaguicida al riesgo de toxicidad a corto plazo para los organismos que habitan en sedimentos, y el cociente de riesgo (CR) para la evaluación del riesgo acuático a largo plazo. En laboratorio, se estudió la toxicidad de la cipermetrina (CIP) y el clorpirifós (CPF) en individuos Chilina parchappii. La selección de estos plaguicidas se basó en su alta toxicidad general y en su gran uso en la región. Se realizaron ensayos de CL50para cada compuesto y se comparó la sensibilidad de C. parchappiicon otros invertebrados de agua dulce a partir del cálculo de lasdistribuciones de sensibilidad de especies (SSD). Se realizaron bioensayos para evaluar efectos subletales en los individuos mediante la determinación de biomarcadores del sistema de defensa antioxidante: Catalasa (CAT), Glutatión peroxidasa (GPx) y Glutatión s-transferasas (GST), y Glutatión reducido (GSH). Finalmente, para comparar el estrés en los sitios de muestreo, se calculó el índice de respuesta de biomarcadores integrados (IBR) a partir de las actividades enzimáticas (CAT, GPx, GST) y no enzimáticas (GSH) evaluados en C. parchappii recolectados en cada uno de los sitios. Los resultados obtenidos evidencian el proceso de agriculturización que se viene dando en la región pampeana desde hace varias décadas en detrimento del pastizal templado. A pesarde esto, en la mayoría de los sitios de muestreo, los valores de los parámetros fisicoquímicos obtenidos no excedieron los niveles de referencia de calidad de vida y protección de la vida acuática en agua dulce superficial. En relación al hábitat, los sitios estudiados presentan una composición granulométrica principalmente limosa y con valores variables de materia orgánica. Por otro lado, se identificaron 27 taxa de macroinvertebrados bentónicos, y los valores medios de riqueza de taxa y de la diversidad (H ́) no presentaron diferencias significativas entre los sitios de muestreo. Los valores de IBPAMP por sitio presentaron diferencias significativas, y los valores registrados corresponden a calidad ambiental “muy crítica”, “crítica” o “dudosa”. Los valoresdel índice PBMWP determinaron una calidad ambiental “crítica” o “muy crítica”, y los valores del índice SPEAR determinaron que los sitios presentan calidad ambiental “pobre” a “mala” debido al impacto de plaguicidas.
En relación a la presencia y concentración de plaguicidas, la cipermetrina fue el único compuesto detectado en todos los sitios y temporadas de muestreo. El clorpirifós fue el segundo plaguicida con mayor frecuencia de detección (>88%), mientras que los herbicidas acetoclor, atrazina y 2,4-D sólo se detectaron en algunas temporadas de muestreo. Las concentraciones máximas de atrazina (57 μg/kg) y del clorpirifós (50.5 μg/kg) se registraron en diciembre. En febrero se registraron las mayores concentraciones de 2,4-D (46.1 μg/kg) y de cipermetrina (20.5 μg/kg), mientras que, la mayor concentración de acetoclor (32.6 μg/kg) se registró en octubre. En cuanto al riesgo, la ΣUT fue mayor en diciembre, con valores superiores a 1 en la mayoría de los sitios de muestreo, indicando un riesgo por toxicidadaguda de plaguicidas para los organismos bentónicos que allí habitan. En la mayoría de los sitios, el riesgo ecológico por toxicidad aguda se debe principalmente a la presencia de clorpirifós, seguido de cipermetrina y acetoclor. Por otro lado, ΣCR fue mayor a 1 en todos los sitios de muestreo en diciembre y octubre, indicando en estos casos un alto riesgo de toxicidad crónica debido principalmente a la presencia de acetoclor en el ambiente. Los valores de CL50 (24 horas) en C. parchappii fueron 53.62 mg/L y 4.06 mg/L para CIP y CPF, respectivamente. Las comparaciones de sensibilidad de CIP y CPF entre especies de invertebrados de agua dulce muestran que C. parchappiies la especie más resistente para los dos plaguicidas estudiados según la base de datos de la ECOTOX. Los plaguicidas CIP y CPF tuvieron un efecto inhibitorio de la actividad CAT entre un 10 y un 40%. La actividad GPx fue mayor (24 a 190%) en caracoles expuestos a CIP y CPF en comparación con los controles. En todos los tiempos de estudio, se registraron aumentos mayores al 27% en la actividad GST con CIP, y mayores a 18% con CPF. Los niveles de GSH de los organismos expuestos a CIP y con CPF aumentaron respecto a los controles en los tres tiempos de estudio, con porcentajes de aumento superiores al 64% y 26% a los 10 días de exposición en los ensayos con CIP y CPF, respectivamente. Finalmente, el índice IBR presentó diferencias significativas entre los sitios de muestreo indicando distintos niveles de estrés. Esta es la primera vez que se usa el enfoque IBR en gasterópodos acuáticos de la región pampeana, y los resultados obtenidos podrían estar dando un puntapié inicial para futuros estudios que permitanprofundizar en el uso de componentes del sistema de defensa antioxidante como biomarcadoresde estrés en los monitoreos ambientales. Las metodologías aplicadas en el presente trabajo podrían resultar ser herramientas eficientes para ser utilizadas de manera complementaria en la evaluación del impacto de los plaguicidas en los ecosistemas acuáticos pampeanos. |
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