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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.2020.tde-23032022-103902
Document
Author
Full name
Mariana Miguel
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2020
Supervisor
Committee
Rocha, Odete (President)
Corbi, Juliano Jose
Mansano, Adrislaine da Silva
Melão, Maria da Graça Gama
Vieira, Eny Maria
Title in Portuguese
Efeito do hormônio sintético 17 α-etinilestradiol e do herbicida atrazina em espécies de dois níveis tróficos
Keywords in Portuguese
análise bioquímica
cladóceros
fármaco
microalga
mistura
triazina
Abstract in Portuguese
O aumento da população humana trouxe, em consequência, o aumento da produção, consumo e descarte de vários produtos químicos empregados na medicina, agricultura, indústria e uso doméstico, entre outros. Em muitos corpos d'água são frequentemente encontrados fármacos e defensivos agrícolas, como o 17 α-etinilestradiol (EE2) e da atrazina (ATZ). O EE2 é um hormônio sintético usado na formulação de contraceptivos orais, enquanto a ATZ é um herbicida amplamente utilizado na agricultura no combate de ervas daninhas. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar a sensibilidade do cladócero tropical Ceriodaphnia silvestrii e comparativamente do cladócero de região temperada Daphnia magna ao hormônio EE2 em uma abordagem intergeracional; avaliar os efeitos do EE2 e da ATZ de forma isolada, quanto à toxicidade aguda e crônica em um representante do primeiro nível trófico (produtores primários), a microalga Raphidocelis subcapitata, e o efeito destes dois compostos em dois cladóceros, duas espécies nativas tropicais, Ceriodaphnia silvestrii e Ceriodaphnia rigaudi, como representantes do segundo nível trófico, o de consumidores primários. Foram realizados testes de toxicidade crônica de cada composto de forma isolada, para R. subcapitata, testes de toxicidade crônica intergeracional com exposição ao fármaco EE2 para C. silvestrii e D. magna, testes de toxicidade aguda e crônica desses compostos de forma isolada e em mistura para C. rigaudi e testes de toxicidade aguda e crônica da atrazina ao cladócero nativo endêmico neotropical, C. silvestrii, de acordo com os protocolos padronizados da ABNT e OECD. Como respostas foram avaliados parâmetros fotossintéticos e composição lipídica para a microalga, e parâmetros reprodutivos e sensibilidade das espécies (SSD). Os resultados mostraram sob exposição crônica que a atrazina causa diminuição nos parâmetros fotossintéticos e no teor de lipídios totais, mas quando exposta ao EE2, em baixas concentrações, o crescimento é estimulado (hormesis) e há aumento de carboidratos. No segundo nível trófico, diferentes cladóceros tiveram diferentes respostas ao hormônio EE2: redução da fecundidade de C. silvestrii na segunda geração, mas não na primeira; redução da fecundidade de D. magna na primeira geração, mas não na segunda; C. rigaudi, quando exposta aos dois compostos individualmente, teve mais de 80% de redução na fecundidade para ambas substâncias e 11,8% de redução do tamanho corporal quando em exposição ao EE2. Já em mistura, os compostos apresentaram interação dependente do nível da dose, sendo que os efeitos sobre C. rigaudi foram de sinergismo em concentrações mais baixas e antagonismo nas mais altas. A exposição crônica intergeracional de C. silvestrii ao herbicida resultou em menor fecundidade (de cerca de 27% a 38,5% menor) para ambas gerações. Ambos compostos representam risco ecológico podendo afetar negativamente as comunidades planctônicas. A importância de se incluírem espécies nativas nos estudos ecotoxicológicos de ambientes tropicais é reforçada, visto as diferenças de sensibilidade das espécies.
Title in English
Effect of the synthetic hormone 17 α-ethinylestradiol and the herbicide atrazine on species in two trophic levels
Keywords in English
biochemical analysis
cladocerans
drugs
microalgae
mixture
triazine
Abstract in English
The increase of human population brought as consequence the increase in the production, consumption and disposal of chemicals used in medicine, agriculture, industry and domestic use among others. In many water bodies, drugs and pesticides are often found, such as 17 α-ethinylestradiol (EE2) and atrazine (ATZ). EE2 is a synthetic hormone used in the formulation of oral contraceptives, whereas ATZ is an herbicide widely used in agriculture in the combat of weeds. Thus, the objective of the study was to evaluate the effects of EE2 and ATZ regarding their acute and chronic toxicity to a representative species of the first trophic level (primary producers) the microalgae Raphidocelis subcapitata, and on three species of cladocerans, two tropical native: Ceriodaphnia silvestrii e Ceriodaphnia rigaudi and one exotic from temperate region, Daphnia magna, as representatives of the second trophic level, of primary consumers. Acute and chronic toxicity tests for each compound isolately, for R. subcapitata; chronic intergenerational test with exposure to EE2 for C. silvestrii and D. magna; acute and chronic toxicity tests of these compounds, isolately and in mixture for C. rigaudi and acute and chronic toxicity tests with the herbicide atrazine to the native and Neotropical endemic C. silvestrii, according to standard ABNT and OECD protocols. As end-points photosynthetic parameters and lipidic composition were evaluated for the microalgae and reproductive parameters and species sensitivity comparisons (SSD). The results showed that for chronic exposure ATZ can cause decrease on photosynthetic parameters and on total lipids content, but when exposed to EE2 at low concentrations, growth is stimulated (hormesis) and there is carbohydrate increase. Both substances affected the composition of the lipid classes of the algae. At the second trophic level, different cladocerans had different responses to the hormone EE2: reduced fecundity of C. silvestrii in the second generation but not in the first. Reduced fecundity in t D. magna first generation, but not in the second; C. rigaudi when exposed to the two compounds individually had a reduction in fertility for both substances and reduction in body size when exposed to EE2. However, in mixtures, the compounds showed interaction dependent on the dose level, with the effects on C. rigaudi being synergistic at lower concentrations and antagonism at higher ones. Acute and chronic intergenerational exposure of C. silvestrii to the herbicide resulted on lower fecundity for both generations. Both compounds represent ecological risk due their potential to adversely affect planktonic communities. Importance of including native species in ecotoxicological studies of tropical ecosystems is reinforced based on the differences found for species sensitivities.
 
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Publishing Date
2022-03-24
 
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