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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.42.2021.tde-28092021-104316
Documento
Autor
Nombre completo
Leticia Palmeira Pinto
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2021
Director
Tribunal
Silva, Jose Roberto Machado Cunha da (Presidente)
Fernandes, Marisa Narciso
Pereira, Camilo Dias Seabra
Yan, Chao Yun Irene
Título en portugués
Alterações morfológicas induzidas por nanopartículas de dióxido de titânio (nano-TiO 2 ) durante o desenvolvimento do ouriço-do-mar tropical Lytechinus variegatus (Lamarck, 1816).
Palabras clave en portugués
Lytechinus variegatus
Desenvolvimento
Embrião
Nanopartículas de Dióxido de Titânio (nano-TiO 2 )
Resumen en portugués
Nanopartículas (NPs) constituem uma fonte de poluição ambiental difusa e de difícil remediação, tornando-se um grande e crescente problema ambiental. Dentre as nanopartículas, as de dióxido de titânio (nano-TiO 2 ) são de amplo uso e estão presentes em inúmeros produtos de consumo humano, sendo facilmente inseridas de maneira passiva em ecossistemas marinhos, especialmente em águas costeiras, onde estão menos difusas e em maiores concentrações (<1 mg/L), representando grande risco aos organismos ali presentes. Os ouriços-do-mar são considerados excelentes bioindicadores para avaliar possíveis estressores ambientais físico-quimicos, como mudanças climáticas e compostos tóxicos, principalmente durante o seu desenvolvimento embrionário. A exposição às NPs nos estágios iniciais de vida pode implicar, principalmente, no desenvolvimento incorreto, podendo, por sua vez, comprometer o estabelecimento dessas espécies. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos tóxicos da nano-TiO 2 (0,005, 0,05, 0,5 e 5 g/mL) na fertilização e no desenvolvimento embrionário e larval do ouriço-do-mar Lytechinus variegatus. Para tanto, a toxicidade da nano-TiO 2 foi verificada por meio de testes de capacidade de fertilização e toxicidade ao longo do desenvolvimento, levando em consideração, alterações nas taxas de fertilização, parâmetros morfológicos (microscopia eletrônica de transmissão - MET), morfométricos e presença de malformações (microscopia convencional). Os resultados demonstraram que a exposição dos espermatozoides à nano-TiO 2 por 1 h induziu a diminuição na taxa de fertilização apenas na maior concentração (5 g/mL). Durante o desenvolvimento das gástrulas, a nano-TiO 2 induziu maior toxicidade na concentração 0,005 g/mL, com aumento do número de embriões com desenvolvimento interrompido, sendo esta, a concentração mais baixa testada e a que já se encontra presente no ambiente atualmente. No desenvolvimento das larvas, a maior concentração foi a única capaz de induzir alterações significativas com aumento do número de larvas com desenvolvimento interrompido (EC 50 > 5 g/mL). As mensurações realizadas demonstraram que a nano-TiO 2 induziu uma diminuição significativa no tamanho dos braços pós-oral de larvas plúteos, principalmente nas maiores concentrações (0,5 e 5 g/mL). A partir da análise de MET foi possível observar aglomerados da nano-TiO 2 ao redor das larvas. Levando em consideração que as larvas são filtradoras, estas poderiam interagir com maior facilidade comas NPs em forma de agregados, resultando em um maior impacto no desenvolvimento mais tardio. Nossos resultados apontaram o potencial de toxicidade da nano-TiO 2, demonstrando seus efeitos deletérios na taxa de fertilização e causando malformações e atrasos no desenvolvimento dos embriões e larvas de L. Variegatus , em faixa de concentrações que vão desde cenários de exposição ambientalmente relevantes até de exposição aguda.
Título en inglés
Morphological Changes Induced by Titanium Dioxide Nanoparticles (nano-TiO 2 ) during the Development of the Tropical Sea Urchin Lytechinus variegatus (Lamarck, 1816).
Palabras clave en inglés
Lytechinus variegatus
Development
Embryo
Titanium dioxide nanoparticles (nano-TiO 2 )
Resumen en inglés
Nanoparticles (NPs) are a major and growing environmental concerns for coastal marine environments. Among them, titanium dioxide (nano-TiO 2 ) are widely present in numerous products for everyday use as well as for human consumption, and can be occur at higher concentrations in marine coastal waters (<1mg/L), where they represent a risk to the organisms. Sea urchins are considered excellent bioindicators of environmental and anthropogenic stressors, such as climate change and marine pollutants, respectively, especially during their embryonic development. Exposure to NPs in the early life stages mainly implies larval malformations and developmental arrest, which may compromise the recruitment of these species. The present study aimed to evaluate the effects of nano-TiO 2 (0.005, 0.05, 0.5 and 5 g/mL) on the fertilization, embryonic and larval development of the sea urchin Lytechinus variegatus. The toxicity of nano-TiO 2 was evaluated through fertilization capacity and development toxicity tests, taking into account changes in fertilization and developmental rates, morphological (investigated by TEM - transmission electron microscopy), morphometric parameters and presence of malformations (conventional microscopy). A decrease in fertilization rate was observed only at the highest concentration (5 g/mL). During the development of the gastrulae, nano-TiO 2 induced higher toxicity at the low environmentally relevant concentration of 0.005 g/mL, with a large number of embryos with arrested development. In the development of larvae, the highest concentration was more toxic, with a large number of arrested development larvae (EC 50 > 5 g/mL). The measurements showed that nano-TiO 2 induced a decrease in the size of the post-oral arms of the larva pluteus, especially at the highest concentrations (0.5 and 5 g/mL). Large nano-TiO 2 agglomerates were observed around the larvae body. Taking into account that larvae are filter-feeding organisms, they could interact more easily with agglomerate-shaped NPs, resulting in a greater impact on development and growth. In conclusion, we showed the toxicity potential of nano-TiO 2 to the tropical sea urchin L. Variegatus, with deleterious effects on fertilization rate and malformations and delays in the development of embryos and larvae, in concentrations ranging from environmentally- relevant to acute exposure scenarions.
 
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Fecha de Publicación
2022-12-08
 
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