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Título: Efeito da poluição do igarapé do Quarenta sobre a expressão gênica e da contaminação por cobre sobre o comportamento e o desenvolvimento larvário, dos anuros Rhinella granulosa e Scinax ruber
Autor: Sá, Jorge Felipe Oliveira Franco de
Orientador: Val, Adalberto Luis
Palavras-chave: Anfíbios
Ecotoxicologia
Expressão gênica
Data do documento: 9-Set-2015
Editor: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Programa: Genética, Conservação e Biologia Evolutiva - GCBEv
Abstract: Populations of anurans have declined and extinctions have been recorded over the last years, most of them related to environmental pollution, changes of land use and emerging diseases. Streams with black water characteristics cross the city of Manaus; however, in recent decades, the population and industries have used them as a sewer system, thereby altering their original chemical composition. The main goal of this study was to evaluate the effect of the pollution occurring in these streams on the anuran of the Amazon, Rhinella granulosa and Scinax ruber. We evaluated the effects of pollutants found in these streams on the evolution of egg to adult stage. We analyzed, under laboratory conditions, the effects of copper, a pollutant found in many streams, on larvae behavior and development of these species, using acute (LC50 test) and chronic tests. For Scinax ruber adults we used the gene expression of the hepatocytes as a tool for physiological analysis, in order to understand the negative effects of a long exposure to pollutants found on the banks of a contaminated city stream (Igarapé do Quarenta). LC50 at 96 h of Rhinella granulosa Gosner 25, Scinax ruber Gosner 25 and Scinax ruber eggs in black water of the Amazon contaminated with copper were 23.48±1.8, 36.37±5.1 and 50.02±3.6 μg/L, respectively. The Biotic Ligand Model (BLM) was used to predict the LC50 values that, based on the results, can be considered a promising tool for these tropical species and water conditions. The Gosner stage 19-21 (related to the appearance of external gills) is the most vulnerable stage and the egg stage is the most resistant, in relation to copper pollution. The sublethal concentration of 30 μg/L of copper (82.5% of LC50 – 96h) had no effect on length, duration of the larvae period, growth rate and body weight of Scinax ruber tadpoles, even when they were exposed for long period of time. Long lasting exposure to contaminants found on the banks of the Igarapé do Quarenta induced, in the liver of Scinax ruber adult males, an increase in the expression of genes involved in oxidation-reduction processes and an increase of 197.7 times in the expression of ERGIC3 gene, 54.7 times the IGF1R gene, and 60.7 times the PDCD6IP in relation to control. These genes are related to growth, viability, migration, colony formation and invasiveness of tumor cells. There was also an increase of 54.7 times in the expression of FANCM gene relative to control. This gene codifies the FANCM protein, involved in DNA damage repair system. The pollutants found in the city creeks can cause serious damage animals health that inhabit these areas, leading them to an early death and thereby reducing the size of local populations. Even the animals that survived to adulthood have to deal with constraints and biological damage caused by their environment.
Resumo: Nos últimos anos foram registrados extinções e declínios de populações de anuros, relacionados à poluição do ambiente, às mudanças no uso da terra e ao surgimento de doenças. A cidade de Manaus é cortada por uma série de igarapés com características de água preta; porém, nas últimas décadas, eles têm sido utilizados pela população e pelas indústrias como um sistema de esgoto, alterando desse modo a composição química anteriormente encontrada. Nosso objetivo foi avaliar a influência da poluição do igarapé do Quarenta no comportamento e no desenvolvimento larvário de duas espécies de anuros, Rhinella granulosa e Scinax ruber. Avaliamos os efeitos dos poluentes encontrados nesses igarapés desde o estágio de ovo até o estágio adulto. Nas fases larvais observamos, em experimentos laboratoriais, os efeitos de um único poluente encontrado em muitos igarapés da cidade (Cobre) e sua ação de forma aguda (teste de CL50) e crônica no comportamento e desenvolvimento larval. Para os adultos de Scinax ruber utilizamos a expressão gênica em hepatócitos como ferramenta de análise fisiológica, de modo a compreender os efeitos negativos da longa exposição aos poluentes encontrados nas margens de um igarapé contaminado da cidade (Igarapé do Quarenta). A CL50 -96h dos girinos de Rhinella granulosa, dos girinos de Scinax ruber e dos ovos de Scinax ruber em águas pretas da Amazônia contaminadas com cobre foram 23,48±1,8; 36,37±5,1 e 50,02±3,6 μg/L, respectivamente. O modelo do ligante biótico (BLM) foi usado para prever os valores de CL50 para essas duas espécies e pode ser considerado uma ferramenta promissora para essas espécies tropicais e para essas condições de água. Os estadios 19-21 de Gosner (relacionados ao aparecimento das brânquias externas) são os mais vulneráveis e o estágio de ovo é o mais resistente em relação à poluição por cobre. A concentração subletal de 30 μg/L de cobre (82,5% da CL50-96h) não teve efeito sobre o comprimento, duração do período larvário, taxa de crescimento e massa corporal nos girinos de Scinax ruber, mesmo quando expostos por longos períodos de tempo. A exposição prolongada aos contaminantes encontrados nas margens do igarapé do Quarenta induziram, no fígado dos machos adultos de Scinax ruber, um aumento na expressão dos genes envolvidos nos processos de oxirredução e um aumento de 197,7 vezes na expressão do gene ERGIC3, de 54,7 vezes na expressão do gene IGF1R, e de 60,7 vezes na expressão do gene PDCD6IP em relação ao controle. Esses genes estão relacionados ao crescimento, viabilidade, migração, formação de colônias e capacidade de invasão das células tumorais. Também foi observado um aumento de 54,7 vezes na expressão do gene FANCM no tratamento em relação ao controle. Esse gene codifica a proteína FANCM, uma proteína essencial no sistema de reparo de danos no DNA. Os poluentes encontrados nos igarapés do Quarenta podem provocar sérios danos a saúde dos animais que habitam essas áreas, levando-os à morte precoce e desse modo reduzindo o tamanho das populações locais. Nem mesmo os animais que conseguem sobreviver até a fase adulta estão livres dos desafios e danos biológicos causados por seus ambientes.
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