Nome do Projeto
Efeitos do herbicida a base de glifosato Roundup Transorb® na tolerância térmica dos insetos Belostoma sp. e Culex quinquefasciatus
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/12/2021 - 30/11/2022
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
As mudanças climáticas vem sendo a pauta de vários trabalhos que envolvem organismos aquáticos. Os gêneros Belostoma e Culex tem um ampla distribuição pelo mundo e são comumente encontrados em regiões alagadiças como banhados e lagoas temporárias nas suas fases larvais. Tais ambientes são suscetíveis a contaminantes antropogênicos como herbicidas por serem localizados em zonas baixas e comumente terem a descarga de águas da chuva. Neste estudo será testada a influência do glifosato (Roundup Transorb®) na tolerância térmica destes dois insetos, residentes de um banhado no Sul do Rio Grande do Sul. O glifosato é um herbicida com alta solubilidade em água e com aplicação no estado chegando a 135 milhões de litros por ano. Trabalhos já demonstraram alguns efeitos danosos do glifosato na tolerância térmica de crustáceos e larvas de insetos aquáticos, além de atuar como desregulador endócrino e prejudicar o ajuste dos invertebrados aos efeitos das mudanças climáticas. Sabe-se que invertebrados aquáticos reagem à contaminação por este herbicida em concentrações baixas (1,0mg/L-1) enquanto podem ser encontradas no sedimento de rios concentrações de até 2,16 mg/L-1. O projeto então visa demonstrar o efeito da exposição ao herbicida na tolerância térmica dos insetos e consequentemente o impacto na fisiologia adaptativa dessas espécies já ajustadas as condições termo-extremófilas de banhados.

Objetivo Geral

Identificar a tolerância térmica do mosquito Culex quinquefasciatus e da barata d’água Belostoma sp., bem como o possível impacto do herbicida a base de glifosato Roundup Transorb® (RT) nos limites térmicos destas espécies.

Justificativa

Os ambientes aquáticos vem sofrendo alterações por atividades antrópicas (DALLAS, 2008) como redução dos níveis de mananciais devido ao excesso de captação para consumo humano (OLDEN, 2010). A transferência entre bacias e uso da água para irrigação na agricultura, com a descarga da água modificada em seu ambiente de origem (WELLBORN, 1996), ou indiretamente por alterações ambientais pelo uso da terra, como a remoção da mata ciliar e emprego de agrotóxicos (RUTHERFORD, et al., 1997) também são ações danosas ao meio. Trabalhos sobre impactos antropogênicos em ambientes aquáticos são densamente produzidos com a finalidade de prever, quantificar e atenuar os danos ambientais (BLOOMFIELD, et al., 2006;CALOSI, 2008; CHAO, et al., 2020; DE BEECK, 2017). Esses danos vem se agravando com o desenvolvimento e captação de recursos naturais para suprir a crescente demanda de consumo. O uso das terras e o despejo de insumos em corpos d’água são práticas antigas na sociedade. Estudos que quantificam a lixiviação de insumos para o solo e corpos d’água são necessários tanto para medir o impacto nos habitats atingidos, quanto para corroborar com a reformulação do uso de produtos ou práticas antropogênicas tidas como ambientalmente perigosas (BORGGAARD, 2008). Banhados e lagos temporários são habitats muito explorados por diversos grupos de animais e plantas, tais ambientes possuem oscilações muito particulares nos fatores abióticos com altas variações na temperatura e nos níveis de oxigênio, pH e condutividade (VOLCAN, 2011). Por ser um ambiente extremófilo seus residentes normalmente se encontram em suas máximas tolerâncias físico-químicas, sendo suscetíveis aos impactos gerados pela contaminação por insumos advindos de práticas agrícolas. Segundo Zebral (2018) para espécies adaptadas à ambientes termo extremófilos, o custo metabólico de respostas de detoxificação pode contribuir com a redução da tolerância térmica e comprometer o desenvolvimento e a sobrevivência das populações. Esse tipo de contaminação põe em perigo uma gama de espécies residentes deste habitat, através do estresse oxidativo, queda da tolerância térmica, redução no tempo de vida e perda da mobilidade, podendo culminar em um desequilíbrio ou na extinção de espécies já ameaçadas (ZEBRAL, et al., 2018). A contaminação direta de rios e a chuva acabam destinando produtos como o glifosato e seus compostos para este tipo de ambiente, promovendo alterações na fisiologia dos indivíduos expostos, que necessitam alocar energia para o processo de detoxificação, algumas vezes em detrimento de outras funções homeostáticas, como a tolerância térmica, por exemplo (Zebral, et al., 2018) e o crescimento.

Metodologia

Área de Estudo
A área de estudo será um banhado localizado no Campus Capão do Leão, da Universidade Federal de Pelotas, Capão do Leão, Rio Grande do Sul, Brasil (31°48’25”S & 52°25’11”W). Segundo Volcan (2011) este ambiente apresenta águas rasas de até 30 cm de profundidade e possuí uma grande diversidade de macrófitas, invertebrados e vertebrados. O local permanece inundado durante o hidroperíodo de 6 a 8 meses/ano, a partir do final do outono, início do inverno (maio-junho) até o final da primavera e início do verão (novembro-dezembro) quando, geralmente, seca até a próxima estação de chuvas.

Delineamento Experimental
O experimento será realizado no Laboratório de Fisiologia Aplicada à Animais Aquáticos e será constituído de um grupo controle (sem herbicida) e dois grupos com exposições ao herbicida RT em concentrações de 0,1 e 1mg/L (e.a.) por 24h. Cada inseto será individualmente exposto ao herbicida em aquários de 3L, e ao término de 24h de exposição os animais serão transferidos para um aquário idêntico, onde passarão pelos testes de CTMax e CTMin.

Insetos
Para o experimento será utilizado o quarto instar da larva (L4) do mosquito Culex quinquefasciatus, e juvenis da barata-d’àgua Belostoma sp. Ambas espécies serão coletadas (n=30/espécie) no banhado do Campus da UFPel, e serão levadas ao laboratório. As coletas serão feitas com puçá, acompanhando-se o esforço amostral pela número de vezes que o puçá for empregado e a área amostrada em cada arrasto do puçá, até que se colete o total necessário. No laboratório os insetos que serão submetidos aos testes permanecerão em aclimatação por 24h, isolados individualmente em aquários de 3L em temperatura ajustada à temperatura média observada no ambiente no dia da coleta. A temperatura será verificada in loco as 8:00 e as 14:00h. Os insetos do grupo teste também permanecerão nessas mesmas condições acrescidas do herbicida. Não haverá alimentação durante os ensaios.

Testes de CTMax e CTMin
A metodologia será ajustada a partir do proposto por Coccia et al. (2013). Para determinação do CTMax os insetos serão transferidos individualmente para o aquário teste (com mesma forma e volume dos aquários de manutenção), onde a temperatura será aumentada em taxa de 0,3 a 0,5oC por minuto. Durante o ensaio, serão computados a cada minuto os valores crescentes da temperatura e o comportamento do animal. O endpoint será caracterizado pela temperatura na qual o inseto sofre perda da atividade locomotora e ou da organização dos movimentos com perda de orientação. No caso das larvas de mosquitos o endpoint é caracterizado pela subida à superfície da água, com ausência de movimentos e sem resposta a perturbação física (DELNAT, et al., 2019) e no caso dos hemípteros é relatada a perda da locomoção e coordenação dos movimentos (PORTER, 2019). Neste ponto o exemplar é imediatamente capturado e transferido para água isenta de tóxico, nas mesmas condições pré-experimentais, por um período de recuperação de 24h, para atestar sua sobrevivência ao teste, confirmando o valor do CTMax. O grupo controle seguirá o mesmo procedimento, porém sem exposição ao tóxico. Os testes para CTMin seguirão o mesmo protocolo, porém com redução gradual da temperatura (0,3 a 0,5oC/min). Serão testados 10 indivíduos por grupo experimental. Encerrado o tempo de recuperação os animais serão sacrificados por sedação prolongada em banho de eugenol (400mg/L), serão pesados e medidos e depois descartados junto ao biotério central da UFPel.

Determinação do Glifosato
A concentração do glifosato será quantificada conforme descrito por Borjesson e Torstensson (2000). A técnica consiste em uma extração líquido/líquido com 150mL de amostra (pH 2,0/HCl). Extração em meio de acetato de etila e acetonitrila (1:1; 3x20mL). A fase aquosa será descartada e a fase orgânica evaporada com nitrogênio e ressuspendida com anidrido trifluoracético e trifluoretanol para a reação de derivatização. Na última etapa a amostra é ressuspendida em acetato de etila e analisada por cromatografia gasosa com detecção fotométrica de chama.

Análise estatística
Os dados serão apresentados na forma de média ± desvio padrão e aqueles referentes CTMax e CTMin serão testados mediante ANOVA. As pressuposições para a ANOVA serão avaliadas pelos testes de KolmogorovSmirnov (normalidade) e teste de Cochran (homogeneidade da variância) com emprego do programa Statistica 7.0®. Diferenças significativas entre médias serão determinadas pelo teste a posteriori de Tukey. As médias de sobrevivência (%) serão comparadas pelo teste de Kuskal-Wallis. Todos os testes considerarão um nível de significância de 95% (p<0,05).

Indicadores, Metas e Resultados

Espera-se determinar os níveis mínimos do agrotóxico estudado que apresentam efeitos deletérios sobre a ecofisiologia dos insetos. dados indispenssáveis na avaliação de impactos ambientais antropogênicos para nossa região que intensifica e amplifica constantemente o uso de glifosato com os novos cultivares, como o de soja na região.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
GILSON DE MENDONCA1
MAIDANA DA SILVA IDIARTE
NIVIA MARIA STREIT
RICARDO BERTEAUX ROBALDO2
VINICIUS VALENTE ACOSTA

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