Mechanisms of toxicity in folsomia candida

• Author(s): Pereira, Cecília Manuela Silva
• Date: 2012
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/9538
• Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Subject(s): Toxicologia; Pesticidas; Metais; Ecotoxicologia
• Document Type: Master thesis
• Language: English

Description

Uma enorme variedade de contaminantes pode ser encontrada no ambiente, podendo estes afetarem o ecossistema terrestre. Sendo por isso, importante, o estudo de diferentes contaminantes e de diferentes parâmetros de avaliação. O presente estudo abrange dois assuntos diferentes com diferentes abordagens, na área de ecotoxicologia terrestre: 1) toxicidade de misturas binaria de químicos com diferentes modos de ação usando a sobrevivência e a reprodução da Folsomia candida como parâmetros de avaliação e 2) comportamento de “evitamento” e atividade de colinesterases (ChE) (após previa caracterização). Esta espécie teste é um inseto de solo, pertence a um grupo ecologicamente relevante com um importante papel nos processos de mineralização e decomposição no solo. Estão disponíveis procedimentos padronizados para avaliar efeitos na sobrevivência, reprodução e comportamento de “evitamento”. Os resultados dos testes de toxicidade de misturas foram interpretados com base nos modelos conceptuais da Adição da Concentração e da Ação Independente, incluindo os desvios destes modelos: sinergismo, antagonismo, dependente do nível-dose e do rácio-dose. Diferentes padrões de resposta a toxicidade de misturas em F. candida foram observados em diferentes parâmetros de avaliação (sobrevivência e reprodução). Sinergismo foi frequentemente observado após exposição a misturas de pesticidas (lindano e atrazina, e dimetoato e lindano) ou quando um dos compostos da mistura era um pesticida (cadmio e dimetoato, quando o parâmetro de avaliação foi a reprodução). A caracterização revela que a Folsomia candida contém principalmente acetilcolinesterases. Em relação ao efeito do dimetoato, no comportamento de “evitamento” dos organismos ocorreu uma preferência pelo solo contaminado. Observações mostram que ocorreu imobilização associada a inibição das ChE – sinais de paralisia com o aumento da concentração está correlacionado com a diminuição da atividade das colinesterases. Se tivéssemos em conta apenas os resultados do teste de “evitamento” estaríamos perante um resultado falso negativo devido aos efeitos diretos na locomoção.

A variety of contaminants can be found in the environment and can affect terrestrial ecosystems. It is important to study not only the effects of different chemicals but also at various levels and endpoints. The present studies covers two different topics and approaches to the soil system: 1) toxicity of binary mixtures of chemicals with different modes of action using survival and reproduction of Folsomia candida as endpoints and 2) avoidance behaviour and cholinesterases (ChE) activity (after previous characterization). This test species is a wingless terrestrial insect, an ecologically relevant group with a role in soil mineralization and decomposition processes. Standard guideline test procedures are available to assess effects on survival, reproduction and avoidance behaviour. Results of the mixture toxicity test were interpreted in light of conceptual models of Concentration Addition and Independent Action, including synergistic, antagonistic, dose-level and dose-ratio dependent deviations from these models. Differences on mixture toxicity response patterns in Folsomia candida were observed in the different endpoints used (survival and reproduction). Synergism was frequently observed upon exposure to pesticide mixtures (lindane and atrazine, and dimethoate and lindane) or when one of the components of the mixture was a pesticide (Cd and dimethoate, when the endpoint was reproduction). Characterisation revealed that Folsomia candida presents mainly acetylcholinesterases. In regard to the effects of dimethoate, on the avoidance behaviour of the organisms there was a preference for the spiked soil. Observations showed that immobilization occurred associated with ChE inhibition - signals of paralysis with increasing concentrations were correlated with a decrease in the ChE activities. Results from the avoidance test alone would be in fact a false negative of avoidance due to direct effects on the locomotion.