b Doctorado en Ciencias Naturales Facultad de Ciencias Naturales y Museo Universidad Nacional de La Plata Argentina Resúmenes de Tesis Doctorales Tesis nº: 0905 Area: Zoología Natale, Guillermo Sebastián. Análisis ecotoxicológico de una comunidad de anuros de la Región Pampeana. Efecto del Cr[VI] sobre embriones y larvas de distintas especies de una taxocomunidad. Director (es): Ronco, Alicia Estela; Basso, Néstor Guillermo La Plata: Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo, 2006. La actividad humana produce gran cantidad y variedad de desechos tóxicos que son volcados de diferentes modos a los compartimentos de los ecosis-temas. En general, los sistemas naturales poseen una determinada capacidad para soportar alteraciones debidas a la presencia de agentes xenobióticos mediante procesos internos de depuración. El deterioro de un ecosistema se produce cuando la cantidad de desechos introducidos superan su capacidad de recuperación. Lamentablemente, en la actualidad y durante las dos últimas décadas, los flujos de contaminantes han aumentado y se han superado ampliamente los umbrales establecidos, sin evaluar sus efectos potenciales, llegando en casos extremos a producir daños irreparables. En lo que concierne a contaminantes ambientales, son de importancia los metales pesados, debido a que se les asocia una elevada toxicidad, incluso a muy bajas concentraciones. El hombre genera una continua introducción de metales en los ecosistemas acuáticos, los que superan frecuentemente los niveles umbrales de depuración de estos sistemas naturales. En el caso particular del cromo, la presencia de cromo hexavalente en los ambientes acuáticos está estrechamente relacionada con fuentes antrópicas: oxidación industrial de minas y depósitos de cromo, combustión de combustibles fósiles, madera, papel, aleaciones, catálisis, pigmentos, preservación de la madera e industrias del acero, vidrio, cemento y tanino. 1
En el presente trabajo de tesis se seleccionó al cromo hexavalente, obtenido por disolución de dicromato de potasio en agua de ensayo, como tóxico referencia. Si bien el cromo hexavalente no es un contaminante que constituya un problema para la sociedad actual, debido a sus propiedades fisicoquímicas y su distribución en el ambiente, presenta efectos sobre los ecosistemas acuáticos y la salud humana. Respecto a su manejo en laboratorio, el cromo hexavalente obtenido a partir de dicromato de potasio en solución acuosa, presenta ventajas para realizar bioensayos, debido a que es un patrón primario. El modelo de investigación propuesto plantea un sistema de estudio en el cual se analizará de manera general el impacto que las actividades humanas tienen sobre la biosfera. Esta relación causa-efecto se mantiene, disminuyéndose la escala del sistema hacia un subsistema de estudio, abordable y mensurable. Este subsistema posee dos integrantes: por un lado, la contaminación química de origen antrópico que se introduce como un factor de impacto en los sistemas naturales, siendo el cromo hexavalente el componente representativo; por otro lado, las larvas de las distintas especies de anuros que habitan las charcas seleccionadas, como representantes del componente de la biota, uno de los compartimentos del ecosistema acuático seleccionado, el que formaría parte de un sistema mayor, la biosfera o la naturaleza. Los anfibios anuros son los vertebrados más avanzados que conservan larvas de vida libre. La existencia de un ciclo de vida bifásico (con larvas acuáticas que sufren metamorfosis para originar un organismo terrestre), sumado a que sus huevos no tienen cáscara, genera en muchos casos una ontogenia expuesta que facilita el análisis de su desarrollo en comparación con otros grupos de tetrápodos. Siendo vertebrados ectotérmicos, la actividad de los anuros está estrechamente relacionada con las variables físicas de los ambientes acuático y terrestre. Su piel es un órgano complejo que constituye la ruta principal de intercambio de gases para la respiración, agua e iones; quedando particularmente expuestos a la acción de tóxicos. No emigran del sitio en el cual eclosionan (completando su ciclo de vida en ese mismo lugar), lo cual los hace excelentes indicadores y registros de las condiciones locales. Poseen una gran diversidad morfológica y están presentes en la mayor parte de los ecosistemas, abarcando también una gran cantidad de hábitats. Por estas razones los anfibios anuros han sido propuestos en muchos casos como organismos centinelas o indicadores de impacto ambiental y riesgo ecológico. 2
El sistema de estudio seleccionado fue un campo de aproximadamente 300 hectáreas, situado en la planicie de inundación del arroyo El Pescado, a mitad de su recorrido (35º01 08 S; 57º51 28 O). Dentro del mismo se seleccionaron dos charcas temporarias, utilizadas como sitios reproductivos por las diferentes especies de anuros presentes en el lugar. De cada una de ellas se realizó una descripción morfológica, florística y faunística (listados de especies de las distintas poblaciones de vertebrados que frecuentan o habitan estos limno-topos) y una caracterización fisicoquímica del agua. Particularmente se realizaron 248 muestreos entre enero de 1998 y diciembre de 2004 como parte de un monitoreo de larvas y adultos de las distintas poblaciones de anuros que habitaban el área de estudio. Complementaria-mente se efectuaron estudios de laboratorio a partir de los cuales se generó información básica sobre la biología de 16 especies de anuros autóctonos, describiendo aspectos básicos de su biología reproductiva, desarrollo en su fase de vida acuática, aspectos de su mantenimiento en cautiverio, condiciones de cría, y el efecto que ejercen diferentes factores modificantes sobre la tasa de crecimiento, tasa de desarrollo, supervivencia y tiempo hasta la meta-morfosis. Se incorporaron estas características biológicas en la evaluación de la factibilidad de realizar ensayos de toxicidad aguda y crónica con las larvas de estas especies. En los distintos capítulos de este trabajo de tesis se realizan introducciones teóricas de los temas involucrados en la investigación. Entre ellas se desarrolla la necesidad de contar con metodologías de diagnóstico, ya sea en evalua-ciones de riesgo ambiental o en la determinación de la calidad del agua; se fundamenta la importancia de los bioensayos como herramienta bioanalítica; se realizan distintas consideraciones acerca de los bioensayos de toxicidad aguda, sus usos y su precisión, mencionándose las distintas propuestas de ensayos estandarizados por parte de organismos internacionales. También se discute la necesidad de generar protocolos con especies autóctonas y se profundiza el estudio de sensibilidad en los anuros. En este último sentido, se introducen distintos aspectos básicos de la biología, fisiología, anatomía y otras consideraciones generales de los anuros involucrados en la respuesta frente a los contaminantes y se menciona el origen y estado de la información actual acerca de esos aspectos, que sirvieron de base para los estudios realizados en el área de la toxicología acuática. Finalmente se describe el grado de avance del conocimiento en esta área temática en nuestro país. 3
Se efectuaron un total de 58 bioensayos de toxicidad aguda mediante la metodología propuesta. La misma fue el punto de comparación asumido como válido para contrastar las diferentes hipótesis planteadas y cumplir con los objetivos propuestos en el trabajo de tesis. En primer lugar se realizó un estudio detallado de la respuesta de huevos, embriones y larvas de Hypsiboas pulchellus al Cr(VI) bajo diferentes condiciones de ensayo, en exposiciones agudas y crónicas. Se evaluó la variabilidad no esperada en la respuesta de esta especie a lo largo de toda la fase de su vida acuática frente a diferentes condiciones controladas de laboratorio; la contrastación de distintas hipótesis respecto a los factores modificadores de la toxicidad sobre larvas de H. pulchellus en bioensayos de toxicidad aguda; el desarrollo de una serie de pasos metodológicos, base para realizar la estandarización de este bioensayo y la determinación de la sensibilidad de la especie. Se describen además los procedimientos metodológicos asociados al diseño, ejecución, análisis e interpretación de los bioensayos utilizados. Posteriormente, esta metodología propuesta fue aplicada al estudio de los efectos cromo (VI) sobre las poblaciones de anuros que habitan el área de estudio, lo que permitió la comparación, mediante pruebas estadísticas, de las sensibilidades ofrecidas por las distintas especies al tóxico, además de posibilitar la realización de comparaciones entre las posibles fuentes de variación que se presentaron en el transcurso de los experimentos (como parte del error experimental), entre experimentos, y con metodologías aplicadas en distintos trabajos hallados en la literatura científica. Entre los aportes de esta investigación, se concluye que las larvas de las especies de anuros estudiadas son organismos adecuados para realizar experimentos de laboratorio, ya sea ensayos bioecológicos o estudios de toxicidad (bioensayos). Se demuestra que la contaminación por cromo afecta la fase de vida acuática de los anuros estudiados, ejerciendo efectos nocivos: alteraciones en el comportamiento (natación), inhibición del crecimiento, distinto tipo y grado de malformaciones y muerte sobre los diversos estadios del desarrollo de todas las especies estudiadas. Por otra parte se realizan hallazgos relacionados con la exposición prolongada frente a las concentra-ciones subletales altas de cromo, como la exaltación del crecimiento. Se gene-ran las líneas de base necesarias para poder considerar a H. pulchellus como una especie de referencia, en el desarrollo de herramientas bioanalíticas estandarizadas 4
y el uso potencial del sistema de diagnóstico en el monitoreo regional de efectos biológicos dentro de programas de control ambiental. Respecto al estudio de larvas de diversas especies de la taxocomunidad estudiada, se concluye que existen diferencias significativas en cuanto a la sensibilidad que presentan respecto al cromo (VI); que la contaminación producida por cromo no afecta igualmente a las diferentes especies de una comunidad, ya que éstas no responden de la misma manera ante un tóxico y que su posibilidad de exposición se encuentra relacionada con particularidades de su biología (estrategia reproductiva, hábito de vida). De las especies presentes en la comunidad estudiada, teniendo en cuenta su perfomance en el laboratorio y su sensibilidad al cromo, se propone a Scinax squalirostris como la especie más sensible a considerar en futuras selecciones de especies centinelas o indicadoras de deterioro en ecosistemas acuáticos de la región o riesgos potenciales sobre ecosistemas acuáticos naturales y modificados. Se advierte que, teniendo en cuenta los niveles de sensibilidad de las especies de la taxocomunidad estudiada, junto a los valores umbrales de efecto letal y subletal encontrados en el presente estudio, se esperaría que las concentraciones de cromo detectadas en cuerpos de agua contaminados de la región signifiquen un riesgo para algunas de estas especies. Por otra parte, se realiza una comparación descriptiva de la sensibilidad de las especies estudia-das respecto a la encontrada para otros organismos acuáticos de distintas regiones. Finalmente, consideramos que este trabajo brinda información básica sobre ecotoxicología de anuros autóctonos, y presenta de manera clara el panorama actual de esta ciencia en la Argentina, mostrando los huecos existentes en la investigación y dejando ver los caminos a seguir; aporta elementos para responder las preguntas formuladas, presentando a su vez nuevas preguntas de investigación y enunciando nuevas hipótesis producto de la investigación. Asimismo brinda elementos para abordar la discusión acerca del posible empleo de anuros como indicadores o centinelas de la contaminación, además de contar con mayor información sobre su posible sensibilidad y susceptibilidad a los distintos agentes contaminantes o de estrés químico. 5