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BIOACUMULACIÓN DE PLOMO Y SU EFECTO EN EL ROTÍFERO DULCEACUÍCOLA Brachionus calyciflorus Jesús Alvarado-Flores, Javier Ventura-Juárez, Marcelo Silva-Briano, Roberto RicoMartínez Resultados

Introducción

El plomo es el tercer lugar de los 129 contaminantes prioritarios para la Environmental Protection Agency de Estados Unidos (EPA) (ATDSR, 2003). En

Bioacumulación de plomo en el rotífero Brachionus calyciflorus.

Morfología interna y externa del rotífero Brachionus calyciflorus

ecosistemas acuáticos se han reportado concentraciones que oscilan entre 1 a 60 µg/L y en aguas residuales alcanzó valores de hasta 2500 µg/L. Los rotíferos del género Brachionus contribuyen con un porcentaje considerable del total de la biomasa del zooplancton y existen 63 especies en el mundo, a ellos los podemos encontrar habitando aguas someras, turbias, estanques, reservorios de agua, y lagos sujetos a la

E

contaminación por tóxicos. Las poblaciones zooplanctónicas ocupan un lugar intermedio en la estructura trófica de los ecosistemas acuáticos teniendo un rol clave en

A

la transferencia de energía entre productores primarios y otros niveles de consumidores. Eventualmente el plomo llega a los rotíferos y produce un efecto adverso, por consiguiente el presente estudio evalúa los sitios donde se bioacumula el plomo, la principal vía de entrada, y el efecto del plomo sobre la tasa intrínseca de crecimiento (r),

F E) Faringe, F) mástax: retrocerebro (Rc), velo bucal (Vb), mástax (M) y cilios

y otras variables poblacionales.

del esofago (Cie), la flecha indica el sitio de donde sale la antena dorsal.

B

Metodología

A) Brachionus calyciflorus (habitus), B) corona.

Se cultivo el rotífero Brachionus calyciflorus acorde al protocolo de PérezLegaspi y Rico-Martínez (1998). Se determinó la morfología interna y externa con microscopia electrónica de barrido (MEB) y transmisión, además, se analizó el plomo

G

en la ultraestructura por microanálisis de rayos X por dispersión de energía en MEB. También se hizo histoquímica al plomo empleando dicromato de potasio, en cortes

C

semi-finos de 400 nm, incluidos en la resina LR-White (Vogt y Quinitio, 1994). Se estudió la bioacumulación de plomo mediante un análisis de fluorescencia con Leadmium Green (Molecular Probes, 2005) especifico para Plomo, acordé a lo

H

realizado por Rubio (2009). Se monitoreó de plomo en el rotífero por

G) Vitelario, H) huevo partenogenético: vitelario (V), glándula del pie (Gp), músculos del pie (Mp), huevo partenogenético (Hp), implantación cuticular del

espectrofotometría de absorción atómica en la modalidad horno de grafito y se hicieron

D

pruebas de toxicidad; los parámetros indicadores fueron: tasa intrínseca de crecimiento (r), producción de huevos, % de eclosión de huevos sexuales y asexuales y producción

Hp (Ich) y núcleo del vitelario (Nv).

Figura 5. Histoquímica al plomo en vitelario y mástax en el rotífero Brachionus calyciflorus. A, B y C,

C) Estómago, D) células flama: estómago (Es), glándula del estómago (Ge)

contro les. D, E y F intoxicados. La flecha indica el lugar de bioacumulación de plomo. Claves: Vitelario

mástax (M) y células flama (Cf).

(V), núcleo del vitelario (Nv), mástax (M), y cilios del esófago (Cie). 100x.

de machos.

Detección del plomo intracelular In Vivo por fluorescencia empleando el colorante

Efecto del plomo en el porcentaje de eclosión de huevos mícticos.

Leadmium Green®. 3000

110

*

*

2500

90

2000

de crecimiento r y otros parámetros poblacionales.

1000 500

0,70

7

70

% de eclosión

UF

Toxicidad del plomo en el rotífero Brachionus calyciflorus, sobre la tasa intrínseca 1500

12h

50

24h

30

.0

Tiemp o/Pb (mg/L )

Figura 6. Organismo completo: análisis de las unidades de fluorescencia al plomo con el colorante Leadmium Green® en el rotífero Brachionus calyciflorus. Media + desviación estándar. *Diferencias significativas respecto al control p < 0.05.

10

0,60

0.0

-10

0.1

0.5

5

1.0

Pb mg/L 0,55

Figura 12. Gráfico del efecto del plomo sobre el porcentaje de eclosión de huevos mícticos no fecundados

r

.5

h/1

.1 18

h/0

.0 /1

h/0 18

.1

.5 h/0

12 h

h/0 12

12

.5

.0 /1

/0

2h

2h

**

.1 /0

g/L m /0

18

Producción de huevos amicticos

0h

2h

*

g/L

g/L

m 1

/0

.1 m

0h .0 /0 0h

0,65

6

0h

/0

*

0

4

(que originan machos). Media + desviación estándar. 0,50

3 0,45

2

0,40

Efecto del plomo en la composición elemental del rotífero en un análisis de rayos X 0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

30

0,35 -0,2

1,2

0,0

0,2

0,8

1,0

1,2

25

r2 = 0.74. 80

20 15

72h

*

10

*

8

60

5

Control Intoxic ados

7

0

40

0.0

0.0001

0.001

6

0.01

0.5

1.0

Pb mg/L

20 Huevos amicticos

% de Abundancia relativa

0,6

Figura 10. Regresión lineal del efecto del plomo en la tasa intrínseca de crecimiento r. r 2 = 0.66.

Figura 9. Regresión lineal del efecto del plomo en la producción de huevos amícticos (partenogenéticos).

100

0,4

Pb (mg/L)

Pb (mg/L)

% eclosión

1 -0,2

en microscopia electrónica de barrido.

0 C

O

Ca

Si

Al

Figura 7. Análisis de la composición elemental mediante dispersión de rayos X por microscopia electrónica de barrido en el rotífero B. calyciflorus. Media + desviación estándar.

5

Figura 13. Efecto del plomo sobre el p orcentaje de eclosió n de huevos mícticos fecundados (quistes).. Media + un error estándar. *Diferencias significativas respecto al control p < 0.05. N=80 para cada

4

tratamiento. 3

2

Efecto del plomo en la producción de machos.

1

Monitoreo de plomo en el rotífero por espectrofotometría de absorción atómica en 0 0,25

la modalidad horno de grafito.

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

Figura 11. Regresión lineal de la relación de la producción de huevos amícticos (partenogenéticos) con

1000

la tasa intrínseca de crecimiento r. Ecuación de regresión: y = -3.8764 + 14.3148x; p = 0.001, r 2 = 0.794.

9,00

7,00

800 600 400

6,00 5,00 4,00 3,00 2,00

200

0,00

Blanco Fortificado

Rotíferos Control

Rotíferos Intoxic ados

EPA + Pb 24h (sin rotíferos)

EPA

EPA + Pb 24h

1,00 EPA + Pb 0h

0

*

8,00

# Mach os

Pb (ug/L)

r

1200

0.0

0.1

0.5

1.0

Plomo (m g/ L)

Figura 14. Efecto del plomo en el número de machos. Media + desviación estándar. *Diferencias

Figura 8. Análisis del monitoreo del plomo en el rotífero. Media + desviación estándar.

significativas respecto al control p < 0.05.

Bibliografía

Discusión La presente contribución constituye el primer reporte de bioacumulación de

También se determinó el FBC= 115.77, para el rotífero Brachionus calyciflorus,

plomo en rotíferos donde se estudia la deposición del tóxico usando microscopia

el cual representa el primer reporte de un FBC de plomo en esta especie. Nuestros

electrónica y de rayos X para determinar el destino del plomo en la ultraestructura. El

resultados muestran que la producción y el porcentaje de eclosión decrece conforme se

plomo se deposita primordialmente en el vitelario y mástax del rotífero dulceacuícola

incrementa la concentración de plomo, igualmente r es disminuida. La concentración

Brachionus

fueron

máxima donde no se observa efecto (CNOE), concentración mínima donde se observa

complementados con estudios de microscopía de fluorescencia y absorción atómica para

efecto (CMOE) y la concentración en la que hay una reducción del 50% de “r”

determinar la ruta de entrada del plomo en el organismo y determinar el grado de

(concentración de efecto 50 ó CE50) son: 0.25 0.5 y 0.84 mg/L Pb respectivamente para

bioacumulación. Finalmente se estudiaron los efectos de la acumulación de plomo en

el parámetro indicador r. Los principales elementos encontrados son C, O, Ca, Al y Si,

parámetros poblacionales (principalmente el valor r).

observándose una disminución en la detección del Ca en los organismos intoxicados.

calyciflorus.

Los

estudios

de

microscopía

electrónica

1. Pérez- Legaspi, I. A., y R. Rico-Martínez. 1998. Effect of temperature and food concentration in two species of littoral rotifers. Hydrobiologia. 387/388: 341-348. 2. Rubio, IF. 2009. Estudio de los niveles de plomo en la presa el Niágara y su probable biomagnificación. Aguascalientes, México. Tesis. Doctorado en Ciencias

Biológicas.

Universidad

Autónoma

de

Aguascalientes.

Aguascalientes, México. 3. Vogt, G. and Quinitio E. 1993. Accumulation and excretion of metal granules in the praw, Penaeus monodon, exponed to water-borne copper, lead, iron and calcium. Aquatic toxicology. 28: 223-241.


Bioconcentración y Localización del Plomo