Avaliação do potencial tóxico das microalgas Heterosigma akashiwo (raphidophyceae) e Prorocentrum minimum (dinophyceae) sobre copépodes planctônicos do gênero Acartia

Abstract

Resumo: Nas últimas décadas, o aumento na frequência, magnitude e distribuição geográfica de espécies de microalgas nocivas tem chamado a atenção para as particularidades fisiológicas, ecológicas e toxicológicas das espécies envolvidas. Apesar disso, pouco ainda se sabe sobre as interações entre microalgas nocivas e seus principais consumidores, o zooplâncton. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial tóxico de Heterosigma akashiwo e Prorocentrum minimum sobre copépodes do gênero Acartia provenientes do Complexo Estuarino de Paranaguá, PR, Brasil. Para tanto, foram realizados diferentes testes em laboratório a fim de verificar possíveis efeitos letais e subletais relacionados à produção de ovos e pelotas fecais, com duração de 24 e 72 horas. Os primeiros testes consistiram na alimentação de copépodes Acartia tonsa a diferentes concentrações celulares de H. akashiwo e em sua exposição ao extrato hidrossolúvel da microalga nas fases de crescimento exponencial e estacionária. Um último teste foi realizado para tentar encontrar a concentração capaz de matar metade do grupo experimental (CL50) de copépodes Acartia lilljeborgi. A taxa de mortalidade máxima encontrada neste estudo foi de 31%, um valor relativamente baixo para caracterizar um efeito letal. A produção média de ovos e pelotas fecais (10 e 13 ovos.fêmea-1.dia-1; 81 e 45 pelotas.copépode-1.dia-1, para a fase de crescimento exponencial e estacionária, respectivamente) na alimentação exclusiva com H. akashiwo demonstraram que os copépodes ingeriram esta microalga em menor quantidade e, consequentemente, produziram menos ovos (teste-t: p=0,003 e 0,02, respectivamente) do que a espécie controle Thalassiosira weissflogii (26 ovos.fêmea-1.dia-1; 159 e 85 pelotas.copépode-1.dia-1). As baixas taxas deste estudo foram atribuídas a uma possível baixa qualidade nutricional de H. akashiwo, reduções na alimentação dos copépodes quando alimentados por esta dieta, ou ainda à baixa digestibilidade das células pela presença de compostos químicos extracelulres presentes em sua parede celular. A exposição dos copépodes ao extrato hidrossolúvel em fase estacionária de crescimento causou uma inibição quase completa na produção de ovos e pelotas fecais (3 ovos.fêmea-1.dia-1 e 14 pelotas.copépode-1.dia-1), com valores extremamente inferiores aos dos indivíduos que não sofreram exposição (29 ovos.fêmea-1.dia-1 e até 208 pelotas.copépode1.dia-1). Provavelmente, a desintegração das membranas celulares ocasionou a liberação de ácidos graxos pollinsaturados, no caso o ácido eicosapentaenóico (EPA), que teve sua toxicidade potencializada devido à presença do superóxido, produzido em abundância por H. akashiwo. Já os testes com o dinoflagelado P. minimum foram realizados a fim de encontrar as taxas de remoção (F), ingestão (I) e produção de ovos em dietas monoespecíficas ou em dietas mistas com a diatomácea T. weissflogii. As taxas de ingestão foram superiores na dieta exclusiva de P. minimum (3,2 x 105 células.copépode-1.dia-1 ou 6,31 ?g C.copépode-1.dia-1) o que pode estar refletindo um esforço maior de ingestão para manter níveis adequados de produção de ovos, já que com apenas 1,7 x 105 células.copépode-1.dia-1 ou 2,21 ?g C.copépode-1.dia-1 as taxas de produção de ovos em ambas as dietas foram semelhantes (31 e 32 ovos.fêmea-1.dia-1, p=0,43). Além disso, o carbono presente em P. minimum possui baixa eficiência para produção de ovos (23%) quando comparado ao de T. weissflogii (64%), o que pode evidenciar que maiores quantidades da microalga devem ser ingeridas para garantir o potencial reprodutivo de A. tonsa.

Abstract: The increase in frequency, magnitude, and geographic distribution of harmful microalgae species during the last decades has brought to attention their physiological, ecological, and toxicological particularities. Nevertheless, little is known on the interactions between harmful microalgae and their main consumers, the zooplankton. The goal of this study was to evaluate the toxicological potential of Heterosigma akashiwo and Prorocentrum minimum on Acartia copepods from the Paranaguá Estuarine Complex (PEC), Paraná, Brazil. In this regard, acute toxicity tests were performed for 24 and 72 hours in order to verify possible lethal and sublethal effects related to the production of eggs and fecal pellets. The first tests consisted in feeding Acartia tonsa with different cellular concentrations of H. akashiwo and in its exposure to the microalgae's hydrosoluble extract during the exponential and stationary growth phases. The last test was aimed at finding the lethal concentration for at least half of the individuals (CL50) of Acartia lilljeborgi. The highest mortality rate found in this study was 31%, a relatively low value to characterize a lethal effect. Mean egg and fecal pellet production (10 and 13 eggs.female-1.day-1; 81 and 45 pellets.copepod-1.day-1 for exponential and stationary growth phases, respectively) during experiment with exclusive feeding on H. akashiwo demonstrated that copepods ingested the microalgae in small quantities, thus produced less eggs (t-test: p = 0.003 and p = 0.02, respectively) than the control species, Thalassiosira weissflogii (26 eggs.female-1.day-1; 159 and 85 pellets.copepod-1.day-1). The low rates obtained in this study could be due to a low nutritional quality of H. akashiwo, to a decrease in feeding of copepods when fed this diet, or to a low digestibility of cells due to the presence of chemical extracellular compounds in the cell wall. The exposure of copepods to the hydrosoluble extract during the stationary phase caused an almost complete inhibition of egg and fecal pellet production (3 eggs.female-1.day-1; 14 pellets.copepod-1.day-1), with values extremely lower than those from individuals which were not exposed (29 eggs.female-1.day-1; up to 208 pellets.copepod-1.day-1). Probably, the disintegration of the cellular membranes probably occasioned the release of polyunsaturated fatty acids, in this case the eicosapentaenoic acid (EPA), which had its toxicity potentiated due to the presence of the superoxide, produced abundantly by H. akashiwo. Tests with the dinoflagellate P. minimum aimed at finding the clearance rates (F), ingestion (I), and egg production in monospecific or mixed diets with the diatom T. weissflogii. Ingestion rates were higher in the P. minimum diet (3.2 x 105 cells.copepod-1.day-1 or 6.31 ?g C.copepod-1.day-1), which could reflect a higher ingestion effort to keep adequate levels of egg production, given that egg production rate for both diets was similar (31 and 32 eggs.female-1.day-1, p = 0.43) with 1.7 x 105 cells.copepod-1.day1 or 2.21 ?g C.copepod-1.day-1. Besides that, the carbon within P. minimum confers low efficiency for egg production (23%) when compared to that within T. weissflogii (64%), which evidences that greater quantities of the microalgae must be ingested to ensure the reproductive potential of A. tonsa.