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Type: Tese
Title: The use of ciliated microeukaryotes and zooplankton in ecotoxicological studies: a look into the future
Author: Vilas Boas, Jéssica Andrade
First Advisor: Dias, Roberto Júnio Pedroso
Co-Advisor: Artero, Andreu Rico
Referee Member: Bozelli, Reinaldo Luiz
Referee Member: Amado, André Megali
Referee Member: Velho, Luiz Felipe Machado
Referee Member: Fonseca, Ana Lúcia
Resumo: Os ecossistemas aquáticos vêm sendo afetados por diferentes atividades humanas (e.g., urbanização, atividades industriais e agrícolas) e, portanto, alterando a qualidade da água, os processos e as funções exercidas por esses ambientes. A avaliação da qualidade da água por meio de estudos ecotoxicológicos tem se tornado uma ferramenta eficaz para o entendimento dos efeitos dos poluentes nas comunidades biológicas, permitindo a mensuração dos efeitos antrópicos nos sistemas aquáticos. O uso de microeucariotos ciliados como bioindicadores tem sido apontado como um grande potencial para avaliação da qualidade da água, entretanto, esses organismos ainda são negligenciados no campo da ecotoxicologia sendo necessário ampliar os estudos com esses organismos. Além disso, o efeito de interação entre mais de um estressor ambiental (e.g., contaminantes químico, temperatura) também precisa ser mais estudado devido à complexidade do funcionamento dos ecossistemas aquáticos. No presente estudo, foi demonstrado por meio de três capítulos que os microeucariotos ciliados podem ser incluídos nos estudos ecotoxicológicos desde que sejam expandidos os estudos ecotoxicológicos clássicos onde é possível desenvolver métodos padronizados e aprofundar os conhecimentos. Além disso, um quarto capítulo mostrou que a interação entre mais de um estressor ambiental poderia contribuir para o declínio da biodiversidade e, mesmo, pesquisas futuras devem ser dedicadas a avaliar as diferentes interações nos ecossistemas aquáticos mediterrâneos. (Capítulo 1) Por meio de uma mini revisão, discutiu-se um breve histórico, o cenário atual e apontou-se as lacunas de suas abordagens metodológicas dos estudos ecotoxicológicos com ciliados. (Capítulo 2) Realizando uma meta-análise, avaliou-se os dados de toxicidade disponíveis de metais pesados e ciliados. Os resultados mostraram que a tolerância dos ciliados aos metais pesados varia notavelmente sendo parcialmente influenciada por diferenças nas condições metodológicas entre os estudos. Além disso, a maioria dos ciliados é mais tolerante à poluição por metais pesados do que as espécies de teste padrão usadas em avaliações de risco ecotoxicológico, ou seja, Raphidocelis subcapitata, Daphnia magna e Onchornyncus mykiss. Finalmente, este estudo destacou a importância do desenvolvimento de protocolos de teste de toxicidade padrão para ciliados, o que poderia levar a uma melhor compreensão do impacto toxicológico de metais pesados e outros contaminantes em espécies de ciliados. (Capítulo 3) Por meio de testes ecotoxicológicos, este estudo demonstrou a tolerância do Paramecium caudatum à cafeína. Os resultados demostraram que esta espécie apresenta maior resistência no ambiente. Ainda, observamos um risco moderado para P. caudatum em relação às concentrações ambientais máximas de cafeína na água doce superficial, sendo que a distribuição global da cafeína e a probabilidade de aumentar as concentrações ambientais destacam a necessidade de mais estudos para melhor compreender a cafeína em ecossistemas aquáticos e os associados riscos. (Capítulo 4) Finalmente, por meio de um experimento de microcosmo interno, foi demonstrado que a temperatura pode influenciar os efeitos diretos e indiretos da salinidade e dos pesticidas nas comunidades zooplanctônicas nas terras úmidas costeiras do Mediterrâneo, e destaca táxons vulneráveis e respostas ecológicas que devem dominar sob futuros cenários de mudança global.
Abstract: Aquatic ecosystems have been affected by different human activities (e.g., urbanization, industrial and agricultural activities) and hence, changing the water quality, the process, and function exercised by these environments. The evaluation of water quality through ecotoxicological studies has become an effective tool for understanding the effects of pollutants on biological communities, allowing the measurement of anthropogenic effects on aquatic systems. The use of microeukaryotes ciliates as bioindicators has been identified as a great potential for assessing water quality, however, these organisms are still neglected in ecotoxicological fields being necessary to enlarge the studies with these organisms. Moreover, the interaction effect among more than one environmental stressor (e.g., chemical contaminant, temperature) also needs to be more study due to the complexity of the aquatic ecosystems functioning. In the present study, we demonstrated through three chapters that the microeukaryotes ciliates can be included in the ecotoxicological studies since as long as they are expanded the classical ecotoxicological studies where it is possible to develop standard methods and deepen knowledge. Furthermore, a fourth chapter showed the interaction between more than one environmental stressor could contribute to a biodiversity decline and even, future research should be dedicated to assessing different interactions in the Mediterranean aquatic ecosystems. (Chapter 1) By means of a mini review, and discussed a brief history, the current scenario and pointing out their methodological approaches gaps of the ecotoxicological studies with ciliates. (Chapter 2) Performing a meta-analysis, we assessed the available toxicity data of heavy metals and ciliates. The results showed the tolerance of ciliates to heavy metals varies notably being partly influenced by differences in methodological conditions across studies. Moreover, most ciliates are tolerant to heavy metal pollution than the standard test species used in ecotoxicological risk assessments, i.e., Raphidocelis subcapitata, Daphnia magna, and Onchornyncus mykiss. Finally, this study highlighted the importance of developing standard toxicity test protocols for ciliates, which could lead to a better comprehension of the toxicological impact of heavy metals and other contaminants on ciliate species. (Chapter 3) By means of ecotoxicological tests, this study demonstrated the tolerance of Paramecium caudatum to caffeine. The results showed that this species had higher resistance in the environment. Even, we observed a moderate risk for P. caudatum regarding maximum environmental concentrations of caffeine in surface freshwater being that the global distribution of caffeine and the probability of increasing environmental concentrations highlight the need for more studies to better understand caffeine in aquatic ecosystems and the associated risks. (Chapter 4) Finally, by means of an indoor microcosm experiment, it was demonstrated that the temperature can influence the direct and indirect effects of salinity and pesticides on zooplankton communities in Mediterranean coastal wetlands and highlights vulnerable taxa and ecological responses that are expected to dominate under future global change scenarios.
Keywords: Ecossistemas aquáticos
Ciliados
Ecotoxicologia
Múltiplos estressores
Zooplâncton
Aquatic ecosystems
Ciliates
Ecotoxicology
Multiple stressors
Zooplankton
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
Program: Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Conservação da Natureza
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2021/00008
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12509
Issue Date: 24-Feb-2021
Appears in Collections:Doutorado em Biodiversidade e Conservação da Natureza (Teses)



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