Biomarkers of pollution by glyphosate in the lichens, Parmotrema tinctorium and Usnea barbata / Biomarcadores da poluição por glifosato nos líquens Parmotrema tinctorium e Usnea barbata

Glyphosate is a herbicide commonly used in agriculture for weed control. Current agricultural production demands vast amounts of this product, which are applied by ground or aerial spraying. The concomitant aerial currents promote glyphosate drift to vegetated or urban areas. In this context, we hypothesized that the lichens, Parmotrema tinctorum and Usnea barbata, could be sensitive to the action of glyphosate and therefore be used to bio-indicate the presence of this herbicide in areas affected by drift. Since living organisms respond in different ways to the action of herbicides, our interest was also to indicate biological markers responsive to the action of glyphosate, through concentrations and exposure times of the thallus, besides identifying the most sensitive species. We evaluated the effect of different concentrations (0.0, 4.8, 9.6, and 19.2 mg L-1) and exposure times (24, 48, and 72 hours) to glyphosate on the morphoanatomy, photobiont vitality, photosynthetic efficiency, and oxidative metabolism of the thalli. We found that the lichens, P. tinctorum and U. barbata, respond to glyphosate stress, with prospects for use in the biomonitoring of pollutant dispersal from plantation areas. When using P. tinctorum as a bioindicator, lichen morphoanatomy, photobiont vitality, and photosynthetic pigment concentration were efficient biomarkers for the effect of concentration and exposure time. For U. barbata, the lichenic morphoanatomy and the activity of SOD and APX enzymes were essential tools to indicate the herbicide action. Parmotrema tinctotum, however, was characterized as more sensitive in bio-indicating the presence of this herbicide to diagnose the air quality in urban areas or vegetation sectors adjacent to agricultural environments.

O glifosato é um herbicida comumente utilizado na agricultura para o controle de ervas daninhas, contudo, a produção agrícola atual demanda quantidades gigantescas deste produto, que são aplicadas por pulverizações terrestres ou aéreas, que acompanhadas de correntes aéreas, promovem a deriva do glifosato para áreas vegetacionais ou urbanas. Neste contexto, nós levantamos a hipótese de que os líquens Parmotrema tinctorum e Usnea barbata pudessem ser sensíveis à ação do glifosato e, portanto, bioindicar a presença deste herbicida em áreas afetadas por deriva. Como os organismos vivos respondem de diferentes formas à ação dos herbicidas, nosso interesse foi também de indicar marcadores biológicos responsivos à ação do glifosato, por meio de concentrações e tempos de exposição dos talos, além de identificar a espécie mais sensível. Para isso, nós avaliamos o efeito de diferentes concentrações (0.0, 4.8, 9.6 e 19.2 mg L-1) e tempos de aexposição (24, 48 e 72 horas) ao glifosato, sobre a morfoanatomia, vitalidade do fotobionte, eficiência fotossintética e metabolismo oxidativo dos talos. Nós verificamos que os liquens P. tinctorum e U. barbata respondem ao estresse por glifosato, com perspectivas para serem utilizados no biomonitoramento da dispersão de poluentes a partir de áreas de plantio. Contudo, para o uso de P. tinctorum como bioindicador, a morfoanatomia liquênica, a vitalidade do fotobionte e a concentração de pigmentos fotossintéticos consistiram em biomarcadores eficientes para o efeito de concentração e tempo de exposição. Para U. barbata, a morfoanatomia liquênica, bem como a atividade das enzimas SOD e APX constituíram ferramentas importantes para evidenciar a ação do herbicida. A espécie P. tinctotum, contudo, foi caracterizada como mais sensível, sendo indicada para bioindicar a presença deste herbicida e para diagnosticar a qualidade do ar em áreas urbanas ou fragmentos vegetacionais imersos em matrizes agrícolas.

Applications of livestock monitoring devices and machine learning algorithms in animal production and reproduction: an overview

Some sectors of animal production and reproduction have shown great technological advances due to the development of research areas such as Precision Livestock Farming (PLF). PLF is an innovative approach that allows animals to be monitored, through the adoption of cutting-edge technologies that continuously collect real-time data by combining the use of sensors with advanced algorithms to provide decision tools for farmers. Artificial Intelligence (AI) is a field that merges computer science and large datasets to create expert systems that are able to generate predictions and classifications similarly to human intelligence. In a simplified manner, Machine Learning (ML) is a branch of AI, and can be considered as a broader field that encompasses Deep Learning (DL, a Neural Network formed by at least three layers), generating a hierarchy of subsets formed by AI, ML and DL, respectively. Both ML and DL provide innovative methods for analyzing data, especially beneficial for large datasets commonly found in livestock-related activities. These approaches enable the extraction of valuable insights to address issues related to behavior, health, reproduction, production, and the environment, facilitating informed decision-making. In order to create the referred technologies, studies generally go through five steps involving data processing: acquisition, transferring, storage, analysis and delivery of results. Although the data collection and analysis steps are usually thoroughly reported by the scientific community, a good execution of each step is essential to achieve good and credible results, which impacts the degree of acceptance of the proposed technologies in real life practical circumstances. In this context, the present work aims to describe an overview of the current implementations of ML/DL in livestock reproduction and production, as well to identify potential challenges and critical points in each of the five steps mentioned, which can affect results and application of AI techniques by farmers in practical situations.(AU)

Aquatic pollutants are associated with reproductive alterations and genotoxicity in estuarine fish (Sciades herzbergii - Bloch, 1794) from the Amazon Equatorial Coast / Poluentes aquáticos estão associados a alterações reprodutivas e genotoxicidade em peixe estuarino (Sciades herzbergii - Bloch, 1794) da Costa Equatorial Amazônica

Estuaries are constantly subject to continuous environmental impacts of human activities, such as fisheries, port or industry, and domestic sewage, with fish being one of the most affected aquatic animals, reflecting the impacts directly on their bodies. Thus, the aim of this study was to carry out the biomonitoring of an estuary located on the Amazonian Equatorial Coast through analysis of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) in the water, in addition to trace metals, histopathological alterations and analysis of erythrocyte micronuclei in Sciades herzbergii. S. herzbergii was used as a model species, due to its estuarine-resident behavior. Gonad and gill samples were subjected to histopathological evaluations. The quantification of trace metals was performed in samples of skeletal muscles of the animals collected, where concentrations of Lead (Pb), Copper (Cu), Zinc (Zn), Cadmium (Cd), Magnesium (Mg), Iron (Fe) and Aluminum (Al) were found. Except for Cadmium (Cd), all the concentrations were above the recommended limits. The PAHs analysis revealed the presence of Naphthalene and Acenaphthene in the water samples Histopathological and genotoxic analyses revealed of lesions in 100% of the study specimens. Thus, the histological and genotoxic alterations found in 100% of S. herzbergii specimens captured in São José Bay-MA are potentially associated with PAH concentrations present in the water. These results are potentially associated with the presence of PAH and trace metals, both in water and in animal tissues, inferring a general scenario of environmental contamination which directly implies a risk to the health and survival of the local biota. This study shows the relevance of continuous biomonitoring of estuarine ecosystems, in order to guide authorities regarding sewage management and ensure the evolutionary development of estuarine species, especially fishes of importance in the local cuisine, therefore related to human food security.

Os estuários estão constantemente sujeitos a impactos ambientais de atividades antropogênicas, como pesca, movimentação portuária, indústria ou esgoto doméstico, onde os peixes são um dos animais aquáticos mais atingidos, sendo capazes de refletir os impactos diretamente em seu organismo. Assim, o objetivo desse estudo foi realizar o biomonitoramento de um estuário da Costa Equatorial Amazônica por meio de análises de PAHs (Hidrocarboneto Policiclico Aromáticos) na água, além de metais traços, alterações histopatológicas e análises de micronúcleos eritrocitários em Sciades herzbergii.. O S. herzbergii foi utilizado como espécie modelo, devido seu comportamento estuarino residente. Amostras de gônadas e brânquias foram submetidas a avaliações histopatológicas. A quantificação de metais traços foi realizada em amostras de músculos esqueléticos dos animais coletados, onde foram encontrados teores de Chumbo (Pb), Cobre (Cu), Zinco (Zn), Cádmio (Cd), Magnésio (Mg), Ferro (Fe) e Alumínio (AL), e foram encontradas em concentrações acima dos limites recomendados, à exceção do Cádmio (Cd). A análise dos PAHs revelou a presença de Naftaleno e Acenafteno nas amostras de água. Análises histopatológicas e genotóxicas revelaram lesões em 100% dos espécimes estudados, resultados estes, potencialmente associados à presença de PAH e de metais traços, tanto na água quanto nos tecidos animais, comprovando um cenário geral de contaminação ambiental implicando diretamente em risco à saúde e sobrevivência da biota local. Esse estudo mostra a relevância do biomonitoramento contínuo dos ecossistemas estuarinos, afim de nortear autoridades no manejo de efluentes e assegurar o desenvolvimento evolutivo de espécies estuarinas, sobretudo dos peixes de importância na culinária regional, diretamente relacionados à segurança alimentar humana.

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs

Abstract Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams ( 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Resumo Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos ( 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídica das membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Histological biomarkers and biometric data on trahira Hoplias malabaricus (Pisces, Characiformes, Erythrinidae): a bioindicator species in the Mearim river, Brazilian Amazon / Biomarcadores histológicos e dados biométricos da traíra Hoplias malabaricus (Pisces, Characiformes, Erythrinidae): uma espécie bioindicadora no rio Mearim, Amazônia Brasileira

The objective of this study was to evaluate the levels of environmental contamination in a protected area in the Brazilian Amazon. For this, two areas were chosen along the Mearim River: the reference area (A1) and the potentially contaminated area (A2), where water samples were collected, for physicochemical and microbiological analyses, as well as specimens of Hoplias malabaricus, for the evaluation of biometric data and incidence of branchial lesions. The physicochemical analyzes of the water from both areas showed contamination (low levels of dissolved oxygen, tubidity and high iron concentrations, especially in A2). The microbiological analyzes showed that all water samples showed total coliform values higher than those acceptable by CONAMA and WHO (with higher values in A2), in addition to E. coli values higher than those allowed by legislation in A2. Regarding biometric data, male and female fishes were significantly longer and heavier in A1 during the dry and rain seasons and the gonadosomatic index also showed higher values in A1 than in A2 in both seasons. H. malabaricus showed gill lesions of minimal to moderate pathological importance in A1 and A2, indicating that specimens from both areas of the Mearim River showed biological responses to contamination. The observed changes in the water quality, bimetic parameters and the histological analyzes of the specimens of H. malabaricus directly reflect on the quality and health of the fishes in the Mearim River, and point to the urgent need for prevention and remediation of contamination in these ecosystems.

O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis de contaminação ambiental em uma área protegida na Amazônia brasileira. Para isso, foram escolhidas duas áreas ao longo do rio Mearim: a área de referência (A1) e a área potencialmente contaminada (A2), onde foram coletadas amostras de água, para análises físico-químicas e microbiológicas, além de espécimes de Hoplias malabaricus, para avaliação de dados biométricos e incidência de lesões branquiais. As análises físico-químicas da água de ambas as áreas mostraram contaminação (baixos níveis de oxigênio dissolvido, turbidez e altas concentrações de ferro, principalmente em A2). As análises microbiológicas mostraram que todas as amostras de água apresentaram valores de coliformes totais superiores aos aceitáveis ​​pelo CONAMA e OMS (com valores superiores em A2), além de valores de E. coli superiores aos permitidos pela legislação em A2. Em relação aos dados biométricos, os peixes machos e fêmeas foram significativamente maiores e mais pesados ​​em A1 durante as estações seca e chuvosa e o índice gonadossomático também apresentou valores maiores em A1 do que em A2 em ambas as estações. H. malabaricus apresentaram lesões branquiais de importância patológica mínima a moderada em A1 e A2, indicando que espécimes de ambas as áreas do rio Mearim apresentaram respostas biológicas à contaminação. As mudanças observadas na qualidade da água, nos parâmetros biométricos e nas análises histológicas dos espécimes de H. malabaricus refletem diretamente na qualidade e saúde dos peixes do Rio Mearim, e apontam para a necessidade urgente de prevenção e remediação da contaminação desses ecossistemas.

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs / Presença de múltiplos metais e agricultura afetam biomarcadores de estresse oxidativo em caranguejos de água doce (Aegla)

Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams (≤ 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos(≤ 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídicadas membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs / Presença de múltiplos metais e agricultura afetam biomarcadores de estresse oxidativo em caranguejos de água doce (Aegla)

Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams (≤ 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.(AU)

Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos(≤ 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídicadas membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.(AU)

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs / Presença de múltiplos metais e agricultura afetam biomarcadores de estresse oxidativo em caranguejos de água doce (Aegla)

Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams (≤ 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos (≤ 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídica das membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Plasma energetic substrates and hepatic enzymes in the four-eyed fish Anableps anableps (Teleostei: Cyprinodontiformes) during the dry and rainy seasons in the Amazonian Island of Maracá, extreme north of Brazil

ABSTRACT Anableps anableps is a viviparous teleost typical from Amazon Delta estuaries. It is representative of this biome in Maracá, which offers a potential for biomonitoring. The aim of this study is to apply different biomarkers to males and females of this species and verify possible seasonal influences on their physiology. To collect fish, three expeditions were carried out from the rainy season of April 2018 to the rainy season of February 2019. Biometric parameters and gonadosomatic (GSI), hepatosomatic (HSI), and viscerosomatic (VSI) indexes were calculated, and blood samples were taken to measure triglycerides, total proteins, glucose, and activity of the enzymes aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), and alkaline phosphatase (ALP). The GSI of males is higher in the rainy season and of females in the dry season. This is probably related to the embryogenesis process. Males show an increase in biomass during the dry season, a metabolic homogeneity, and females show an increase in plasma glucose, triglycerides, and ALT activity. The tested biomarkers are potential for biomonitoring, preliminarily suggesting that there is a seasonal asynchronism between males and females of A. anableps as for the allocation of energy resources at different times of their life cycle.

RESUMO Anableps anableps é um teleósteo vivíparo típico de estuários do Delta do Rio Amazonas, sendo representativo deste bioma na ilha de Maracá, com potencial para o biomonitoramento. O objetivo deste estudo foi aplicar diferentes biomarcadores em machos e fêmeas desta espécie e verificar a possível influência sazonal em aspectos de sua fisiologia. Para a coleta dos peixes foram realizadas três expedições, de abril/2018 (estação chuvosa), setembro/2018 (estação seca) até fevereiro/2019 (estação chuvosa). Foram obtidos parâmetros biométricos, índices gonadossomático (IGS), hepatossomático (IHS), viscerossomático (IVS) e amostras de sangue para dosagem de triglicerídeos, proteínas totais, glicose e a atividade das enzimas aspartato aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT) e fosfatase alcalina (ALP). O IGS dos machos foi maior na estação chuvosa e das fêmeas na estação seca, isso provavelmente ocorreu devido ao processo de embriogênese. Os machos aumentaram a biomassa na estação seca e apresentaram homogeneidade metabólica, já as fêmeas apresentaram hiperglicemia, hipertrigliceridemia e maior atividade da ALT. Os biomarcadores testados mostraram-se promissores para o biomonitoramento, sugerindo de forma preliminar que há um assincronismo sazonal entre machos e fêmeas de A. anableps na alocação de recursos energéticos em diferentes momentos do seu ciclo de vida.

Aggregation of hepatic melanomacrophage centers in S. herzbergii (Pisces, Ariidae) as indicators of environmental change and well-being / [Agregação de centros de melanomacrófagos hepáticos em S. herzbergii (Pisces, Ariidae) como indicadores de mudança ambiental e de bem-estar]

The melanomacrophage centers (MMCs) in the liver of fish are indicators of environmental conditions, as they are involved in xenobiotic biotransformation. The objective of this study was to evaluate the number of MMC in the liver of juveniles and adults of Sciades herzbergii from areas with different levels of contamination. The fish were caught at three points (reference - A1, potentially impacted - A2 and contaminated - A3), in São José bay (Maranhão, Brazil), in four samples. The livers were subjected to the standard histological procedure and 5µm sections were stained with hematoxylin-eosin. In livers of A2 adult individuals (260.50±161.50 MMCs / mm²) they presented a greater number of MMCs when compared to A3 adults (60.00 ± 30.10 MMCs / mm²). Juveniles showed considerable values in A1 (100.00 ± 0.00 MMCs/mm²) and A2 (95.33 ± 33.00 MMCs / mm²) compared to juveniles in A3 (49.00±0.00 MMCs/mm²). These high values are unexpected for young people. The average number of MMC correlated with the rainy season in the region. The use of hepatic MMCs as a biomarker of exposure to pollutants, in particular substances from fisheries systems, such as ammonia and nitrite, proved to be adequate to differentiate areas with different levels of impacts.(AU)

Os centros melanomacrófagos (MMCs) no fígado de peixes são indicadores das condições ambientais, pois estão envolvidos na biotransformação xenobiótica. O objetivo deste estudo foi avaliar o número de MMC no fígado de juvenis e adultos de Sciades herzbergii de áreas com diferentes níveis de contaminação. Os peixes foram capturados em três pontos (referência - A1; potencialmente impactado - A2; e contaminado - A3), na baía de São José (Maranhão, Brasil), em quatro amostras. Os fígados foram submetidos ao procedimento histológico padrão e cortes de 5µm foram corados com hematoxilina-eosina. Em fígados de indivíduos adultos A2 (260,50±161,50 MMCs/mm²), eles apresentaram maior número de MMCs quando comparados aos adultos A3 (60,00±30,10 MMCs/mm²). Os juvenis apresentaram valores elevados em A1 (100,00 ± 0,00 MMCs/mm²) e A2 (95,33±33,00 MMCs/mm²) quando comparados aos juvenis em A3 (49,00±0,00 MMCs/mm²). Esses altos valores são inesperados para os jovens. O número médio de MMC correlacionou-se com a época chuvosa na região. A utilização de MMCs hepáticos como biomarcador de exposição a poluentes, em particular substâncias provenientes de sistemas pesqueiros, como amônia e nitrito, mostrou-se adequada para diferenciar áreas com diferentes níveis de impactos.(AU)

Bioaccumulation of pyrethroid in parasite Wenyonia acuminata (Cestoda: Caryophyllaeidae) and host fish Synodontis clarias (Linnaeus, 1758) from Lekki Lagoon, Lagos Nigeria / Bioacumulação de piretroide no parasita Wenyonia acuminata (Cestoda: Caryophyllaeidae) e peixe hospedeiro Synodontis clarias (Linnaeus, 1758) da lagoa de Lekki, Lagos, Nigéria

This study was aimed at determining the concentration of pyrethroid in the surface water, sediment, Weyonia acuminata and Synodontis clarias fish in Lekki lagoon, Lagos, Nigeria. In-situ physicochemical analysis of the surface water was conducted using a calibrated handheld multi-parameter probe (Horiba Checker Model U-10). Intestinal samples from infected and uninfected fish were analyzed for pyrethroid concentrations, microbial colonization, proteins (PRO), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), reduced glutathione (GSH), malonaldehyde (MDA) and glutathione peroxidase (GPx). The histopathology of infected and uninfected intestinal tissues were analyzed using Haematoxylin and Eosin (H&E) stains and examined under a binocular light microscope (Model 230485). A total of 39 out of 98 S. clarias fish were infected with cestode parasite, Wenyonia acuminate, amounting to 39% parasite prevalence. Among the tested pyrethroids, Cyfluthrin and Alpha cypermethrin had significant sorption of 1.62 and 3.27 respectively from the aqueous phase to the bottom sediment of the lagoon. Pyrethroid concentration was in the order of sediment > parasite> water > intestine> liver. The cholesterol, triglycerides, and LDL (low density lipids) in the parasite were higher than in the host fish (p 0.05). On the other hand, the fish hepatic protein, high density lipids (HDL) and glucose were higher than the levels in the parasites (p 0.05). There was a high prevalence of gut microbes (30 - 40%), which include Salmonella sp, Escherichia coli, Pseudomonas sp and Bacillus sp among individuals infected with gut Cestodes, Wenyonia sp compared with uninfected individual which had higher gut Staphylococcus sp., Klebsiella sp., and Proteus sp. (10- 40%). among the congeners of pyrethroids analyzed, Cyfluthrin > Alpha-Cyermethrin had significant sorption on the sediment, however unlike a benthopelagic fish, no pyrethroid was accumulated in the S. clarias from the sediment. The fish however accumulated Alpha-Cypermethrin from the aqueous phase. The parasite on the other hand accumulated Bathroid significantly from the surface water and bottom sediment which may be linked to the higher stress levels observed in the parasite than the host fish. The parasite in turn inflicted histological alterations on the host intestine, marked by moderate inflammation of mucosa, alteration of the villi microstructure, moderate stunting of the villous structure and moderate fibrosis of villous structure. The study demonstrated the efficiency of histopathological and microbial analysis in biomonitoring studies enteric parasites and early detection of pyrethroid toxicity respectively compared to bioaccumulation analysis.(AU)

Este estudo teve como objetivo determinar a concentração de piretroide nos peixes de águas superficiais, sedimentos, Wenyonia acuminata e Synodontis clarias na lagoa de Lekki, Lagos, Nigéria. A análise físico-química in situ da água de superfície foi realizada usando uma sonda multiparâmetro manual calibrada (Horiba Checker Modelo U-10). Amostras intestinais de peixes infectados e não infectados foram analisadas quanto a concentrações de piretroides, colonização microbiana, proteínas (PRO), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa reduzida (GSH), malonaldeído (MDA) e glutationa peroxidase (GPx). A histopatologia dos tecidos intestinais infectados e não infectados foi analisada usando manchas de Hematoxilina e Eosina (H&E) e examinada sob um microscópio de luz binocular (Modelo 230485). Um total de 39 dos 98 peixes de S. clarias foi infectado com o parasita cestoide Wenyonia acuminata, totalizando 39% de prevalência do parasita. Entre os piretroides testados, ciflutrina e alfa-cipermetrina tiveram sorção significativa de 1,62 e 3,27, respectivamente, da fase aquosa ao sedimento de fundo da lagoa. A concentração de piretroides estava na ordem de sedimentos > parasita > água > intestino > fígado. O colesterol, os triglicerídeos e o LDL (lipídios de baixa densidade) no parasita foram maiores que no peixe hospedeiro (p 0,05). Por outro lado, a proteína hepática dos peixes, os lipídios de alta densidade (HDL) e a glicose foram superiores aos níveis nos parasitas (p 0,05). Houve uma alta prevalência de micróbios intestinais (30-40%), incluindo Salmonella sp., Escherichia coli, Pseudomonas sp. e Bacillus sp. entre indivíduos infectados no intestino com o parasita cestoide Wenyonia sp. em comparação com indivíduos não infectados com Staphylococcus sp., Klebsiella intestinal sp. e Proteus sp. (10-40%). Entre os congêneres dos piretroides analisados, ciflutrina > alfa-cipermetrina teve sorção significativa no sedimento, porém, diferentemente de um peixe bentopelágico, nenhum piretroide foi acumulado no S. clarias do sedimento. No entanto, os peixes acumularam alfa-cipermetrina a partir da fase aquosa. O parasita, por outro lado, acumulou Bathroid significativamente da água superficial e do sedimento do fundo, o que pode estar relacionado aos níveis mais altos de estresse observados no parasita do que no peixe hospedeiro. O parasita, por sua vez, causou alterações histológicas no intestino hospedeiro, marcadas por inflamação moderada da mucosa, alteração da microestrutura das vilosidades, atrofia moderada da estrutura das vilosidades e fibrose moderada da estrutura das vilosidades. O estudo demonstrou a eficiência da análise histopatológica e microbiana nos estudos de biomonitoramento de parasitas entéricos e detecção precoce da toxicidade dos piretroides, respectivamente, em comparação à análise de bioacumulação.(AU)

Parasitic monogenoideans of Sciades herzbergii as bioindicators of environmental quality in amazonian estuarines ecosystems / Parasitos monogenóideos de Sciades herzbergii como bioindicadores da qualidade ambiental de ecossistemas estuarinos amazônicos

This study evaluated the use of gill parasitic monogenoideans from Sciades herzbergii (Siluriformes: Ariidae) as bioindicators of environmental quality in Amazonian estuarine ecosystems. Fish were caught in the tidal channels in an impacted area - IA, near the port of São Luís and a reference area - RA, in the Caeté estuary, Bragança. The influence of the capture site and seasonality on parasite abundance, environmental variables and biometric data of hosts were verified. A total of 416 S. herzbergii specimens were analyzed. The weight and total length of fish from the RA were greater than those of the IA. The relative condition factor was influenced by seasonality. A total of 4,265 monogenoidean specimens from the following species were identified: Chauhanellus boegeri, C. susamlimae, C. velum, Calceostomella herzbergii and Dactylogyridae gen. sp. The seasonal mean parasitic abundance of C. susamlimae was significantly different, with the highest values recorded during the dry season. The mean abundance of C. herzbergii was influenced by seasonality and by the capture site. During the rainy period, the parasite indices in the RA were higher than those of IA. C. herzbergii is a bioindicator sensitive to low water quality, especially in relation to water turbidity in Amazon estuaries.(AU)

Este estudo avaliou o uso de monogenóideos parasitos das brânquias de Sciades herzbergii (Siluriformes/Ariidae) como bioindicadores de qualidade ambiental em ecossistemas estuarinos amazônicos. Os peixes foram capturados nos canais das marés em uma área impactada - IA, próxima ao porto de São Luís, e uma área de referência - RA, no estuário do Caeté, Bragança. A influência do local de captura e sazonalidade na abundância do parasita, variáveis ambientais e dados biométricos dos hospedeiros foram verificados. Um total de 416 espécimes de S. herzbergii foram analisados. O peso e o comprimento total dos peixes da RA foram maiores do que os dos IA. O fator de condição relativo foi influenciado pela sazonalidade. Um total de 4.265 espécimes de monogenóideos das seguintes espécies foram identificados: Chauhanellus boegeri, C. susamlimae, C. velum, Calceostomella herzbergii e Dactylogyridae gen. sp. A abundância parasitária média sazonal de C. susamlimae foi significativamente diferente, com os maiores valores registrados durante a estação seca. A abundância média de C. herzbergii foi influenciada pela sazonalidade e pelo local de captura. Durante o período chuvoso, os índices parasitários na RA foram superiores aos da IA. C. herzbergii é um bioindicador sensível à baixa qualidade da água, principalmente em relação à turbidez da água em estuários amazônicos.(AU)

Histopathologic alterations of gill tissue in Siluriformes and Characiformes from the Middle Tocantins River in the Brazilian Amazon / Alterações histopatológicas do tecido branquial em Siluriformes e Characiformes do médio rio Tocantins, na Amazônia brasileira

As águas do rio Tocantins têm sofrido descargas de dejetos tóxicos que ameaçam a biota aquática. Para tanto, a investigação das brânquias de peixes atua como biomonitoramento, visto que esses órgãos respondem por meio de adaptações a xenobióticos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a ocorrência de alterações morfológicas das espécies de Psectrogaster amazonica, Pimelodina flavipinnis e Pimelodus blochii. As coletas ocorreram nas estações chuvosa e seca. As brânquias de todos os espécimes coletados foram processadas de acordo com metodologia específica para protocolo de hematoxilina e eosina. As principais alterações histológicas observadas no período chuvoso foram: hiperplasia, destacamento do epitélio filamentar, fusão parcial e total das lamelas secundárias, congestão, aneurisma e encurtamento das lamelas respiratórias. Em relação ao período seco, as principais lesões observadas foram: ruptura do epitélio, aneurisma, hiperplasia e necrose. Considerando a diversidade ictiológica do rio Tocantins, o presente estudo propiciará o conhecimento da condição das brânquias, órgão imprescindível para a saúde do peixe, e consequentemente a compreensão das implicações sobre a qualidade das águas do rio Tocantins.(AU)

Histopathologic alterations of gill tissue in Siluriformes and Characiformes from the Middle Tocantins River in the Brazilian Amazon / Alterações histopatológicas do tecido branquial em Siluriformes e Characiformes do médio rio Tocantins, na Amazônia brasileira

As águas do rio Tocantins têm sofrido descargas de dejetos tóxicos que ameaçam a biota aquática. Para tanto, a investigação das brânquias de peixes atua como biomonitoramento, visto que esses órgãos respondem por meio de adaptações a xenobióticos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a ocorrência de alterações morfológicas das espécies de Psectrogaster amazonica, Pimelodina flavipinnis e Pimelodus blochii. As coletas ocorreram nas estações chuvosa e seca. As brânquias de todos os espécimes coletados foram processadas de acordo com metodologia específica para protocolo de hematoxilina e eosina. As principais alterações histológicas observadas no período chuvoso foram: hiperplasia, destacamento do epitélio filamentar, fusão parcial e total das lamelas secundárias, congestão, aneurisma e encurtamento das lamelas respiratórias. Em relação ao período seco, as principais lesões observadas foram: ruptura do epitélio, aneurisma, hiperplasia e necrose. Considerando a diversidade ictiológica do rio Tocantins, o presente estudo propiciará o conhecimento da condição das brânquias, órgão imprescindível para a saúde do peixe, e consequentemente a compreensão das implicações sobre a qualidade das águas do rio Tocantins.(AU)

Bioaccumulation of Pyrethroid in Parasite Wenyonia acuminata (Cestoda: Caryophyllaeidae) and Host fish Synodontis clarias (Linnaeus, 1758) from Lekki Lagoon, Lagos Nigeria

Abstract This study was aimed at determining the concentration of pyrethroid in the surface water, sediment, Weyonia acuminata and Synodontis clarias fish in Lekki lagoon, Lagos, Nigeria. In-situ physicochemical analysis of the surface water was conducted using a calibrated handheld multi-parameter probe (Horiba Checker Model U-10). Intestinal samples from infected and uninfected fish were analyzed for pyrethroid concentrations, microbial colonization, proteins (PRO), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), reduced glutathione (GSH), malonaldehyde (MDA) and glutathione peroxidase (GPx). The histopathology of infected and uninfected intestinal tissues were analyzed using Haematoxylin and Eosin (H&E) stains and examined under a binocular light microscope (Model 230485). A total of 39 out of 98 S. clarias fish were infected with cestode parasite, Wenyonia acuminate, amounting to 39% parasite prevalence. Among the tested pyrethroids, Cyfluthrin and Alpha cypermethrin had significant sorption of 1.62 and 3.27 respectively from the aqueous phase to the bottom sediment of the lagoon. Pyrethroid concentration was in the order of sediment > parasite> water > intestine> liver. The cholesterol, triglycerides, and LDL (low density lipids) in the parasite were higher than in the host fish (p 0.05). On the other hand, the fish hepatic protein, high density lipids (HDL) and glucose were higher than the levels in the parasites (p 0.05). There was a high prevalence of gut microbes (30 - 40%), which include Salmonella sp, Escherichia coli, Pseudomonas sp and Bacillus sp among individuals infected with gut Cestodes, Wenyonia sp compared with uninfected individual which had higher gut Staphylococcus sp., Klebsiella sp., and Proteus sp. (10- 40%). among the congeners of pyrethroids analyzed, Cyfluthrin > Alpha-Cyermethrin had significant sorption on the sediment, however unlike a benthopelagic fish, no pyrethroid was accumulated in the S. clarias from the sediment. The fish however accumulated Alpha-Cypermethrin from the aqueous phase. The parasite on the other hand accumulated Bathroid significantly from the surface water and bottom sediment which may be linked to the higher stress levels observed in the parasite than the host fish. The parasite in turn inflicted histological alterations on the host intestine, marked by moderate inflammation of mucosa, alteration of the villi microstructure, moderate stunting of the villous structure and moderate fibrosis of villous structure. The study demonstrated the efficiency of histopathological and microbial analysis in biomonitoring studies enteric parasites and early detection of pyrethroid toxicity respectively compared to bioaccumulation analysis.

Resumo Este estudo teve como objetivo determinar a concentração de piretroide nos peixes de águas superficiais, sedimentos, Wenyonia acuminata e Synodontis clarias na lagoa de Lekki, Lagos, Nigéria. A análise físico-química in situ da água de superfície foi realizada usando uma sonda multiparâmetro manual calibrada (Horiba Checker Modelo U-10). Amostras intestinais de peixes infectados e não infectados foram analisadas quanto a concentrações de piretroides, colonização microbiana, proteínas (PRO), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa reduzida (GSH), malonaldeído (MDA) e glutationa peroxidase (GPx). A histopatologia dos tecidos intestinais infectados e não infectados foi analisada usando manchas de Hematoxilina e Eosina (H&E) e examinada sob um microscópio de luz binocular (Modelo 230485). Um total de 39 dos 98 peixes de S. clarias foi infectado com o parasita cestoide Wenyonia acuminata, totalizando 39% de prevalência do parasita. Entre os piretroides testados, ciflutrina e alfa-cipermetrina tiveram sorção significativa de 1,62 e 3,27, respectivamente, da fase aquosa ao sedimento de fundo da lagoa. A concentração de piretroides estava na ordem de sedimentos > parasita > água > intestino > fígado. O colesterol, os triglicerídeos e o LDL (lipídios de baixa densidade) no parasita foram maiores que no peixe hospedeiro (p 0,05). Por outro lado, a proteína hepática dos peixes, os lipídios de alta densidade (HDL) e a glicose foram superiores aos níveis nos parasitas (p 0,05). Houve uma alta prevalência de micróbios intestinais (30-40%), incluindo Salmonella sp., Escherichia coli, Pseudomonas sp. e Bacillus sp. entre indivíduos infectados no intestino com o parasita cestoide Wenyonia sp. em comparação com indivíduos não infectados com Staphylococcus sp., Klebsiella intestinal sp. e Proteus sp. (10-40%). Entre os congêneres dos piretroides analisados, ciflutrina > alfa-cipermetrina teve sorção significativa no sedimento, porém, diferentemente de um peixe bentopelágico, nenhum piretroide foi acumulado no S. clarias do sedimento. No entanto, os peixes acumularam alfa-cipermetrina a partir da fase aquosa. O parasita, por outro lado, acumulou Bathroid significativamente da água superficial e do sedimento do fundo, o que pode estar relacionado aos níveis mais altos de estresse observados no parasita do que no peixe hospedeiro. O parasita, por sua vez, causou alterações histológicas no intestino hospedeiro, marcadas por inflamação moderada da mucosa, alteração da microestrutura das vilosidades, atrofia moderada da estrutura das vilosidades e fibrose moderada da estrutura das vilosidades. O estudo demonstrou a eficiência da análise histopatológica e microbiana nos estudos de biomonitoramento de parasitas entéricos e detecção precoce da toxicidade dos piretroides, respectivamente, em comparação à análise de bioacumulação.

Characterization of oxidative stress biomarkers in a freshwater anomuran crab

Abstract In general, environmental responses at level of populations or communities are preceded by alterations at lower biological levels which can be efficiently detected by the analysis of biomarkers. We analyzed the oxidative biomarkers TBARS and Catalase in Aegla singularis, a freshwater crustacean highly sensitive to environmental changes. The objective was to address if are differences in these biomarkers related to the gender as well if they are influenced by seasonal or water physicochemical variables. The results showed differences in biomarkers profile related to the gender. In female crabs were not sensitive to seasonal variations throughout the study period. However, in males the biomarkers evaluated were higher in the winter as compared to remaining seasons and showed tendency of negative correlation with water temperature and pH. This study highlights that gender, seasonal variations and physicochemical variables can influence oxidative stress biomarkers in A. singularis. Female crabs probably are better suited as a model for biomarker application in environmental studies, because their insensibility to seasonal variations can facilitate the observations of responses related specifically to environmental disturbances.

Resumo Em geral, as respostas ambientais ao nível de populações ou comunidades são precedidas pelas alterações nos níveis biológicos inferiores que podem ser eficientemente detectados pela análise de biomarcadores. Neste trabalho, foram analisados os biomarcadores oxidativos TBARS e Catalase em Aegla singularis, um crustáceo de água doce altamente sensível às mudanças ambientais. O objetivo foi investigar se há diferenças nestes biomarcadores relacionados com o gênero, bem como se eles são influenciados por parâmetros sazonais ou físico-químicos. Os resultados mostraram diferenças no perfil de biomarcadores relacionados com o gênero. Caranguejos fêmeas não foram sensíveis a variações sazonais ao longo do período de estudo. Nos machos, os biomarcadores avaliadas apresentaram níveis mais altos no inverno, em comparação com as demais estações e mostraram uma tendência de correlação negativa com a temperatura e pH da água. Este estudo destaca que o sexo, variações sazonais e variáveis físico-químicas podem influenciar os biomarcadores de estresse oxidativo em A. singularis. As fêmeas de A. singularis provavelmente são mais adequadas como um modelo para aplicação destes biomarcadores em estudos ambientais, uma vez que sua insensibilidade às variações sazonais podem facilitar as observações das respostas relacionadas especificamente com perturbações ambientais.

Characterization of oxidative stress biomarkers in a freshwater anomuran crab

Abstract In general, environmental responses at level of populations or communities are preceded by alterations at lower biological levels which can be efficiently detected by the analysis of biomarkers. We analyzed the oxidative biomarkers TBARS and Catalase in Aegla singularis, a freshwater crustacean highly sensitive to environmental changes. The objective was to address if are differences in these biomarkers related to the gender as well if they are influenced by seasonal or water physicochemical variables. The results showed differences in biomarkers profile related to the gender. In female crabs were not sensitive to seasonal variations throughout the study period. However, in males the biomarkers evaluated were higher in the winter as compared to remaining seasons and showed tendency of negative correlation with water temperature and pH. This study highlights that gender, seasonal variations and physicochemical variables can influence oxidative stress biomarkers in A. singularis. Female crabs probably are better suited as a model for biomarker application in environmental studies, because their insensibility to seasonal variations can facilitate the observations of responses related specifically to environmental disturbances.

Resumo Em geral, as respostas ambientais ao nível de populações ou comunidades são precedidas pelas alterações nos níveis biológicos inferiores que podem ser eficientemente detectados pela análise de biomarcadores. Neste trabalho, foram analisados os biomarcadores oxidativos TBARS e Catalase em Aegla singularis, um crustáceo de água doce altamente sensível às mudanças ambientais. O objetivo foi investigar se há diferenças nestes biomarcadores relacionados com o gênero, bem como se eles são influenciados por parâmetros sazonais ou físico-químicos. Os resultados mostraram diferenças no perfil de biomarcadores relacionados com o gênero. Caranguejos fêmeas não foram sensíveis a variações sazonais ao longo do período de estudo. Nos machos, os biomarcadores avaliadas apresentaram níveis mais altos no inverno, em comparação com as demais estações e mostraram uma tendência de correlação negativa com a temperatura e pH da água. Este estudo destaca que o sexo, variações sazonais e variáveis físico-químicas podem influenciar os biomarcadores de estresse oxidativo em A. singularis. As fêmeas de A. singularis provavelmente são mais adequadas como um modelo para aplicação destes biomarcadores em estudos ambientais, uma vez que sua insensibilidade às variações sazonais podem facilitar as observações das respostas relacionadas especificamente com perturbações ambientais.

Histopathological alterations in Astyanax bifasciatus (Teleostei: Characidae) correlated with land uses of surroundings of streams

This study evaluated gills and liver of Astyanax bifasciatus as histological biomarkers for biomonitoring of streams along areas with different land uses. The fish were collected by electrofishing in six streams in the basin of the lower Iguaçu River. The objective was to correlate the presence and degree of histopathological alterations of gills and liver with the environmental variables among streams along different land uses. The low frequency of histopathological alterations found in fish from the forest streams suggested normal organ functioning. In fish from the rural and urban streams, the histopathological alterations occurred were in higher frequency, indicated light to moderate damage in gills and liver of fish from the rural streams, and moderate to severe damage in liver of fish from urban streams. The histopathological alterations in gills (lamellar aneurysm) and livers (vascular congestion) verified in impacted streams were significantly more frequent and severe. It was possible to distinguish streams along different land uses, suggesting that these histopathological alterations can be used as biomarkers for biomonitoring studies. The health integrity of fish from streams in forest areas further reinforces the importance of maintaining preservation areas in basins under intensive land use.(AU)

Esse estudo avaliou brânquias e fígado de Astyanax bifasciatus como biomarcadores histológicos para biomonitoramento de riachos em áreas com diferentes usos do solo. Os peixes foram coletados por pesca elétrica em seis riachos na bacia do baixo rio Iguaçu. O objetivo foi correlacionar a presença e o grau de alterações histopatológicas em brânquias e fígado com as variáveis ambientais entre riachos com diferentes usos do solo. A baixa frequência de alterações histopatológicas encontradas em peixes de riachos florestados indicou funcionamento normal do órgão. Em peixes de riachos rurais e urbanos, as alterações histopatológicas encontradas foram em maior frequência, indicando danos leves para moderados em brânquias e fígado de peixes dos riachos rurais, e danos moderados para severos em fígado de peixes de riachos urbanos. As alterações histopatológicas em brânquias (aneurisma lamelar) e fígados (congestão vascular) observadas nos riachos impactados foram significativamente mais frequentes e severas. Foi possível distinguir os riachos com diferente uso do solo, sugerindo que estas alterações histopatológicas podem ser usadas como biomarcadores para estudos de biomonitoramento. A integridade da saúde dos peixes dos riachos nas áreas florestadas reforça ainda mais a importância de manter áreas de preservação nas bacias com intenso uso do solo.(AU)

Histopathological alterations in Astyanax bifasciatus (Teleostei: Characidae) correlated with land uses of surroundings of streams

This study evaluated gills and liver of Astyanax bifasciatus as histological biomarkers for biomonitoring of streams along areas with different land uses. The fish were collected by electrofishing in six streams in the basin of the lower Iguaçu River. The objective was to correlate the presence and degree of histopathological alterations of gills and liver with the environmental variables among streams along different land uses. The low frequency of histopathological alterations found in fish from the forest streams suggested normal organ functioning. In fish from the rural and urban streams, the histopathological alterations occurred were in higher frequency, indicated light to moderate damage in gills and liver of fish from the rural streams, and moderate to severe damage in liver of fish from urban streams. The histopathological alterations in gills (lamellar aneurysm) and livers (vascular congestion) verified in impacted streams were significantly more frequent and severe. It was possible to distinguish streams along different land uses, suggesting that these histopathological alterations can be used as biomarkers for biomonitoring studies. The health integrity of fish from streams in forest areas further reinforces the importance of maintaining preservation areas in basins under intensive land use.(AU)

Esse estudo avaliou brânquias e fígado de Astyanax bifasciatus como biomarcadores histológicos para biomonitoramento de riachos em áreas com diferentes usos do solo. Os peixes foram coletados por pesca elétrica em seis riachos na bacia do baixo rio Iguaçu. O objetivo foi correlacionar a presença e o grau de alterações histopatológicas em brânquias e fígado com as variáveis ambientais entre riachos com diferentes usos do solo. A baixa frequência de alterações histopatológicas encontradas em peixes de riachos florestados indicou funcionamento normal do órgão. Em peixes de riachos rurais e urbanos, as alterações histopatológicas encontradas foram em maior frequência, indicando danos leves para moderados em brânquias e fígado de peixes dos riachos rurais, e danos moderados para severos em fígado de peixes de riachos urbanos. As alterações histopatológicas em brânquias (aneurisma lamelar) e fígados (congestão vascular) observadas nos riachos impactados foram significativamente mais frequentes e severas. Foi possível distinguir os riachos com diferente uso do solo, sugerindo que estas alterações histopatológicas podem ser usadas como biomarcadores para estudos de biomonitoramento. A integridade da saúde dos peixes dos riachos nas áreas florestadas reforça ainda mais a importância de manter áreas de preservação nas bacias com intenso uso do solo.(AU)

Reservoir longitudinal gradient promotes ordered losses on diversity and density of Ephemeroptera community

Abstract Reservoir operations alter, eliminate or restrain the natural hydrologic cycles. Biotic community has become subject to these non-cyclic events, responding by reducing the species diversity. Ephemeroptera species present distinct responses to environmental deterioration such that poses this assemblage between the most useful groups in biomonitoring programs. We hypothesized an alteration in beta diversity at the longitudinal species gradient, which will be influenced mainly by species losses between zones. Changes in temporal beta diversity is also expected, but the main drivers of such alterations will be the species turnover between the sampling period. Ephemeroptera community was monitored in nine sampling points from Itaipu Reservoir, where were installed three sets of substrates composed by a float and 2 wooden substrates. We took biological samples in triplicates monthly, from June-01 to August-02. Our initial hypothesis was partially supported and with significant variations only for spatial approach, between the Reservoir zones. The generated ordering from Non-Metric Dimensional Scale NMDS - corroborated with spatial analyzes, with the formation of two groups along the gradient zonation of the reservoir. The temporal ordination showed no clear pattern. As expected, the contribution to beta diversity was different for our two approaches, such that the loss of species was more important along the spatial gradient and despite of no significant result, the species replacement was more important among months. The spatial results lead us to infer that differences in limnological characteristics between zones are important for determining differences in Ephemeroptera composition and can reflect the dependency degree of the species in relation to the lentic and sometimes-lotic conditions, mainly in the riverine zone of reservoirs. On the other hand, the absence of a temporal pattern can be result of chaotic variations in the physical and chemical attributes imposed by the reservoir operation, disrupting continuity of the biota and natural succession processes.

Resumo As operações de reservatórios alteram, eliminam ou restringem os ciclos hidrológicos naturais. A comunidade biótica torna-se sujeita a estes eventos não-cíclicos, respondendo com a redução da diversidade de espécies. As espécies de Ephemeroptera apresentam respostas distintas à deterioração ambiental, sendo o grupo muitousado em programas de biomonitoramento. Nós hipotetizamos uma alteração na diversidade beta das espécies no gradiente longitudinal, influenciada principalmente pelo componente aninhamento com a consequente perda de espécies entre as zonas do reservatório. Também são esperadas mudanças na diversidade beta entre os meses de amostragem, mas o principal fator dessas alterações será a substituição das espécies entre os períodos, em função dos rápidos ciclos de vida que o grupo apresenta. A comunidade Ephemeroptera foi monitorada em nove pontos amostrais do reservatório de Itaipu, onde foram instalados três conjuntos de substratos compostos por um flutuador e 2 substratos de madeira. Tomamos amostras biológicas em triplicatas mensalmente, de junho de 2001 a agosto de 2002. Nossa hipótese inicial foi parcialmente suportada, com variações significativas apenas na escala espacial. A ordenação gerada pelo Escalonamento Dimensional Não-Métrico NMDS - corroborou com as análises espaciais, com a formação de dois grupos ao longo do gradiente de zonação do reservatório. A ordenação temporal não mostrou um padrão claro. Como esperado, a contribuição para a diversidade beta foi diferente para nossas duas abordagens, de modo que a perda de espécies foi mais importante ao longo do gradiente espacial e apesar de não haver resultado significativo, a substituição das espécies foi mais importante entre os meses de amostragem. Os resultados espaciais levam-nos a inferir que as diferenças nas características limnológicas entre as zonas são importantes para determinar as diferenças na composição de Ephemeroptera e podem refletir o grau de dependência das espécies em relação às condições lênticas e às vezes lóticas, principalmente na zona fluvial dos reservatórios. Por outro lado, a ausência de um padrão temporal pode ser resultado de variações caóticas nos atributos físicos e químicos impostos pela operação do reservatório, que interrompem a continuidade da biota e os processos de sucessão naturais.