INVESTIGAÇÃO MOLECULAR DE ARBOVÍRUS DE INTERESSE EM SAÚDE PÚBLICA EM PRIMATAS NÃO-HUMANOS NO MUNICÍPIO DE FOZ DO IGUAÇU - PARANÁ

Arbovírus são vírus transmitidos por artrópodes e são responsáveis por causar doenças emergentes e reemergentes de potencial zoonótico. As arboviroses destacadas neste estudo são a Febre Amarela, Dengue e Chikungunya, doenças que constituem grandes problemas de saúde pública no Brasil e no mundo. Ações da vigilância ativa como monitoramento, captura e avaliação de primatas não humanos assintomáticos auxiliam na detecção precoce de circulação viral e predição de risco, de forma a compreender o papel destes animais como reservatórios destas arboviroses. O objetivo deste trabalho foi investigar a infecção aguda por YFV, DENV 1-4 e CHIKV em sangue total de 67 PNH cativos e de vida livre, divididos em quatro espécies no município de Foz do Iguaçu-Paraná, Brasil, a saber: Alouatta caraya (n=7), Callithrix penicillata (n=5), Leontopithecus chrysomelas (n=3) e Sapajus nigritus (n=23) cativos do Zoológico Municipal Bosque Guarani e do Zoológico Roberto Ribas Lange e Sapajus nigritus (n=29) de vida livre na Área de Proteção Permanente da Usina Hidrelétrica de Itaipu Binacional, no período de outubro de 2019 a março de 2020. O diagnóstico molecular foi determinado pela RT-qPCR. Todas as amostras foram negativas para a presença do fragmento alvo do RNA genômico viral de YFV, DENV1-4 e CHIKV. Os resultados negativos sugerem ausência de infecção aguda nos animais analisados e, portanto, não constituíram fonte de infecção para os vetores artrópodes no momento da amostragem.

Arboviruses are viruses transmitted by arthropods and are responsible for causing emerging and re-emerging diseases with zoonotic potential. The arboviruses highlighted in this study are Yellow Fever, Dengue and Chikungunya, diseases that constitute major public health problems in Brazil and worldwide. Active surveillance actions such as monitoring, capturing, and evaluating asymptomatic non-human primates help in the early detection of viral circulation and risk prediction, to understand the role of these animals as reservoirs of these arboviruses. The aim of this work was to investigate the acute infection by YFV, DENV 1-4 and CHIKV in whole blood from 67 free-living captive NHPs, divided into four species in the municipality of Foz do Iguaçu-Paraná, Brazil, namely: Alouatta caraya (n=7), Callithrix penicillata (n=5), Leontopithecus chrysomelas (n=3) and Sapajus nigritus (n=23) captives of the Municipal Bosque Guarani Zoo and the Roberto Ribas Lange Zoo and free living Sapajus nigritus (n=29) in the Permanent Protection Area of the Itaipu Binacional Hydroelectric Power Plant, from October 2019 to March 2020. Molecular diagnosis was determined by RT-qPCR. All samples were negative for the presence of the YFV viral genomic RNA target fragment, DENV1-4 and CHIKV. Negative results suggest the absence of acute infection in the analyzed animals and, therefore, did not constitute a source of infection for the arthropod vectors at the time of sampling.

Short-term assessment of bt maize on non-target arthropods in Brazil

Although not yet available for cultivation in Brazil, the effect of Bt maize hybrids on natural enemies and soil dwelling arthropods should be assessed prior to its release to growers. Trials were carried out during one growing season in two different locations with the genetically modified maize hybrids 7590-Bt11 and Avant-ICP4, comparing with their respective non-Bt isogenic hybrids. Arthropods were evaluated through direct observation on plants and pitfall traps. In general, no differences were observed between populations of earwig (Dermaptera: Forficulidae), lady beetles (Coleptera: Coccinellidae), minute pirate bug (Coleoptera: Anthocoridae), ground beetles (Carabidae), tiger beetles (Cicindelidae), and spiders (Araneae). There was no difference in egg parasitism of Helicoverpa zea (Boddie) by Trichogramma sp. (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Thus, Bt maize hybrids expressing insecticide proteins Cry1A(b) and VIP 3A do not cause reduction of the main maize dweeling predators and parasitoids.

Embora não haja cultivos comerciais de milho geneticamente modificado no Brasil, o efeito de híbridos de milho Bt sobre inimigos naturais e artrópodos de solo deve ser avaliado antes da liberação aos produtores. Assim, ensaios foram conduzidos durante uma safra em duas localidades. Os híbridos de milho modificado geneticamente 7590-Bt11 e Avant-ICP4 foram comparados com seus respectivos isogênicos não transgênicos. Os artrópodes foram avaliados através de observação direta nas plantas e armadilhas de alçapão. De modo geral, não se observaram diferenças entre as populações de tesourinha (Dermaptera: Forficulidae), joaninhas (Coleptera: Coccinellidae), percevejo-pirata (Coleoptera: Anthocoridae), carabídeos (Carabidae), cicindelídeos (Cicindelidae) e aranhas (Araneae). Também não houve diferença no parasitismo de ovos de Helicoverpa zea (Boddie) por Trichogramma sp. (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Assim, milho geneticamente modificado expressando as proteínas inseticidas Cry1A(b) e VIP 3A não causa redução nas populações dos principais predadores e parasitóides.

Short-term assessment of bt maize on non-target arthropods in Brazil

Although not yet available for cultivation in Brazil, the effect of Bt maize hybrids on natural enemies and soil dwelling arthropods should be assessed prior to its release to growers. Trials were carried out during one growing season in two different locations with the genetically modified maize hybrids 7590-Bt11 and Avant-ICP4, comparing with their respective non-Bt isogenic hybrids. Arthropods were evaluated through direct observation on plants and pitfall traps. In general, no differences were observed between populations of earwig (Dermaptera: Forficulidae), lady beetles (Coleptera: Coccinellidae), minute pirate bug (Coleoptera: Anthocoridae), ground beetles (Carabidae), tiger beetles (Cicindelidae), and spiders (Araneae). There was no difference in egg parasitism of Helicoverpa zea (Boddie) by Trichogramma sp. (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Thus, Bt maize hybrids expressing insecticide proteins Cry1A(b) and VIP 3A do not cause reduction of the main maize dweeling predators and parasitoids.

Embora não haja cultivos comerciais de milho geneticamente modificado no Brasil, o efeito de híbridos de milho Bt sobre inimigos naturais e artrópodos de solo deve ser avaliado antes da liberação aos produtores. Assim, ensaios foram conduzidos durante uma safra em duas localidades. Os híbridos de milho modificado geneticamente 7590-Bt11 e Avant-ICP4 foram comparados com seus respectivos isogênicos não transgênicos. Os artrópodes foram avaliados através de observação direta nas plantas e armadilhas de alçapão. De modo geral, não se observaram diferenças entre as populações de tesourinha (Dermaptera: Forficulidae), joaninhas (Coleptera: Coccinellidae), percevejo-pirata (Coleoptera: Anthocoridae), carabídeos (Carabidae), cicindelídeos (Cicindelidae) e aranhas (Araneae). Também não houve diferença no parasitismo de ovos de Helicoverpa zea (Boddie) por Trichogramma sp. (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Assim, milho geneticamente modificado expressando as proteínas inseticidas Cry1A(b) e VIP 3A não causa redução nas populações dos principais predadores e parasitóides.

Impacto de inseticidas em artrópodes não-alvo associados à cultura da melancia / Impact of insecticides on non-target arthropods in watermelon crop

A cultura da melancia Citrullus lunatus (Thunberg, Matsumura & Nakai) abriga uma grande diversidade de artrópodes, cada um desempenhando um papel específico. Apesar de alguns desses artrópodes serem considerados pragas, outros são responsáveis pela aeração do solo, liberação de nutrientes e predação das espécies-praga, sendo, dessa forma, considerados benéficos às culturas. A agricultura intensiva praticada no Brasil para o cultivo da melancia é baseada no uso dos inseticidas como tiamethoxam e deltametrina, que pode não só matar as pragas, mas também organismos não-alvo. Pesquisas relacionadas à influência de inseticidas sobre artrópodes benéficos na cultura da melancia são escassas. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito dos inseticidas deltametrina e thiamethoxam na comunidade de artrópodes existentes na superfície do solo, bem como naqueles artropópodes que habitam o dossel das plantas na cultura da melancia. Este estudo foi realizado no Estado do Tocantins, Brasil. Embora as aplicações de thiamethoxam e deltametrina foram eficientes no controle de populações de Aphis gossypii, como era esperado, os inseticidas afetaram negativamente artrópodes não-alvo como insetos detritívoros, insetos de dossel e da superfície do solo. Implicações ecológicas do impacto dos pesticidas sobre as espécies de artrópodes benéficos são discutidos.

Watermelon Citrullus lunatus (Thunberg, Matsumura & Nakai) is an ecosystem having a variety of arthropods, each one playing a specific role. Although some of them are considered pest to crops, some others are responsible for soil aeration, nutrient release and predation of pest species and are, therefore, considered beneficial to crops. The intensive farming practiced for watermelon cultivation in Brazil is based on the use of tiamethoxam and deltamethrin, which may not only kill target but also nontarget organisms such as beneficial arthropods. Research data regarding the influence of insecticides on arthropods in watermelon cropping is scarce. This study aimed to evaluate the effect of the insecticides deltamethrin and thiamethoxam on soil surface and watermelon canopy arthropod community. The study was carried out in the State of Tocantins, Brazil. Although the application of thiamethoxam and deltamethrin was efficient in controlling populations of Aphis gossypii (Glover), as we expected, they negatively affected non-target arthropods such as detritivores insects in the canopy and soil surface. Ecological implications of the impact of such pesticides on beneficial arthropod species are discussed.

Impacto de inseticidas em artrópodes não-alvo associados à cultura da melancia / Impact of insecticides on non-target arthropods in watermelon crop

A cultura da melancia Citrullus lunatus (Thunberg, Matsumura & Nakai) abriga uma grande diversidade de artrópodes, cada um desempenhando um papel específico. Apesar de alguns desses artrópodes serem considerados pragas, outros são responsáveis pela aeração do solo, liberação de nutrientes e predação das espécies-praga, sendo, dessa forma, considerados benéficos às culturas. A agricultura intensiva praticada no Brasil para o cultivo da melancia é baseada no uso dos inseticidas como tiamethoxam e deltametrina, que pode não só matar as pragas, mas também organismos não-alvo. Pesquisas relacionadas à influência de inseticidas sobre artrópodes benéficos na cultura da melancia são escassas. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito dos inseticidas deltametrina e thiamethoxam na comunidade de artrópodes existentes na superfície do solo, bem como naqueles artropópodes que habitam o dossel das plantas na cultura da melancia. Este estudo foi realizado no Estado do Tocantins, Brasil. Embora as aplicações de thiamethoxam e deltametrina foram eficientes no controle de populações de Aphis gossypii, como era esperado, os inseticidas afetaram negativamente artrópodes não-alvo como insetos detritívoros, insetos de dossel e da superfície do solo. Implicações ecológicas do impacto dos pesticidas sobre as espécies de artrópodes benéficos são discutidos. 

Watermelon Citrullus lunatus (Thunberg, Matsumura & Nakai) is an ecosystem having a variety of arthropods, each one playing a specific role. Although some of them are considered pest to crops, some others are responsible for soil aeration, nutrient release and predation of pest species and are, therefore, considered beneficial to crops. The intensive farming practiced for watermelon cultivation in Brazil is based on the use of tiamethoxam and deltamethrin, which may not only kill target but also nontarget organisms such as beneficial arthropods. Research data regarding the influence of insecticides on arthropods in watermelon cropping is scarce. This study aimed to evaluate the effect of the insecticides deltamethrin and thiamethoxam on soil surface and watermelon canopy arthropod community. The study was carried out in the State of Tocantins, Brazil. Although the application of thiamethoxam and deltamethrin was efficient in controlling populations of Aphis gossypii (Glover), as we expected, they negatively affected non-target arthropods such as detritivores insects in the canopy and soil surface. Ecological implications of the impact of such pesticides on beneficial arthropod species are discussed.

Ecotoxicological effects of commercial herbicides on the reproductive system of aquatic arthropod Limnocoris submontandoni (Hemiptera: Naucoridae)

Abstract Worldwide, conventional agriculture makes extensive use of pesticides. Although the effects of herbicides are relatively well known in terms of environmental impacts on non-target organisms, there is very little scientific evidence regarding the impacts of herbicide residues on aquatic arthropods from tropical conservation areas. This study evaluates for the first time the toxicity of the herbicides ametryn, atrazine, and clomazone on the aquatic insect Limnocoris submontandoni (Hemiptera: Naucoridae). The lethal concentration (LC50) of herbicides was evaluated for these insects, as well as the effect of the herbicides on the insects tissues and testicles. The estimated LC50 was 1012.41, 192.42, and 46.09 mg/L for clomazone, atrazine, and ametryn, respectively. Spermatocyte and spermatid changes were observed under the effect of atrazine, and effects on spermatogenesis were observed for some concentrations of clomazone, with apparent recovery after a short time. Our results provide useful information on the effects of herbicide residues in aquatic systems. This information can help minimize the risk of long-term reproductive effects in non-target species that have been previously overlooked in ecotoxicology studies.

Resumo Em todo o mundo, a agricultura convencional faz uso extensivo de pesticidas. Embora os efeitos dos herbicidas sejam relativamente bem conhecidos em termos de impactos ambientais em organismos não-alvo, há pouca evidência científica sobre os impactos de resíduos de herbicidas em artrópodes aquáticos de áreas de conservação tropicais. Este estudo avalia pela primeira vez a toxicidade dos herbicidas ametryn, atrazine e clomazone sobre o inseto aquático Limnocoris submontandoni (Hemiptera: Naucoridae). A concentração letal (LC50) de herbicidas foi avaliada para esses insetos, bem como o efeito dos herbicidas nos tecidos e testículos dos insetos. A LC50 estimada foi de 1012,41, 192,42 e 46,09 mg/L para clomazone, atrazine e ametryn, respectivamente. Alterações nos espermatócitos e espermátides foram observadas sob o efeito de atrazine, e efeitos na espermatogênese foram observados para algumas concentrações de clomazone, com aparente recuperação após um curto período de tempo. Nossos resultados fornecem informações úteis sobre os efeitos de resíduos de herbicidas em sistemas aquáticos. Essas informações podem ajudar a minimizar o risco de efeitos reprodutivos de longo prazo em espécies não-alvo que foram negligenciadas anteriormente em estudos de ecotoxicologia.

Ecotoxicological effects of commercial herbicides on the reproductive system of aquatic arthropod Limnocoris submontandoni (Hemiptera: Naucoridae) / Efeitos ecotoxicológicos de herbicidas comerciais no sistema reprodutivo do artrópode aquático Limnocoris submontandoni (Hemiptera: Naucoridae)

Abstract Worldwide, conventional agriculture makes extensive use of pesticides. Although the effects of herbicides are relatively well known in terms of environmental impacts on non-target organisms, there is very little scientific evidence regarding the impacts of herbicide residues on aquatic arthropods from tropical conservation areas. This study evaluates for the first time the toxicity of the herbicides ametryn, atrazine, and clomazone on the aquatic insect Limnocoris submontandoni (Hemiptera: Naucoridae). The lethal concentration (LC50) of herbicides was evaluated for these insects, as well as the effect of the herbicides on the insects' tissues and testicles. The estimated LC50 was 1012.41, 192.42, and 46.09 mg/L for clomazone, atrazine, and ametryn, respectively. Spermatocyte and spermatid changes were observed under the effect of atrazine, and effects on spermatogenesis were observed for some concentrations of clomazone, with apparent recovery after a short time. Our results provide useful information on the effects of herbicide residues in aquatic systems. This information can help minimize the risk of long-term reproductive effects in non-target species that have been previously overlooked in ecotoxicology studies.

Resumo Em todo o mundo, a agricultura convencional faz uso extensivo de pesticidas. Embora os efeitos dos herbicidas sejam relativamente bem conhecidos em termos de impactos ambientais em organismos não-alvo, há pouca evidência científica sobre os impactos de resíduos de herbicidas em artrópodes aquáticos de áreas de conservação tropicais. Este estudo avalia pela primeira vez a toxicidade dos herbicidas ametryn, atrazine e clomazone sobre o inseto aquático Limnocoris submontandoni (Hemiptera: Naucoridae). A concentração letal (LC50) de herbicidas foi avaliada para esses insetos, bem como o efeito dos herbicidas nos tecidos e testículos dos insetos. A LC50 estimada foi de 1012,41, 192,42 e 46,09 mg/L para clomazone, atrazine e ametryn, respectivamente. Alterações nos espermatócitos e espermátides foram observadas sob o efeito de atrazine, e efeitos na espermatogênese foram observados para algumas concentrações de clomazone, com aparente recuperação após um curto período de tempo. Nossos resultados fornecem informações úteis sobre os efeitos de resíduos de herbicidas em sistemas aquáticos. Essas informações podem ajudar a minimizar o risco de efeitos reprodutivos de longo prazo em espécies não-alvo que foram negligenciadas anteriormente em estudos de ecotoxicologia.