Efecto Ecotoxicológico agudo del Mercurio sobre Larvas del “Muy Muy” emerita analoga (Stimpson) (Decapoda: Hippidae) procedentes de cuatro localidades de Lima

 

José Alberto Iannacone Oliver¹ y Lorena Alvariño Flores¹

 

¹ Laboratorio de Ecofisiología Animal. Facultad de Ciencias Naturales. Universidad Nacional Federico Villarreal (FCCNM-UNFV). Calle San Marcos 383, Lima 21, Perú. Correo electrónico: joseiannacone@hotmail.com  / joselorena@terra.com

 

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Resumen

La evaluación de Riesgos Ambientales (ERA) por el mercurio en los ambientes marinos requiere del empleo de especies bioindicadoras. Los organismos biológicos procedentes de localidades con diferentes influencias ambientales presentan respuestas variables en bioensayos ecotoxicológicos. Emerita analoga (Stimpson) es un invertebrado componente del macrozoobentos arenoso marino en la Costa Central del Perú. Se determinó el efecto ecotoxicológico agudo del mercurio (Hg2+) sobre larvas de E. analoga procedentes de cuatro playas de Lima, Perú: Santa María del Mar, Conchán, El Silencio y Puerto Viejo. Las larvas con menos de 24 h fueron obtenidas de hembras ovígeras en octubre y noviembre de 1999. Se alimentaron con la microalga Nannochloris sp. y se evaluaron en agua de mar con luz UV. El Diseño en bloques completamente aleatorizado empleado fue de 6 concentraciones x 4 repeticiones. Los ensayos ecotoxicológicos a 48 h y 96 h de exposición mostraron un valor de Concentración Letal media (CL50) promedio de 14,20 mg L-1 y 7,48 mg L-1, respectivamente. Los parámetros de Concentración de efectos no observables (NOEC) y de Concentración más baja de efectos observables (LOEC) fueron 0,65 mg L-1 y 1,63 mg L-1 a 96 h de exposición, respectivamente. No se encontraron diferencias significativas en los valores de CL50 entre las cuatro localidades evaluadas. El coeficiente de variabilidad (CV) para la CL50 fue aceptable (CV48h = 26,51 % y CV96h = 40,94 %). Los resultados son comparados con otras especies de crustáceos acuáticos al nivel mundial. Se analizan las perspectivas del uso de E. analoga como organismo bioindicador de toxicidad.

Palabras claves: Crustacea, Emerita, macrozoobentos, mercurio, toxicidad.

 

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Abstract

Environmental Risk Assessment (ERA) for mercury in marine environment needs the use of bioindicator species. Biological organisms coming from localities with different environmental influences are known to exhibit variable responses in ecotoxicological bioassays. Emerita analoga (Stimpson) is an invertebrate component of marine sand macrozoobenthos in the Peruvian Central coast. The ecotoxicological acute effects of mercury (Hg2+) on larvae of E. analoga from four beaches of Lima, Peru: Santa María del Mar, Conchan, El Silencio and Puerto Viejo were determined. Less than 24 h larvae were obtained from ovigerous females in October and November of 1999. They were fed with the Nannochloris sp. microalga and were evaluated using marine water with UV light. A completely randomized block design was employed with 6 concentrations x 4 repetitions. Ecotoxicological assays at 48 h and 96 h exposure showed a value of average Lethal medium concentration (LC50) of 14,20 mg L-1 and 7,48 mg L-1, respectively. Non Observed Effect Concentration (NOEC) and Lowest Observed Effect Concentration (LOEC) were 0,65 mg L-1 and 1,63 mg L-1 at 96 h exposure, respectively. Non significant differences in values of LC50 among the four localities evaluated were observed. Variability coefficient (VC) of LC50 was acceptable (VC48h = 26.51 % and VC96h = 40,94 %). The results were compared with other species of aquatic crustaceans at the global level. Perspectives of use of E. analoga as a toxicity bioindicador organism were analyzed.

Key word: Crustacea, Emerita, macrozoobenthos, mercury, toxicity.

 

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Introducción

Emerita analoga (Stimpson 1857) “Muy Muy” es un crustáceo macrozoobentónico característico del intermareal e infralitoral de las playas de arena de las Costas del Pacífico Sur de América, a la vez que es un eslabón importante en las tramas tróficas de este sistema (Oliva et al., 1992; Alvitrés et al., 1999; Contreras et al., 2000). Pese a su gran importancia pocos son los estudios tendientes a conocer aspectos de su ecología (Paul, 1976; Iannacone et al., 1996; Homola & Chang, 1997; Faulkes & Paul, 1998; Paul & Bruner, 1999). 

E. analoga ha sido empleada como especie bioindicadora de importancia ecotoxicológica para el monitoreo de algunos metales pesados (Hernández et al., 2000; Valdovinos & Zúñiga, 2002), de efluentes pesqueros y de ficotoxinas (Bretz et al., 2002; Ferdin et al., 2002; Powell et al., 2002) en el ecosistema marino. 

Los organismos biológicos procedentes de localidades con diferentes características ambientales podrían presentan diferentes respuestas en bioensayos ecotoxicológicos (Forbes, 1998; Repetto et al., 2000; Alayo & Iannacone, 2002).

La contaminación por mercurio produce efectos deletéreos en diferentes componentes de la biota acuática (Pritchard, 1993; Rainbow, 1997; Iannacone & Alvariño, 1999). Se han hecho evaluaciones del efecto del mercurio (Hg2+) y del metilmercurio (MeHg2+) en el ambiente acuático (Baker et al., 1985; Pritchard, 1993; Andres et al., 2002). 

Según la Ley General de Aguas en el Perú, los límites máximos permisibles para el Hg2+ en aguas de Clase V para el cultivo de moluscos es de 0,1 μg L-1, y según la Agencia de Protección ambiental de los Estados Unidos (USEPA), es de 2 μg L-1 para la protección de los ambientes acuáticos naturales. 

En el Perú, se han evaluado del ambiente litoral marino a las siguientes tres especies: Tetrapigus niger (Molina) “erizo negro”, Arbacia spatuligera (Valenciennes) “erizo marrón” y Perumytilus purpuratus (Lamarck) (Iannacone et al., 1999; 2001). 

Muchas formas larvales y postlarvales de crustáceos marinos han sido empleadas para evaluar la ecotoxicidad de metales pesados, por constituir los estadios más sensibles de su ciclo de vida (Marino-Balsa et al., 2000). 

El objetivo fue determinar el efecto ecotoxicológico agudo del mercurio (Hg2+) sobre zoeas de E. analoga procedentes de cuatro Playas de la localidad de Lima: El silencio, Santa María del Mar, Conchán y Puerto Viejo.

Materiales y métodos

Emerita analoga

Se procedió a la colección, identificación y cría estandarizada de E. analoga. Cincuenta hembras de E. analoga con presencia de masas ovígeras fueron colectadas de cada una de las cuatro playas arenosas: El Silencio, Santa María del Mar, Conchán y Puerto Viejo de Lima, Perú durante octubre y noviembre en 1999. Los ensayos ecotoxicológicos con E. analoga se iniciaron con larvas o “zoeas” de primer estadio dentro de 24 h de haber eclosionado de las masas ovígeras procedentes de cada una de las cuatro playas. Diez larvas de primer estadio se distribuyeron al azar en cada concentración nominal de Hg2+ evaluada en cada una de las cuatro repeticiones del ensayo experimental. Las larvas se consideraron muertas si no fueron capaces de moverse coordinada y normalmente cuando fueron pinchadas ligeramente con un alfiler luego de 48 h y 96 h de exposición. Se emplearon un total de 240 larvas por ensayo. Los bioensayos semi-estáticos con renovación de la solución a 48 h de exposición fueron repetidos 2 veces en envases plásticos de 0,5 L. La temperatura se mantuvo en una incubadora fluctuante entre 19 oC ± 3 oC. 

Mercurio y Físico-química del agua

La solución madre para el ión tóxico de mercurio fue preparada de la sal metálica a base del cloruro de mercurio (HgCl2) (Iannacone & Alvariño, 1999) a una concentración de 100 mg L-1. Todas las concentraciones se registraron en concentraciones nominales de ión de mercurio. Los matraces aforados previamente fueron lavados con ácido nítrico al 10 % y luego enjuagados en agua destilada y mantenidos a 4 oC. (Iannacone et al., 2000). Los datos de oxígeno disuelto se midieron mediante el método de Winkler (APHA, 1995). En el ensayo con Hg2+ se emplearon las siguientes cinco concentraciones 0,65 mg L-1, 1,63 mg L-1, 4,09 mg L-1, 10,24 mg L-1 y 25,60 mg L-1 (Iannacone & Alvariño, 2002). Para el Hg2+ las cinco concentraciones siguieron un factor de incremento en 2,5. 

Diseño experimental y Análisis de datos

Se determinaron la Concentración Letal media (CL50) promedio, su desviación estándar y su Coeficiente de Variación (CV %) para todos los bioensayos con E. analoga expuestos al mercurio a 48 y 96 h de exposición para las cuatro localidades evaluadas. Las diferencias entre las concentraciones y entre las repeticiones se evaluaron a través de un Análisis de Varianza (ANDEVA) de dos vías, previa transformación de los datos a raíz cuadrada del arcoseno, con el fin de ajustar los datos a la distribución normal (Zar, 1996). En el caso de existir diferencias significativas entre las concentraciones y entre las repeticiones se realizó una Prueba de Significación DVS (Diferencia Verdaderamente Significativa) de Tukey (Daniel, 1993).

Las CL50s se calcularon usando un programa computarizado de la EPA versión 1,5 (USEPA, 1993). Estos valores fueron obtenidos a partir del análisis de regresión lineal entre el logaritmo de la concentración de dilución de las muestras de agua (en porcentaje) y la mortalidad Probit (porcentaje transformado). Los porcentajes de mortalidad de las repeticiones para cada concentración fueron sumados. El modelo de regresión lineal fue verificado usando el estadístico χ2 (Martín & Holdich, 1986). Se determinó además el NOEC y el LOEC a 48 h y 96 h de exposición. 

Resultados y discusión

Las variaciones de tres parámetros ecotoxicológicos y el CV respectivo para el crustáceo de E. analoga expuesto al mercurio son señalados en la Tabla 1.

 

Los porcentajes de mortalidad de las larvas de E. analoga aumentaron con cada una de las concentraciones crecientes de Hg2+ a 48 y 96 h de exposición (Tablas 2 y 3).

 

 

La secuencia ecotoxicológica en términos de CL50 de mayor a menor toxicidad fue: Daphnia obtusa > Daphnia pulex > Daphnia cucullata > Daphnia obtusa > Pagurus longicarpus > Daphnia magna > Emerita analoga (96 h) > Daphnia magna > Emerita analoga (48 h) > Corophium insidiosum > Elasmopus bampo > Homarus gammarus > Streptocephalus proboscideus > Thamnocephalus platyurus > Maja squinado > Palaemon serratus (Tabla 4). E. analoga ocupa la posición 7ma entre 16 bioensayos ecotoxicológicos empleando diferentes especies carcinológicas, componentes de la biota animal acuática (Tabla 4).

 

McKinney & Rogers (1992) han señalado al mercurio como uno de los metales de mayor interés por la USEPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos), por lo que requiere colaboración entre toxicólogos y químicos para coordinar investigaciones en la química de la especiación de metales y en los efectos toxicológicos de la especiación de metales (Wright, 1995). 

Alayo & Iannacone (2002) presentan una evaluación comparativa global entre E. analoga, Brachionus plicatilis Müller 1786 (Rotifera) y Artemia salina (L.) (Crustacea) para su eventual empleo en bioensayos ecotoxicológicos. Entre los criterios usados para validar un bioensayo tenemos: “facilidad de uso” que incluye rapidez del bioensayo, simplicidad en la manipulación, disponibilidad del material biológico, poco volumen de muestra y facilidad en la observación y conteo de los organismos afectados (muertos o inmóviles). Los decápodos como E. analoga permiten realizar pruebas de fácil lectura, pero con manipulación simple. La simplicidad de manipulación y lectura dependen esencialmente del tamaño de los organismos; a mayor tamaño más simple será el método. Por ello, Brachionus al poseer menor tamaño que Emerita, presenta mayor dificultad en su manejo. E. analoga es una especie con alta disponibilidad en el Perú, como material biológico para bioensayos. El criterio de “costo” incluye lo invertido en materiales y los gastos del trabajo, tanto en el cultivo como en la prueba de toxicidad. Los bioensayos con Brachionus son menos costosos que utilizar Emerita o Artemia. La “concordancia ecológica” en el ambiente marino favorece principalmente a E. analoga por su importancia en las redes tróficas.

Muchas especies propuestas como herramientas para bioensayos ecotoxicológicos, requieren como requisitos para uso no solo que sean sensibles, sino que sean ensayos reproducibles con poca variabilidad en su respuesta. En el caso de E. analoga al provenir de cuatro localidades diferentes de la costa central de Lima, Perú, no presentó diferencias significativas entre los valores de CL50, NOEC y LOEC para el Hg2+ a 48 y 96 h de exposición (Tabla 1). Finalmente, E. analoga en su fase larvaria en el ciclo de vida de esta especie es apropiada para su empleo en bioensayos ecotoxicológicos para evaluar el metal Hg2+ en el ambiente acuáticos marino.

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