bioconcentración y localización del plomo
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El Plomo se acumula en los tejidos de los organismos invertebradosTRANSCRIPT
BIOACUMULACIÓN DE PLOMO Y SU EFECTO EN EL ROTÍFERO DULCEACUÍCOLA Brachionus calyciflorus
Jesús Alvarado-Flores, Javier Ventura-Juárez, Marcelo Silva-Briano, Roberto Rico-
Martínez
Se cultivo el rotífero Brachionus calyciflorus acorde al protocolo de Pérez-
Legaspi y Rico-Martínez (1998). Se determinó la morfología interna y externa con
microscopia electrónica de barrido (MEB) y transmisión, además, se analizó el plomo
en la ultraestructura por microanálisis de rayos X por dispersión de energía en MEB.
También se hizo histoquímica al plomo empleando dicromato de potasio, en cortes
semi-finos de 400 nm, incluidos en la resina LR-White (Vogt y Quinitio, 1994). Se
estudió la bioacumulación de plomo mediante un análisis de fluorescencia con
Leadmium Green (Molecular Probes, 2005) especifico para Plomo, acordé a lo
realizado por Rubio (2009). Se monitoreó de plomo en el rotífero por
espectrofotometría de absorción atómica en la modalidad horno de grafito y se hicieron
pruebas de toxicidad; los parámetros indicadores fueron: tasa intrínseca de crecimiento
(r), producción de huevos, % de eclosión de huevos sexuales y asexuales y producción
de machos.
El plomo es el tercer lugar de los 129 contaminantes prioritarios para la
Environmental Protection Agency de Estados Unidos (EPA) (ATDSR, 2003). En
ecosistemas acuáticos se han reportado concentraciones que oscilan entre 1 a 60 µg/L y
en aguas residuales alcanzó valores de hasta 2500 µg/L. Los rotíferos del género
Brachionus contribuyen con un porcentaje considerable del total de la biomasa del
zooplancton y existen 63 especies en el mundo, a ellos los podemos encontrar habitando
aguas someras, turbias, estanques, reservorios de agua, y lagos sujetos a la
contaminación por tóxicos. Las poblaciones zooplanctónicas ocupan un lugar
intermedio en la estructura trófica de los ecosistemas acuáticos teniendo un rol clave en
la transferencia de energía entre productores primarios y otros niveles de consumidores.
Eventualmente el plomo llega a los rotíferos y produce un efecto adverso, por
consiguiente el presente estudio evalúa los sitios donde se bioacumula el plomo, la
principal vía de entrada, y el efecto del plomo sobre la tasa intrínseca de crecimiento (r),
y otras variables poblacionales.
Introducción
Metodología
Resultados
Bioacumulación de plomo en el rotífero Brachionus calyciflorus.
Figura 5. Histoquímica al plomo en vitelario y mástax en el rotífero Brachionus calyciflorus. A, B y C,
controles. D, E y F intoxicados. La flecha indica el lugar de bioacumulación de plomo. Claves: Vitelario
(V), núcleo del vitelario (Nv), mástax (M), y cilios del esófago (Cie). 100x.
Morfología interna y externa del rotífero Brachionus calyciflorus
Discusión
La presente contribución constituye el primer reporte de bioacumulación de
plomo en rotíferos donde se estudia la deposición del tóxico usando microscopia
electrónica y de rayos X para determinar el destino del plomo en la ultraestructura. El
plomo se deposita primordialmente en el vitelario y mástax del rotífero dulceacuícola
Brachionus calyciflorus. Los estudios de microscopía electrónica fueron
complementados con estudios de microscopía de fluorescencia y absorción atómica para
determinar la ruta de entrada del plomo en el organismo y determinar el grado de
bioacumulación. Finalmente se estudiaron los efectos de la acumulación de plomo en
parámetros poblacionales (principalmente el valor r).
También se determinó el FBC= 115.77, para el rotífero Brachionus calyciflorus,
el cual representa el primer reporte de un FBC de plomo en esta especie. Nuestros
resultados muestran que la producción y el porcentaje de eclosión decrece conforme se
incrementa la concentración de plomo, igualmente r es disminuida. La concentración
máxima donde no se observa efecto (CNOE), concentración mínima donde se observa
efecto (CMOE) y la concentración en la que hay una reducción del 50% de “r”
(concentración de efecto 50 ó CE50) son: 0.25 0.5 y 0.84 mg/L Pb respectivamente para
el parámetro indicador r. Los principales elementos encontrados son C, O, Ca, Al y Si,
observándose una disminución en la detección del Ca en los organismos intoxicados.
Bibliografía
1. Pérez- Legaspi, I. A., y R. Rico-Martínez. 1998. Effect of temperature and
food concentration in two species of littoral rotifers. Hydrobiologia.
387/388: 341-348.
2. Rubio, IF. 2009. Estudio de los niveles de plomo en la presa el Niágara y su
probable biomagnificación. Aguascalientes, México. Tesis. Doctorado en
Ciencias Biológicas. Universidad Autónoma de Aguascalientes.
Aguascalientes, México.
3. Vogt, G. and Quinitio E. 1993. Accumulation and excretion of metal
granules in the praw, Penaeus monodon, exponed to water-borne copper,
lead, iron and calcium. Aquatic toxicology. 28: 223-241.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0h/0
0h/ 0
.01
mg/
L*
0h/0. 1
mg/
L*
0h/0
mg/
L**
2h/0. 1
2h/0
.5
2h/1. 0
12h/
0.1
12h/0.
5
12h/
1.0
18h/0.
1
18h/0.
5
18h/
1.0
Tiempo/Pb (mg/L)
UF
0
20
40
60
80
100
C O Ca Si Al
%d
eA
bu
nd
an
cia
rela
tiva
Control
Intoxic ados
-10
10
30
50
70
90
110
0.0 0.1 0.5 1.0
Pb mg/L
%d
eec
los
ión
12h
24h
0
5
10
15
20
25
30
0.0 0.0001 0.001 0.01 0.5 1.0
Pb mg/L
%ec
los
ión
72h
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
0.0 0.1 0.5 1.0
Plomo (mg/L)
#M
ach
os
0
200
400
600
800
1000
1200
EP
A+
Pb
0h
EP
A+
Pb
24h E
PA
EP
A+
Pb
24h
(sin
rotíf
eros
)
Rot
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s
Into
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ados
Rot
ífer
os
Con
trol
Bla
nco
Fort
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do
Pb
(ug
/L)
Figura 6. Organismo completo: análisis de las unidades de fluorescencia al plomo con el colorante
Leadmium Green® en el rotífero Brachionus calyciflorus. Media + desviación estándar. *Diferencias
significativas respecto al control p < 0.05.
Figura 7. Análisis de la composición elemental mediante dispersión de rayos X por microscopia
electrónica de barrido en el rotífero B. calyciflorus. Media + desviación estándar.
Figura 8. Análisis del monitoreo del plomo en el rotífero. Media + desviación estándar.
Figura 9. Regresión lineal del efecto del plomo en la producción de huevos amícticos (partenogenéticos).
r2 = 0.74.
Figura 10. Regresión lineal del efecto del plomo en la tasa intrínseca de crecimiento r. r2 = 0.66.
Figura 11. Regresión lineal de la relación de la producción de huevos amícticos (partenogenéticos) con
la tasa intrínseca de crecimiento r. Ecuación de regresión: y = -3.8764 + 14.3148x; p = 0.001, r2 = 0.794.
Efecto del plomo en el porcentaje de eclosión de huevos mícticos.
Figura 12. Gráfico del efecto del plomo sobre el porcentaje de eclosión de huevos mícticos no fecundados
(que originan machos). Media + desviación estándar.
Efecto del plomo en la producción de machos.
Figura 13. Efecto del plomo sobre el porcentaje de eclosión de huevos mícticos fecundados (quistes)..
Media + un error estándar. *Diferencias significativas respecto al control p < 0.05. N=80 para cada
tratamiento.
Figura 14. Efecto del plomo en el número de machos. Media + desviación estándar. *Diferencias
significativas respecto al control p < 0.05.
Toxicidad del plomo en el rotífero Brachionus calyciflorus, sobre la tasa intrínseca
de crecimiento r y otros parámetros poblacionales.
Detección del plomo intracelular In Vivo por fluorescencia empleando el colorante
Leadmium Green®.
Efecto del plomo en la composición elemental del rotífero en un análisis de rayos X
en microscopia electrónica de barrido.
Monitoreo de plomo en el rotífero por espectrofotometría de absorción atómica en
la modalidad horno de grafito.
A) Brachionus calyciflorus (habitus), B) corona.
C) Estómago, D) células flama: estómago (Es), glándula del estómago (Ge)
mástax (M) y células flama (Cf).
E) Faringe, F) mástax: retrocerebro (Rc), velo bucal (Vb), mástax (M) y cilios
del esofago (Cie), la flecha indica el sitio de donde sale la antena dorsal.
G) Vitelario, H) huevo partenogenético: vitelario (V), glándula del pie (Gp),
músculos del pie (Mp), huevo partenogenético (Hp), implantación cuticular del
Hp (Ich) y núcleo del vitelario (Nv).
A
B
C
D
F
G
H
E
**
**
*
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Pb (mg/L)
1
2
3
4
5
6
7
Pro
du
cc
ión
de
hu
ev
os
am
icti
co
s
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Pb (mg/L)
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
r
0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75
r
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Hu
ev
os
am
icti
co
s