Facultad de Ciencias del Mar, Universidad de Vigo

Determination of physiological state of Cerastodermaedule (L.) in the presence of Mesurol 50WP.Determinacin del estado fisiolgico de Cerastodermaedule(L.) en presencia de Mesurol 50WP.Bolao Losada Cristian, Broulln Durn Daniel

Facultad de Ciencias del Mar. Universidade de Vigo, LagoasMarcosende s/n, 36310-Vigo, Spain; cbolano@alumnos.uvigo.es,danbroullon@alumnos.uvigo.es

Resumen:Cerastoderma edule es una de las especies de molusco bivalvo de mayor inters comercial en Galicia, obteniendo en 2009 el valor de 3255,33 toneladas recolectadas, que viene siendo un porcentaje de 36,25% en peso del total de las especies explotadas, y un importe por venta de 14 millones de euros. Es por esto que es necesario conocer el mayor nmero de factores que afectan a la produccin marisquera de esta especie. En este caso se estudia el efecto del mesurol 50WP, pesticida molusquicida del grupo de los carbamatos. Se determinaron efectos sobre el comportamiento, sobre la supervivencia de los individuos y sobre el estado fisiolgico. En el comportamiento, se observ que al cabo de 2 horas, los individuos tratados con mesurol, muestran menor actividad que los del control y tardan ms en mostrar actividad, probablemente por su capacidad de aislarse ante condiciones adversas. Se obtuvo que la mortalidad a lo largo del tiempo, aumenta con la concentracin de pesticida, incrementndose mucho entre las concentraciones 0.001-0.01mg/L. En cuanto al efecto sobre el estado fisiolgico, se ve un gasto energtico importante, presumiblemente debido a los procesos de detoxificacin, que es observable por la tendencia a valores cada vez ms negativos del ScopeForGrowth a medida que se aumenta la concentracin de mesurol 50WP.

Palabras clave: Cerastoderma edule, carbamatos, SFG, metiocarb.

Facultad de Ciencias del Mar, Universidad de Vigo01/11/2014

1. IntroduccinEl berberecho comn o Cerastoderma edule, es un molusco bivalvo de la familia Cardiidae, de valvas de color claro amarillento, radios bien marcados y de forma globosa. Viven enterrados en el sedimento del intermareal, pero no muy profundamente debido a la corta longitud de sus sifones. El tamao del sifn es uno de los principales factores determinantes en la profundidad de enterramiento de los bivalvos bentnicos y juega un papel crtico en su supervivencia (Wamink J. and Zwarts L., 1989) Debido a esto, el berberecho est ms expuesto a las condiciones de la capa de agua sobre el sedimento y a las condiciones atmosfricas durante las bajamares con adversidades como pueden ser los cambios de salinidad, las precipitaciones intensas, la presencia de depredadores, txicos, etcEste bivalvo es una especie comercial de gran importancia en Galicia. Aunque a lo largo de estos ltimos aos se ha reducido la cantidad comercializada, sigue ocupando un importante puesto en el marisqueo, obteniendo en 2009 el valor de 3255,33 toneladas recolectadas, un porcentaje de 36,25%en peso del total de las especies explotadas y un importe por venta de 14 millones de euros (Anuario de pesca, 2009). Es por tanto, indispensable conocer los factores que afectan a la produccin de berberecho debido a su gran valor econmico.El mesurol 50WP es un pesticida del grupo de los carbamatos cuya sustancia activa es el metiocarb, de nombre qumico 4-metiltio-3,5-xilil metilcarbamato. Debido a esta sustancia activa slo podr ser utilizado como repelente en el tratamiento de semillas, como insecticida (por contacto e ingestin) y molusquicida (interfiere en la transmisin de los impulsos nerviosos por la inhibicin de la colinesterasa, neurotxico) (ORDEN PRE/2171/2007, de 13 de julio). En agua, el metiocarb puede ser degradado a metiocarbsulfxido, el cual es ms txico, o puede perder el grupo carbamato para formar metiocarb fenol (UNFAO and WHO, 1999; APVMA, 2005).El objetivo de este estudio es evaluar la mortalidad y los efectos fisiolgicos causados por el pesticida en la especie citada. Para ello se ha usado el mtodo ScopeforGrowth que proporciona una medida instantnea del estado energtico del animal, resultando en mximos valores positivos en condiciones ptimas y valores negativos cuando el animal se encuentra fuertemente estresado y utiliza sus propias reservas energticas (Widdows, 1997). Para su determinacin se han medido distintas respuestas fisiolgicas, tales como: test de comportamiento, tasa de filtrado, tasa de respiracin, tasa de excrecin y eficiencia de absorcin. Dichas respuestas sern convertidas a flujos de energa para determinar por este mtodo el balance energtico del organismo sometido a estas condiciones de stress.2.Material y mtodos2.1.Test de comportamientoSe ha determinado la actividad de los individuos basndose en el enterramiento o no de stos en dos recipientes, uno control con sedimento y otro igual pero con 0,01mg/L de pesticida, en los cuales se introdujeron dos individuos por recipiente. Se ha anotado la actividad cada 5 minutos durante la primera media hora, cada 10 durante la segunda y cada 20 hasta las dos horas.2.2.Tasa de filtradoLa tasa de filtrado viene definida, para este caso, como la cantidad de fitoplancton que el animal ingiere por unidad de tiempo. Esta tasa tiene un impacto conocido en las concentraciones de fitoplancton en los ecosistemas acuticos (Kamermans, 1993). Tambin es un proceso importante en la dinmica de los sedimentos. Los filtradores pueden mejorar la transferencia directa de las partculas en suspensin de la columna de agua al lecho marino. El establecimiento preciso de la tasa de filtrado en bivalvos ha sido, y sigue siendo, objeto de una amplia investigacin y discusin (Riisgard, 2001). Para su clculo hemos utilizado la frmula (Coughlan, 1969):CR = V*(lnC1 lnC2)/tDonde V es el volumen del recipiente, t el tiempo transcurrido entre la medicin inicial de concentracin de fitoplancton (C1) y la final (C2).Para obtener los datos necesario se han introducido dos berberechos por recipiente de 0,75L, en dos recipientes, uno control y otro con concentracin 0,01mg/L de pesticida. Se ha calculado el volumen de fitoplancton necesario para aadir una concentracin inicial de 25000cells/mL a partir del contaje mediante la ayuda de una cmara Neubauer y un microscopio. Igualmente, dejando pasar una hora tras la adiccin del volumen necesario, se vuelve a hacer un contaje tras homogeneizar en la medida de lo posible ambos recipientes. En ambos casos, para un correcto contaje, se han matado las clulas de fitoplancton aadiendo unas gotas de lugol a la muestra tomada de cada recipiente.2.3.RespiracinLa tasa de consumo de oxgeno se ha obtenido a partir de la ecuacin:R = [Ct0 Ct1]*V/(t1 t0)Donde R es la tasa de consumo de oxgeno, Ct0 la concentracin de oxgeno a tiempo t0, Ct1 la concentracin de oxgeno a tiempo t1 y V el volumen de agua del frasco de topacio.Para la obtencin de los datos necesarios se han introducido dos individuos en un bote de 1L de topacio con agua de mar filtrada (evitando la formacin de burbujas para no cometer errores en la medicin de la concentracin de oxgeno) y con una concentracin de pesticida 0,01mg/L. A continuacin se ha medido la concentracin de oxgeno inicial y final al cabo de una hora con una sonda.2.4.Tasa de excrecinPara la determinacin de la tasa de excrecin, expresada en M de amonio excretado por hora, se pretenda realizar el mtodo fenol-hipoclorito detallado en Widdows 1985, pero no ha sido posible ya que los individuos haban fallecido.2.5.Eficiencia de absorcinLa eficiencia de absorcin pretenda medirse por el mtodo de la relacin de Conover (1966); la cual representa la eficiencia con la que el material orgnico es absorbido del alimento ingerido (fitoplancton). Este mtodo depende de la suposicin de que slo el componente orgnico de los alimentos se ve afectada significativamente por los procesos digestivos y compara la proporcin de materia orgnica en la comida y las heces (). La relacin de Conover es:AE = (F E) x 100 / [(1 E)F]Esta tasa tampoco ha podido determinarse ya que el parmetro E de la ecuacin representa el peso seco libre de cenizas de las heces.2.6.ScopeforgrowthPara determinar el SFG , tras la estandarizacin de las tasas de oxgeno y filtracin a un animal de 0,3g , se han convertido las tasas fisiolgicas a equivalentes energticos. La frmula utilizada es:SFG = Energa absorbida (A) (Energa respirada (R) + Energa excretada (U))3. Resultados y discusin3.1.Test de comportamientoCada contaje representa si los individuos presentaron actividad en determinado momento, sin distinguir entre abierto, con pie fuera, enterrndose y enterrado.

Concentraciones de pesticida (mg/L)

0,0010,010,1

Tiempo (minutos)T (n=6)C (n=6)T (n=6)C (n=6)T (n=4)C (n=4)

5000000

10010021

15010321

20011321

25111322

30111322

40111323

50111323

60111323

80111324

100111324

120111324

Tabla 1. Registro de la actividad de los moluscos en sedimento con tratamientos (T) de pesticidas a las concentraciones de 0.001, 0.01 y 0.1mg/L de y sin tratamiento (C) a lo largo de 2 horas. n: n de individuos.Realizando una observacin final al cabo de 2 horas, generalmente se presenta mayor actividad en los berberechos sin tratamiento que los que contienen pesticida, siendo las concentraciones 0.01 y 0.1 en las que ms se acenta esta diferencia. En los individuos de la prueba con pesticida a 0.001mg/L, no hay una clara diferencia de actividades al final de las 2 horas, por lo cual podemos establecer la NOEC y LOEC con un rango de concentraciones de pesticida comprendidas entre 0.001 y 0.01mg/L, pero es necesario un estudio con intervalos de concentracin ms cortos.En cuanto a la evolucin de actividad a lo largo del tiempo, se observa que para las concentraciones ms bajas de pesticida (0.01 y 0.1 mg/L), los individuos control comienza su actividad antes que los individuos del tratamiento, a excepcin de concentraciones mayores (0.1 mg/L) donde se inicia al mismo tiempo que los individuos control, pero hay mayor actividad en el control. En general, para los individuos tratados, la actividad es ms temprana a medida que se aumenta la concentracin del pesticida.Las diferencias de actividad entre los tratamientos y los controles puede radicar en un mecanismo de respuesta de los berberechos en presencia de contaminantes. Es bien conocida su capacidad de aislarse por varias horas con el cierre hermtico de las valvas, cuando las condiciones ambientales se vuelven adversas, habindose demostrado este comportamiento tanto ante el estmulo de factores naturales como antropognicos. (Loosanoff, 1962.).Este tipo de comportamiento se puede dar tambin ante la presencia de pesticidas, como es en este caso.Por otro lado, conviene destacar que se precisara mayor nmero de datos, mayor nmero de tratamientos con distintas concentraciones y mejores condiciones de incubacin de los individuos para obtener conclusiones ms fiables.3.2.Grficas de mortalidadSe recogieron los datos de individuos muertos a distintos tiempos y se calcul el porcentaje de supervivencia (tabla 2).Control0,001 mg/l0,01 mg/l0,1mg/l

t(horas)% supervivencia

0100100100100

295,8310093,587,5

2445,83832516,6

Tabla 2. % de supervivencia de los berberechos para el control y para las concentraciones de pesticida en el tratamiento para los tiempos 0, 2 y 24 horas.A partir de esta tabla de datos, se crean las grficas de % supervivencia frente a concentracin (grficas 1 y 2) y de % supervivencia frente a tiempo (grfica 3).

Grfica 1 y 2. Grfica de mortalidad para 2 horas y 24 horas del tratamiento respecto la concentracin de pesticida. Se aplica un ajuste potencial a los datos obteniendo las ecuaciones y el R2 para estas.Ambas grficas se ajustan a un modelo potencial con sus respectivas ecuaciones, con las cuales podemos calcular el valor de CL50 y CL10 para cada caso (tabla 3).TiempoEcuacinR^2CL50 (mg/L)CL10 (mg/L)

2 horasy=81,83.x^-0,02149788305074,43E+45

y=97,41.e^-1,10x0,8140,612,07

24 horasy=6,507.x^-0,340,9250,0020,28

Tabla 3. Ecuaciones de ajuste, R2, CL50 y CL10 para cada tiempo. Se expone para el tiempo 2 horas, 2 ecuaciones de ajuste, una potencial con alto R2 que da valores no coherentes para el CL50 y CL10 y otra exponencial con menor R2 pero con valores coherentes para el CL50 y CL10.Para los datos al cabo de 2 horas se obtiene un ajuste potencial que tienen un R2 de 1, pero que da valores fuera de lo normal para los CL, por lo que se realiz otro ajuste, pero de tipo exponencial, que pese a tener un R2 de 0.841 da valores ms coherentes.Se observa que para tiempos de exposicin cortos (2 horas), los valores de CL50 y CL10 son mayores que para tiempos de exposicin largos (24 horas). Esto puede ser debido al comportamiento, anteriormente comentado, establecido como respuesta a la exposicin del contaminante. El bivalvo cierra sus valvas ante la presencia del contaminante, reduciendo as la introduccin del pesticida en su organismo, pero a medida que pasa el tiempo ese mecanismo de defensa va cesando y la entrada del contaminante al organismo es mayor. Sin embargo, el anlisis anterior es ms bien cualitativo que cuantitativo, puesto que se obtuvieron un nmero de datos muy pequeo y esto compromete la validez de los ajustes realizados.Por otro lado, se representaron grficas de mortalidad respecto al tiempo para cada tratamiento (grfica 3).

Grfica 3. % de supervivencia respecto al tiempo para cada tratamiento: Control (azul), 0.001mg/L (rojo), 0.01mg/L (verde) y 0.1mg/L (violeta).Segn la grfica 3, la mortalidad es ms pronunciada a lo largo del tiempo cuanto mayor cantidad de Metiocarb hay en el medio. El cambio ms brusco de mortalidad se da entre la concentracin de 0,001 mg/L y 0,01mg/L.

3.3.Parmetros SFG:[pesticida] (mg/L)CRRAEAUSFGR+U

00,03n36,9170,153,380,15

0,0010,0310,79,112,80,012,0710,7

0,10,0533,929,215,10,21-18,934,1

0,010,0334,61514,50,12-20,234,7

Tabla4. Balances energticos para el clculo del SFGComo se ha indicado en el apartado SFG de material y mtodos, muchos de estos parmetros no han podido ser determinados durante la realizacin de la prctica. Derivado de ello se nos han proporcionado obtenidos de bibliografa para poder, junto con los que s han podido ser determinados, obtener el SFG a travs de la frmula anteriormente indicada. A partir de la Tabla 4 se ha realizado la Grfica 4 en la que se observa lo que todos los estudios de la bibliografa versan, el SFG disminuye con el aumento de la concentracin de contaminante.Grfica 4. Balances energticos3. Conclusiones:

La especie Cerastoderma edule presenta diversas respuestas al Mesurol 50WP. Entre estas, se encuentra un efecto sobre el comportamiento basado en la disminucin de la actividad de enterramiento. Se evalo que la NOEC se encuentra entre las concentraciones 0.01mg/L y 0.001mg/L, siendo este parmetro muy crtico para esta especie, puesto que reducen su actividad excavadora y consecuentemente se aumenta la probabilidad de ser depredados. Por otro lado, una contaminacin crnica de este pesticida puede provocar un gran nmero de muertes en las poblaciones de estos moluscos, mucho ms que el caso de una contaminacin aguda, puesto que los datos obtenidos muestran una CL50 de 0.002 mg/L para las 24horas y una CL50 de 0,061 para 2horas. Esta diferencia se basa en la capacidad de los berberechos de aislarse durante cierto tiempo en condiciones adversas.Por ltimo, analizando los datos de SFG, se hace evidente que el aumento de concentracin del contaminante desata un gasto energtico por parte del organismo, con el objetivo de eliminar la presencia del pesticida. De esta forma, la presencia de Mesurol 50WP, influye en el crecimiento Cerastoderma edule y consecuentemente en la produccin marisquera de este.

4. Referencias:Anuario de pesca (2009). Servicio de Producin Pesqueira da Direccin Xeral de Recursos Marios, Consellera de Pesca.APVMA (2005). Methiocarb Preliminary Review Findings Report, Part D, Environment, vol. 2. Australian Pesticides and Veterinary Medicines Authority, Canberra, Australian, pp. 307-360Conover, R. J., (1966). Assimilation of organic matter by zooplankton. Limnol. Oceanogr. 11: 338-354Coughlan J., (1969). The estimation of filtering rate from the clearance of suspensions. Mar Biol;2:3568Kamermans, P., (1993). Food limitation in cockles (Cerastodermaedule (L)): influences of location on tidal flat and of nearby presence of mussel beds. Netherlands. Journal of Sea Research 31, 7181ORDEN PRE/2171/2007, de 13 de julio, por la que se modifica el anexo I del Real Decreto 2163/1994, de 4 de noviembre, por el que se implanta el sistema armonizado comunitario de autorizacin para comercializar y utilizar productos fitosanitarios, para incluir las sustancias activas fenamifos, etefon, captan, folpet, formetanato, metiocarb, metrafenona, bacillus subtilis, spinosad y tiametoxam.Riisgard, H.U., (2001). On measurements of filtration rates in bivalvesthe stony road to reliable data: review and interpretation. Marine Ecology Progress Series 211, 275291UNFAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) and WHO (World Health Organization) (1999). Methiocarb (132). In: Joint Meeting of the FAO Panel of Experts on Pesticide Residues in Food and the Environment and the WHO Core Assessment Group, Rome, pp. 531-601Wamink J and Zwarts L(1989). Siphon size and burying depth in deposit- and suspension feedings benthic bivalves. Marine Biology 100, 227-240.Widdows, J. & Johnson, D. (1988). Physiological energetics of Mytilus edulis: Scope for growth. Mar. Ecol. Prog. Set., 46, 113-21Widdows, J., Nasci, C., &Fossato, V. U. (1997). Eects of pollution on the scope for growth of mussels (Mytilusgalloprovincialis) from the Venice lagoon. Marine Environmental Research, 43, 6979Widdows, J.,(1985). Physiological measurements &Physiological procedures. In: Bayne et al. (eds.) The effects of stress and pollution on marine animals. Praeger, New York, p. 3-45 &161-178