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quarta-feira, 16 de abril de 2014

O alerta dos sapos

Estudo em Rondônia revela alteração genética de espécies pela poluição, com riscos para os humanos. Os animais podem ser usados no monitoramento da contaminação dos ambientes em que vivem. 
 
Por: Gabriel Toscano
Publicado em 16/04/2014 | Atualizado em 16/04/2014
O alerta dos sapos
O ‘Leptodactylus petersii’ vive em qualquer fragmento de vegetação e pode ser encontrado até em áreas urbanas. O animal é um bom indicador de contaminação do ambiente. (foto: Francisco Carlos da Silva)
Desde o início da civilização, as cidades são construídas em locais ricos em recursos hídricos, devido à necessidade constante de água para o consumo direto da população e para as atividades humanas. Nos centros urbanos, porém, é gerado um grande volume de lixo, com muitos materiais e fluidos poluentes, e nem sempre os mananciais que fornecem a água estão protegidos desses resíduos, descartados sem cuidado. A conta acaba sendo paga pelos ambientes naturais.
Cientes do problema, pesquisadores do Centro Universitário Luterano de Ji-Paraná (Ceulji), em Rondônia, ligado à Universidade Luterana do Brasil (Ulbra), estão realizando testes em material biológico do anfíbio Leptodactylus petersii para detectar lesões causadas ao animal pela poluição e avaliar como o ambiente, e os humanos que ali vivem, são afetados.

A técnica pode revelar alterações genéticas, que ocorrem quando o pequeno sapo entra em contato com a poluição.
Na pesquisa, liderada pelo biólogo Francisco Carlos da Silva, é extraída uma pequena fração de células da epiderme dos animais, para a realização do chamado teste de micronúcleo. Essa técnica pode revelar alterações genéticas, que ocorrem quando o pequeno sapo entra em contato com a poluição.
Como o L. petersii vive em qualquer fragmento de vegetação, é muito comum encontrar a espécie mesmo em áreas urbanas, desde que existam pequenas regiões alagadiças. As áreas de preservação permanente situadas no perímetro urbano de Ji-Paraná seriam o ambiente ideal para esses animais. Entretanto, essas áreas, onde está sendo realizada a pesquisa, vêm sofrendo despejo de esgoto irregular. Como os anfíbios, como o nome indica, vivem tanto em terra quanto dentro da água, eles ficam expostos diretamente à poluição. Por isso, são considerados bons indicadores ambientais.

Embora a pesquisa esteja no início, já apresenta alguns resultados. As análises das primeiras amostras de pele dos sapos constataram a presença de micronúcleos nas células. Estes se formam quando, nos cromossomos, fragmentos alterados por poluentes tóxicos são ‘cortados’ por mecanismos genéticos capazes de corrigir erros no processo de divisão das células. Os fragmentos permanecem na célula, envolvidos por uma membrana, e se parecem com pequenos núcleos. Sua existência, portanto, revela que a poluição já está causando alterações genéticas nos anfíbios.
Micronúcleos em células
As setas vermelhas indicam os micronúcleos que se formaram nas células dos anfíbios, em decorrência de alterações genéticas causadas pela poluição. (foto: Francisco Carlos da Silva)
Da Silva chama a atenção para o perigo de as alterações atingirem as células reprodutivas dos animais. “Se agentes genotóxicos presentes nesses ambientes atingirem as células germinativas (gametas), provocarão a formação de genes defeituosos. Nesse caso, podem nascer indivíduos com anomalias, que seriam transmitidas aos seus descendentes”, explica.

Biomonitoramento ampliado

O grupo de pesquisa pretende expandir o biomonitoramento ambiental. A ideia é realizar as análises não só nos anfíbios, mas também em espécies da vegetação e de peixes nas áreas estudadas. Uma das linhas de estudo, já em andamento, é a germinação de sementes de cebola na água dos mananciais, para verificar se ocorre alguma anomalia em seu desenvolvimento.

Os peixes são importantes porque é por meio deles que o problema pode atingir a população humana. Na região, peixes fazem parte da dieta habitual dos moradores, e o consumo da carne contaminada pode levar a problemas de saúde. Como já foram confirmados os danos genéticos na espécie L. petersii, que vive na mesma área e compartilha a mesma água, os pesquisadores acreditam que os peixes também possam sofrer o mesmo impacto.
Esgoto
Despejos irregulares de esgoto podem comprometer o ecossistema. (foto: Rafaelle Nazário Viana)
As mutações e seus efeitos na vida dos animais podem abalar o ecossistema. Os sapos, por exemplo, são essenciais para o equilíbrio biológico do ambiente, pois, em condições normais, se alimentam de grande quantidade de insetos. Se as mutações levarem à redução da população de sapos, poderia ocorrer a proliferação excessiva de mosquitos, formigas, baratas, entre outros insetos.
Da Silva: “Quanto mais poluição, provavelmente maior é a interferência na formação genética dos seres que vivem no ambiente”
Da Silva lembra que o estudo é feito em Rondônia, mas o perigo existe em todo o Brasil, em especial nas grandes cidades. “Quanto mais poluição, provavelmente maior é a interferência na formação genética dos seres que vivem no ambiente”, alerta.
Segundo o biólogo, o principal objetivo da pesquisa é, com o biomonitoramento, mostrar a importância da preservação ambiental não apenas para a população, mas também para as grandes empresas e o governo, que têm a capacidade de investir no tratamento dos resíduos, evitando seu descarte na natureza.

Gabriel Toscano
Ciência Hoje On-line

quarta-feira, 12 de junho de 2013

Cianobactérias: aliadas contra o arsênio

Cianobactérias encontradas em lagos podem ser poderosas armas para remover elemento tóxico à saúde humana de ambientes aquáticos. Experimentos revelam potencial de atuação de duas espécies em amostras contaminadas. 
 
Por: Célio Yano
Publicado em 10/06/2013 | Atualizado em 10/06/2013
Aliadas contra o arsênio
Lago Dom Helvécio, localizado no Parque Estadual do Rio Doce (MG), onde foram coletadas cianobactérias da espécie ‘M. novacekii’ para estudo feito na UFMG. (foto: Fernando Marino/ Wikimedia Commons) 
 
Capazes de absorver arsênio em ambiente aquático, duas espécies de cianobactérias podem se tornar aliadas do homem e ajudar a limpar rios e lagos contaminados com a substância tóxica. O potencial de Microcystis novacekii e Synechococcus nidulans foi descoberto em testes feitos por pesquisadores do Laboratório de Limnologia, Ecotoxicologia e Ecologia Aquática (Limnea), da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Nos experimentos, soluções com diferentes concentrações de arsênio foram adicionadas a culturas de cianobactérias. As misturas foram então expostas a luz e agitação constante para permitir o crescimento dos microrganismos.

Após nove dias, M. novacekii removeu da água 21% de arsenito (forma de apresentação mais tóxica da substância), em uma solução de 15mg/L do metaloide. Já S. nidulans absorveu 21% de arseniato (forma da substância mais comum no ambiente, encontrada sobretudo em áreas de mineração), em uma concentração de 0,05 mg/L, quatro dias depois da exposição.
‘Microcystis novacekii’
‘Microcystis novacekii’ em imagem de microscopia óptica com aumento de 1.000 vezes. (foto: Fernanda Aires Guedes/ Limnea)
O arsênio é considerado elemento não essencial, ou seja, não tem função fisiológica conhecida em organismos vivos. Devido à semelhança química com o fósforo, pode substituí-lo em determinadas moléculas, modificando sua estrutura e função. Com base em estudos epidemiológicos, a Agência Internacional de Pesquisa sobre Câncer o classifica como agente carcinogênico para humanos.
Em ecossistemas aquáticos, o arsênio pode contaminar peixes e moluscos, provocando a morte das espécies mais sensíveis. Devido à bioacumulação, a substância torna-se disponível ainda nas diferentes rotas da cadeia alimentar, passando para níveis tróficos superiores.

A principal fonte de exposição humana ao arsênio, considerado agente carcinogênico, é a ingestão de água contaminada
 
Análises feitas no fim do ano passado pela Proteste Associação de Consumidores revelaram a presença de arsênio em níveis alarmantes em peixes frescos vendidos em São Paulo. De acordo com a instituição, 72,5% das amostras testadas apresentavam a substância em taxa superior à estabelecida por lei.

A principal fonte de exposição humana à substância, no entanto, ainda é a ingestão de água contaminada. Estudos toxicológicos mostram que há risco à saúde quando a concentração de arsênio é superior a 10 µg (microgramas) por litro de água.

Escolha

Cianobactérias são organismos encontrados em solos úmidos, águas marinhas e continentais e em associação com outros organismos, como líquens e plantas aquáticas. Para os testes, os pesquisadores da UFMG – que participam do programa Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Recursos Minerais, Água e Biodiversidade – coletaram bactérias da espécie S. nidulans em área de mineração do município de Nova Lima (MG). M. novacekii foi retirada do lago Dom Helvécio, no Parque Estadual do Rio Doce (MG).
Cada espécie foi escolhida por um motivo, segundo o ecólogo Francisco Barbosa, coordenador do Limnea. Enquanto S. nidulans é mais fácil de estudar em laboratório, por crescer e se adaptar a diferentes condições de cultivo rapidamente, M. novacekii raramente é citada na literatura em trabalhos de ficologia. “Isso nos instigou a escolhê-lo como organismo-modelo de novas pesquisas”, diz Barbosa.

Os resultados confirmaram a hipótese de que as cianobactérias podem ser cultivadas em laboratório com o propósito de descontaminar corpos d’água
Os resultados confirmaram a hipótese de que as cianobactérias podem ser cultivadas em laboratório com o propósito de descontaminar corpos d’água. Mas, além disso, os microrganismos podem, segundo o ecólogo da UFMG, servir como bioindicadores.

“Verificamos em nossos estudos que o estado de oxidação trivalente do arsênio é duas ordens de grandeza mais tóxico que o pentavalente”, afirma. “Portanto, avaliar a contaminação ambiental por arsênio total, como é previsto pela legislação sanitária brasileira, pode não ser suficiente para estimar as concentrações seguras do metaloide para a saúde humana e para o meio ambiente.”
“Por causa da capacidade de reconhecer essas formas químicas diferentes e de reagir a elas, pretendemos testar futuramente as cianobactérias como organismo modelo de bioindicação.” No momento são feitos estudos para desvendar o comportamento do arsênio assimilado pela cianobactéria. “Nossa hipótese é que durante o processo de bioacumulação do metaloide pelo microrganismo ocorrem mudanças na substância e possivelmente formas mais tóxicas se transformam em menos tóxicas”, diz Barbosa.
‘Synechococcus nidulans’
‘Synechococcus nidulans’ em imagem de microscopia óptica com aumento de 1.000 vezes. (foto: Maione W. Franco/ Limnea)
Há cinco anos o Limnea desenvolve testes com o uso de cianobactérias para remoção de poluentes. Grande parte das pesquisas foi feita com M. novacekii, que já se mostrou viável como agente para biorremoção de metais (chumbo e cádmio) e semimetais (arsênio), e como agente de biodegradação de pesticidas, herbicidas e até de hormônios. Estes últimos vão parar em corpos d’água por estarem presentes em produtos como anticoncepcionais.

Célio YanoCiência Hoje On-line/ PR

sábado, 28 de abril de 2012

Insetos como Indicadores de Qualidade Ambiental 

 

Marcus Vinicius Cabral
Biólogo. mestre em Geociências
Breve Histórico

Bioindicadores são fatores bióticos empregados para o reconhecimento de condições (passadas, presentes ou futuras) de ecossistemas.

O estudo de organismos tem sido uma das técnicas utilizadas para se avaliar mudanças no ambiente. Dentre estes organismos, os insetos têm se mostrado indicadores apropriados para essa finalidade, tendo em vista sua diversidade e capacidade de produzir várias gerações, geralmente, em curto espaço de tempo. Os insetos fitófagos, quando específicos para determinadas plantas, são os organismos mais adequados, principalmente os lepidópteros, que são taxonomicamente bem estudados e podem ser facilmente amostrados através de armadilhas luminosas (Holloway et al., 1987).

O termo bioindicador pode ser usado em vários contextos, tais como: indicação de alteração de habitats, destruição, contaminação, reabilitação, sucessão da vegetação, mudanças climáticas e consequentemente degradação dos solos e ecossistemas (McGeoch, 1998).

Segundo Allaby (1992), Os bioindicadores são espécies que podem ter uma amplitude estreita a respeito de um ou mais fatores ecológicos, e quando presentes, podem indicar uma condição ambiental particular ou estabelecida. Os bioindicadores, conforme Thomanzini & Thomanzini (2000) e Büchs (2003), devem ter sua taxonomia, ciclo e biologia bem conhecidos e possuir características de ocorrência em diferentes condições ambientais ou serem restritos a certas áreas. Além disso, devem ser sensíveis às mudanças do ambiente para que possam ser utilizados no monitoramento das perturbações ambientais. Já para Büchs (2003), cada bioindicador pertence a escalas diferentes de incidência de perturbações, revelando informações sobre um distúrbio.
Os grupos taxonômicos que não constam nas atuais listas de espécies ameaçadas, mas que merecem serem avaliados como bioindicadores, incluem Coleoptera (Carabidae, Staphylinidae e Cicindelidae); alguns grupos de hemípteros, tais como os Pentatomoidea; várias famílias de Diptera, tais como Drosophilidae, Tephritidae e Bibionidae; e algumas mariposas, tais como Geometridae e, especialmente, as Noctuidae (Catocalinae) frugívoras (Lewinsohn et al., 2005).

Os biólogos têm se apoiado primariamente nos vertebrados e nas plantas superiores como grupos indicadores, seja de unidades ecológicas e paisagísticas, seja de determinadas causas de perturbação e sua intensidade. No entanto, os invertebrados respondem a diferenças mais sutis tanto de habitat quanto de intensidade de impacto (Lewinsohn et al., 2005).
Em geral, os invertebrados apresentam respostas demográficas e dispersivas mais rápidas do que organismos com ciclos de vida mais longos. Eles também podem ser amostrados em maior quantidade e em escalas mais refinadas do que os organismos maiores. Essas vantagens são contrabalançadas por dificuldades taxonômicas em muitos, se não na maioria, dos táxons e pelo tempo necessário para processar grandes amostras. Apesar dessas dificuldades, os artrópodes estão sendo cada vez mais utilizados para avaliar a diversidade e a composição de espécies de habitats ou fisionomias distintas e para avaliar respostas a diferentes regimes de perturbação ou manejo (Lewinsohn et al., 2005)

Características

Os bioindicadores:
  • Devem ter sua taxonomia, ciclo e biologia bem conhecidos e possuir características de ocorrência em diferentes condições ambientais ou serem restritos a certas áreas.
  • Devem ser sensíveis às mudanças do ambiente para que possam ser utilizados no monitoramento das perturbações ambientais
Tipo de Bioindicadores
  • Sentinelas: introduzidas para indicar níveis de degradação e prever ameaças ao ecossistema;
  • Detectoras: são espécies locais que respondem a mudanças ambientais de forma mensurável;
  • Exploradoras: reagem positivamente a perturbações;  Acumuladoras: permitem a verificação de bioacumulação;
  • Bio-ensaio: usados na experimentação;
  • Sensíveis: modificam acentuadamente o comportamento.
  • Bioindicação não específica: diferentes fatores provocam a mesma reação;
  • Bioindicação específica: uma reação só ocorre em virtude de um único fator ambiental.
  • Bioindicação direta: fator ambiental atua diretamente sobre o sistema biológico;
  • Bioindicação indireta: a bioindicação é resultado de alterações ambientais que provocam diferentes respostas.
  • Bioindicação primária: é a primeira reação do organismo;
  • Bioindicação secundária: ocorre após a primária e é diferente dela.
Indicador Biológico Ideal
  • Fácil amostragem;
  • Sensibilidade a pequenas variações ambientais;
  • Não prejudicial à pessoas e animais;
  • Manipulação segura;
  • Adaptação amostragem de acordo com o ecossistema;
  • Fácil identificação taxonômica;
  • Distribuição cosmopolita;
  • Abundância numérica;
  • Baixa variabilidade genética e ecológica;
  • Grande tamanho de corpo, ciclo de vida longo, mobilidade limitada;
  • Características ecológicas conhecidas;
  • Estar associado aos grandes processos do ecossistema;
  • Evidências de que os padrões observados na categoria indicadora reflitam-se em outras categorias (polinizadores, predadores de sementes, parasitóides e decompositores);
  • Categorias taxonômicas mais elevadas (ordem, família, tribo e gênero) apresentando ampla distribuição geográfica e em diferentes tipos de habitats;
  • Categorias taxonômicas inferiores (espécies e subespécies) com alta especialização de forma a serem bem sensíveis a mudanças em seu habitat
Grupos Funcionais

  • Xilófagos: comedores de madeira.
    • Ex. Cerambicídeos, Cupins
  • Rizófagos: Comedores de raízes.
    • Ex. larvas de besouros (corós),
    • Ninfas de cigarra, percevejos
  • Filófagos: comedores de folhas.
    • Ex. larvas de lepidópteros
    • Adultos de besouros (cerambicídeos, crisomelídeos)
  • Saprófagos: comedores de material animal ou vegetal em decomposição.
    • Ex. Estafilinídeos (besouros)
    • Larvas de dípteros
  • Polinizadores: se alimentam de néctar e polén.
    • Ex. abelhas, mamangavas, moscas, borboletas, besouros.
  • Fitófagos: que sugam a seiva das plantas.
    • Ex. Homoptera (cigarrinha, pulgão, mosca-branca)
    • Lepidotera (estágio larval)
    • Diptera (larva minadora)
  • Predadores: comem outros insetos.
    • Ex. Libélulas, Louva-deus, Percevejos, Vespas,
    • Calosoma, larvas de coccinelídeos.
    • Centopéias, aranhas, pseudoescorpiões.
  • Parasitóides: que vivem a custa de outro animal.
    • Ex. himenópteros e dípteros.
  • Geófagos: comem solo.
    • Ex. corós, cupins, minhocas
Bibliografia
HOLLOWAY, J.D.; BRADLEY, J.D.; CARTER, J.D. CIE guides to insects of importance to man. Lepidoptera, 1. C.A.B. International, Wallinford, 1987. 262p.

LEWINSOHN, T.M.; FREITAS, A.V.L.; PRADO, P.I. Conservação de invertebrados terrestres e seus habitats no Brasil, Megadiversidade, v. 1, n. 1, p 62-69, julho 2005.

McGEOCH, M.A. The selection, testing and application of terrestrial insects as bioindicators. Biology Review, v.73, p.181-201, 1998.

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Última atualização: Sábado - 28 de abril de 2012.