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

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s

Into

xic

ados

Rot

ífer

os

Con

trol

Bla

nco

Fort

ifica

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