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Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Naturales y Museo
ESTUDIO DE LA FITOTOXICIDAD DE METALES PESADOS Y DEL HERBICIDA
GLIFOSATO EN AMBIENTES ACUAacuteTICOS BIOENSAYOS CON PLANTAS
VASCULARES COMO ORGANISMOS DIAGNOacuteSTICO
Tesis presentada para optar por el tiacutetulo de Doctor en Ciencias Naturales
Lic Mariacutea Cecilia Sobrero
Director Dra Alicia E Ronco
Co- director Ing Joseacute Beltrano
Noviembre de 2010
II
INDICE
RESUMEN I
ABSTRACT V
I INTRODUCCIOacuteN 1
I1 BIOENSAYOS DE TOXICIDAD CON PLANTAS VASCULARES
I11 Las plantas vasculares y su utilizacioacuten en bioensayos de toxicidad 4
I2 LOS METALES PESADOS Y EL HERBICIDA GLIFOSATO EN LOS CIRCUITOS
AMBIENTALES 10
I21 Las plantas vasculares para la evaluacioacuten de la toxicidad y bioacumulacioacuten de
metales pesados Antecedentes 12
I3 ORIGEN Y DISTRIBUCIOacuteN CARACTERIacuteSTICAS FISICOQUIacuteMICAS Y EFECTOS
BIOLOacuteGICOS DE LOS METALES PESADOS COBRE(II) CROMO (VI)
Y CADMIO (II) 16
I31 Cobre
I311 Distribucioacuten produccioacuten y usos 16
I312 Absorcioacuten translocacioacuten y acumulacioacuten del cobre
en plantas vasculares 18
I313 Funciones del Cu(II) en el metabolismo vegetal 19
I314 Efectos fitotoacutexicos del Cu(II) 19
I32 Cromo
I321 Distribucioacuten produccioacuten y usos 20
I322 Absorcioacuten translocacioacuten y acumulacioacuten del cromo
en plantas vasculares 22
I323 Efectos beneficiosos del cromo 23
I324 Efectos fitotoacutexicos del Cr(III) y Cr(VI) 23
I33 Cadmio
I331 Distribucioacuten produccioacuten y usos 25
I332 Absorcioacuten translocacioacuten y acumulacioacuten del cadmio
en plantas vasculares 26
I333 Efectos fitotoacutexicos del Cd(II) 27
III
I4 CARACTERIacuteSTICAS USOS DISTRIBUCIOacuteN Y EFECTOS BIOLOacuteGICOS DEL
HERBICIDA GLIFOSATO 29
I41 Caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas comportamiento en el ambiente modo de
accioacuten y efectos fitotoacutexicos del glifosato 30
II HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS 37
III BIOENSAYO DE TOXICIDAD CON Lactuca sativa L 40
III1 BIOENSAYO DE TOXICIDAD AGUDA CON SEMILLAS DE Lactuca sativa
OBTENCIOacuteN DE MATERIAL BIOLOacuteGICO Y PROTOCOLO DE ENSAYO DE
TOXICIDAD AGUDA
III11 Caracteriacutesticas generales de las semillas y su aplicacioacuten en bioensayos de
toxicidad 41
III12 Obtencioacuten seleccioacuten y conservacioacuten de las semillas 42
III13 Protocolo del ensayo de toxicidad aguda 43
III14 Puntos finales de evaluacioacuten de la toxicidad 44
III15 Expresioacuten de los resultados de toxicidad 47
III16 Interferencias en el proceso normal de germinacioacuten o desarrollo de las
plaacutentulas 48
III2 EVALUACIOacuteN DE LA SENSIBILIDAD DE Lactuca sativa L A LOS METALES Cu(II)
Cr(VI) y Cd(II) ESTUDIO COMPARATIVO DE LOS EFECTOS AGUDOS Y
SUBCROacuteNICOS Y EVALUACIOacuteN DE LA RECUPERACIOacuteN
III21 Introduccioacuten y objetivos 51
III22 Metodologiacutea 53
III221 Evaluacioacuten de la toxicidad aguda de los metales Cu(II) Cr(VI)
y Cd(II) en L sativa 53
III222 Evaluacioacuten de la toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en L sativa 54
III223 Evaluacioacuten de la recuperacioacuten de L sativa luego de la exposicioacuten
aguda al Cr(VI) 56
III23 Resultados y discusioacuten
III231 Evaluacioacuten de la toxicidad aguda de los metales Cu(II) Cr(VI) y Cd(II)
en L sativa 58
III232 Evaluacioacuten de la toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en L sativa 63
III233 Evaluacioacuten de la recuperacioacuten de L sativa luego de la exposicioacuten
aguda al Cr(VI) 67
IV
III24 Conclusiones 70
IV BIOENSAYO DE TOXICIDAD SUBCROacuteNICA CON LEMNAacuteCEAS
IV1 BIOENSAYO CON LEMNAacuteCEAS METODOLOGIacuteA PARA LA PRODUCCIOacuteN DE
BIOMASA VEGETAL EN LABORATORIO Y PROTOCOLO DE ENSAYO DE
TOXICIDAD SUBCROacuteNICO
IV11 Caracteriacutesticas generales de las Lemnaacuteceas y su aplicacioacuten en bioensayos de
toxicidad 73
IV12 Estructura y organizacioacuten de las frondes de Lemnaacuteceas 75
IV13 Obtencioacuten e identificacioacuten de los clones de Lemnaacuteceas utilizados en los
bioensayos de toxicidad 76
IV14 Produccioacuten de biomasa de Lemnaacuteceas en laboratorio y conservacioacuten de los
clones 78
IV15 Cultivo de Lemnaacuteceas en condiciones limitantes para el crecimiento 80
IV16 Bioensayo de toxicidad subcroacutenica con Lemnaacuteceas establecimiento de las
condiciones oacuteptimas de crecimiento a lo largo del periacuteodo de ensayo 80
IV17 Protocolo del ensayo de toxicidad subcroacutenica 82
IV18 Puntos finales de evaluacioacuten de la toxicidad 83
IV19 Expresioacuten de los resultados de toxicidad 86
IV2 CONTROL DE LA VARIACIOacuteN DE PH DEL MEDIO NUTRITIVO PARA LA
PRODUCCIOacuteN DE BIOMASA VEGETAL EN LABORATORIO Y ENSAYO DE
TOXICIDAD CON LEMNAacuteCEAS
IV21 Introduccioacuten y objetivos 88
IV22 Metodologiacutea
IV221 Modificacioacuten de la concentracioacuten de NaHCO3 89
IV222 Modificacioacuten de la fuente de nitroacutegeno 90
IV23 Resultados y discusioacuten
IV231 Modificacioacuten de la concentracioacuten de NaHCO3 90
IV232 Modificacioacuten de la fuente de nitroacutegeno 93
IV24 Conclusiones 96
IV3 EVALUACION DE LA SENSIBILIDAD DE LEMNACEAS A LA EXPOSICION
SUBCRONICA A COMPUESTOS PUROS EFECTO COMPARATIVO DEL Cu(II)
Cr(VI) Y Cd(II)
IV31 Introduccioacuten y objetivos 98
IV32 Metodologiacutea 99
V
IV33 Resultados y discusioacuten
IV331 Toxicidad subcroacutenica del Cobre (II) 100
IV3311 Efecto del Cu(II) en la tasa de multiplicacioacuten (TM) 104
IV3312 Efecto del Cu(II) en el aacuterea foliar (AF) ) 105
IV3313 Efecto del Cu(II) en el contenido de clorofila (CTC) 106
IV3314 Efecto del Cu(II) en la relacioacuten ClaClb 107
IV3315 Sensibilidad de la respuesta de los clones de Lemnaacuteceas 111
IV332 Toxicidad subcroacutenica del Cromo (VI) 114
IV3321 Efecto del Cr(VI) en la tasa de multiplicacioacuten (TM) 118
IV3322 Efecto del Cr(VI) en el aacuterea foliar (AF) ) 119
IV3323 Efecto del Cr(VI) en el contenido de clorofila (CTC) 120
IV3324 Efecto del Cr(VI) en la relacioacuten ClaClb 121
IV3325 Sensibilidad de la respuesta de los clones de Lemnaacuteceas 124
IV333 Toxicidad subcroacutenica del Cadmio (II) 128
IV3331 Efecto del Cd(II) en la tasa de multiplicacioacuten (TM) 132
IV3332 Efecto del Cd(II) en el aacuterea foliar (AF) ) 133
IV3333 Efecto del Cd(II) en el contenido de clorofila (CTC) 134
IV3334 Efecto del Cd(II) en la relacioacuten ClaClb 135
IV3335 Sensibilidad de la respuesta de los clones de Lemnaacuteceas 137
IV334 Consideraciones respecto de la evaluacioacuten de la fitotoxicidad del
Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) a partir del puntos finales aacuterea foliar (AF) tasa de
multiplicacioacuten (TM) contenido total de clorofila (CTC) y la relacioacuten
claclb 141
IV34 Conclusiones 148
IV4 FITOTOXICIDAD DEL PRINCIPIO ACTIVO GLIFOSATO Y DEL FORMULADO
COMERCIAL ROUNDUPregMAX EN LA ESPECIE NO BLANCO Lemna gibba
IV41 Introduccioacuten y objetivos 151
IV42 Metodologiacutea 152
IV421 Anaacutelisis estadiacutestico de los resultados 153
IV43 Resultados y discusioacuten
IV431 Efecto del glifosato en el crecimiento poblacional 153
IV432 Efecto del glifosato en el crecimiento foliar 161
IV433 Efecto en el nuacutemero de frondes por colonia (NFC) y modificaciones
en la arquitectura de la colonia (AC) 165
IV434 Efectos en el contenido total de clorofila (CTC) y en la elongacioacuten de
la raiacutez 167
VI
IV435 Control de calidad del ensayo 169
IV44 Conclusiones 175
IV5 BIODISPONIBILIDAD DE CONTAMINANTES EN AGUAS SUPERFICIALES
EVALUACIOacuteN DE LA FITOTOXICIDAD DE METALES PESADOS Y DEL HERBICIDA
GLIFOSATO EN Lemna gibba
IV51 Introduccioacuten y objetivos 177
IV52 Metodologiacutea 179
IV521 Muestras ambientales y determinacioacuten de paraacutemetros
fisicoquiacutemicos 179
IV522 Evaluacioacuten de la toxicidad y bioacumulacioacuten de los metales pesados
Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) 181
IV523 Evaluacioacuten de la toxicidad del herbicida glifosato (formulado
comercial RoundupregMax) 182
IV524 Anaacutelisis estadiacutestico de los resultados y calculo de la Relacioacuten Agua-
Efecto (RAE) 183
IV53 Resultados y discusioacuten
IV531 Biodisponibilidad del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en aguas naturales 183
IV532 Bioacumulacioacuten del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en aguas naturales 193
IV533 Biodisponibilidad del herbicida glifosato (formulado comercial
RoundupregMax) en aguas naturales 198
IV54 Conclusiones helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 205
V CONCLUSIONES GENERALES 208
VI ANEXOS
VI1 Niveles de metales pesados en los diferentes compartimentos de ambientes acuaacuteticos
en la cuenca del Riacuteo de La Plata 213
VII BIBLIOGRAFIacuteA CITADA 218
I
RESUMEN
Como consecuencia del uso y el vertido de contaminantes provenientes de la actividad agro-
industrial y del desarrollo de grandes centros urbanos una de las necesidades maacutes relevantes en
el manejo y la gestioacuten medioambiental es el desarrollo de herramientas de monitoreo para la
evaluacioacuten de los efectos toacutexicos de estos compuestos sobre los sistemas bioloacutegicos Entre la
metodologiacutea bioanaliacutetica existente la aplicacioacuten de bioensayos de toxicidad con plantas
vasculares es considerada de manera creciente en bateriacuteas de ensayo para el diagnoacutestico
ecotoxicoloacutegico
Vinculado a ambientes urbano industriales la presencia de los metales pesados en aguas
superficiales constituye un importante factor de riesgo para los sistemas naturales por lo que es
necesario evaluar los efectos de los mismos en especies vegetales Por otra parte dado el
importante incremento en el uso del herbicida glifosato en la Argentina ademaacutes de la creciente
extensioacuten de la frontera agriacutecola con cultivos resistentes (plantas transgeacutenicas) es de relevancia
conocer su fitotoxicidad en especies vegetales no blanco representativas de la flora acuaacutetica de
nuestros agroecosistemas El efecto fitotoacutexico de este grupo de contaminantes no puede ser
definido o predicho de manera generalizada por lo que es necesario el estudio comparativo
considerando diferentes especies diagnoacutestico y evaluando puntos finales que abarquen distintas
respuestas fisioloacutegicas
El presente trabajo comprende el estudio comparativo de dos bioensayos de laboratorio con
plantas vasculares a) ensayo de toxicidad aguda (96 h) con semillas de Lactuca sativa
(Compuesta) b) ensayo de toxicidad subcroacutenica (14 diacuteas) con las macroacutefitas Lemna gibba y L
minor (Lemnaacuteceas) Se consideran aspectos vinculados a la estandarizacioacuten del procedimiento
de ensayo asiacute como a la evaluacioacuten de la sensibilidad de estas especies a la exposicioacuten a los
metales pesados Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) y al herbicida glifosato Se analiza ademaacutes en cada
ensayo la respuesta de diferentes puntos finales de evaluacioacuten de la fitotoxicidad abarcando en
ello diferentes etapas ontogeneacuteticas (semilla plaacutentula planta) y procesos fisioloacutegicos distintos
(germinacioacuten elongacioacuten de radiacutecula produccioacuten de biomasa fotosiacutentesis produccioacuten
crecimiento y morfologiacutea foliar y modificaciones en la arquitectura de las colonias) con el fin de
seleccionar aquellos que brinden mayor informacioacuten acerca del modo de accioacuten de los
contaminantes y que presenten sensibilidad de respuesta frente a los mismos
Con relacioacuten al ensayo con L sativa se evaluacutean los criterios y procedimientos de seleccioacuten
y conservacioacuten de las semillas de diferentes cultivares (poder germinativo homogeneidad y
sensibilidad en la respuesta) asiacute como las condiciones oacuteptimas de germinacioacuten y desarrollo de
las plaacutentulas para el ensayo en laboratorio (luz temperatura sustrato volumen de imbibicioacuten)
establecieacutendose un protocolo estandarizado de bioensayo de toxicidad Se evaluacutea la sensibilidad
II
de L sativa a los metales pesados abarcando los intervalos de exposicioacuten de 025 a 7
mgCu(II)L 075 a 7 mgCr(VI)L y 01 a 10 mgCd(II)L Se compara la respuesta en los puntos
finales a traveacutes del porcentaje de germinacioacuten elongacioacuten y peso seco de la radiacutecula y
elongacioacuten y peso seco del hipocoacutetilo Para el intervalo de concentraciones utilizadas en este
trabajo no se observa inhibicioacuten en la germinacioacuten ni en el peso seco de la radiacutecula ni del
hipocoacutetilo con ninguno de los metales estudiados observaacutendose inhibicioacuten significativa en la
elongacioacuten de la radiacutecula y en la elongacioacuten del hipocoacutetilo El punto final maacutes sensible para la
evaluacioacuten de la fitotoxicidad del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) mediante el bioensayo con L sativa (96
h) fue la elongacioacuten de la radiacutecula siendo los valores de la NOEC LOEC y la CI50-96 h
respectivamente 01 025 y 199 mgCu(II)L 075 100 y 509 mgCr(VI)L y 01 05 y 372
mgCd(II)L
La evaluacioacuten de los efectos de los metales pesados en L sativa se complementa con la
comparacioacuten de las respuestas agudas y subcroacutenicas al Cr(VI) Se evaluacutea la toxicidad subcroacutenica
(25 diacuteas) del Cr(VI) a concentraciones que no producen efecto toacutexico agudo (005 010 025
075 mgCr(VI)L) y a aquellas que producen efecto agudo menor a 40 de inhibicioacuten (125
mgCr(VI)L) se comparoacute la respuesta y la sensibilidad mediante la determinacioacuten del contenido
de clorofila el aacuterea foliar peso seco total y nuacutemero de hojas Se observoacute toxicidad significativa en
todos los puntos finales auacuten a 005 mgCr(VI)L siendo el aacuterea foliar y el peso seco de las
plaacutentulas los paraacutemetro maacutes afectados Los valores de la CI50-25 d para el aacuterea foliar peso seco
contenido de clorofila y nuacutemero de hojas son 009 012 038 y gt 125 mgCr(VI)L
respectivamente La sensibilidad se incrementa significativamente al prolongar el tiempo de
exposicioacuten lo que permite detectar fitotoxicidad en L sativa auacuten a 005 mgCr(VI)L
Otro aspecto que se considera en este trabajo es la evaluacioacuten de la capacidad de
recuperacioacuten que poseen las plaacutentulas previamente expuestas a dosis efectivas de toacutexicos
cuando eacutestas continuacutean su desarrollo en medios no contaminados Luego de la exposicioacuten aguda
de L sativa a 509 mgCr(VI)L concentracioacuten correspondiente CI50-96 h para la elongacioacuten de la
radiacutecula se evaluacutea la capacidad de la especie de revertir los efectos fitotoacutexicos agudos Se
observa luego de 21 diacuteas de crecimiento en ausencia de toacutexico que los efectos agudos por
exposicioacuten al Cr (VI) no se revierten totalmente evidenciaacutendose inhibicioacuten significativa en el aacuterea
foliar el peso seco y el nuacutemero de hojas de las plaacutentulas
Para los bioensayos de toxicidad con Lemnaacuteceas se utilizan tres clones con diferente
origen geograacutefico pertenecientes a las especies L minor (clon LmJ Alemania) y L gibba (clon
LgJ Alemania y clon LgP clon local Bs As) El clon local de L gibba se obtiene a partir de
material colectado en el Adeg El Pescado (Bs As) i mplementaacutendose la metodologiacutea de
aislamiento y clonacioacuten en condiciones axeacutenicas de laboratorio Se establecieron las condiciones
de laboratorio (luz temperatura composicioacuten y frecuencia de renovacioacuten de medio nutritivo)
oacuteptimas para la produccioacuten de biomasa de Lemnaacuteceas necesaria para la ejecucioacuten del ensayo de
toxicidad y para la conservacioacuten de los clones Se establece la composicioacuten del medio nutritivo
III
modificando la fuente de N y la concentracioacuten de NaHCO3 con el fin de generar condiciones
oacuteptimas de produccioacuten de biomasa de los tres clones y reducir la variacioacuten del pH durante el
periodo de ensayo
Se consideran ademaacutes aspectos metodoloacutegicos vinculados a la estandarizacioacuten del
procedimiento de ensayo establecieacutendose un protocolo de ensayo de toxicidad subcroacutenica con
Lemnaacuteceas La fitotoxicidad se evaluacutea considerando las siguientes respuestas subletales como
puntos finales del ensayo tasa de multiplicacioacuten (TM) nuacutemero de frondes por colonia (NFC)
aacuterea folia (AF) crecimiento foliar (CF) contenido total de clorofila (CTC) y relacioacuten claclb
Se evaluacutea la sensibilidad intra e interespeciacutefica frente a la exposicioacuten a los metales pesados
y al herbicida glifosato comparando la respuesta en los diferentes puntos finales de toxicidad La
toxicidad a los metales pesados se evaluacutea considerando los intervalos de exposicioacuten de 01 a
125 mgCu(II)L 005 a 5 mgCr(VI)L y 001 a 035 mgCd(II)L Para el cobre y cromo todas las
concentraciones ensayadas inhiben significativamente alguno de los paraacutemetros evaluados
mientras que los efectos del cadmio fueron significativos a partir de 0025 mgL Si bien los tres
metales afectan todos los paraacutemetros finales de respuesta la sensibilidad de estos es variable y
dependiente de la concentracioacuten de exposicioacuten y del metal considerado En la exposicioacuten al
cobre el AF es el paraacutemetro maacutes sensible auacuten a bajos niveles de metal Para el clon maacutes
sensible (clon LgJ) los valores de la LOEC y CI50 son 01 y 068 mgCu(II)L respectivamente
Para el cromo el clon maacutes sensible a bajas concentraciones es Lminor siendo los valores de la
LOEC de 01 mgCr(VI)L para la TM mientras que a mayores niveles de exposicioacuten la mayor
sensibilidad se ve en el clon LgP en el CTC CI50 09 mgCr(VI)L Al evaluar los efectos del
cadmio el clon maacutes sensible es el local (clon LgP) siendo los valores de la LOEC 0025
mgCd(II)L para la TM y 013 mgCd(II)L la CI50 en el CTC La relacioacuten claclb no es un
paraacutemetro de buena sensibilidad aunque aporta informacioacuten relevante acerca del mayor efecto
de los tres metales sobre la cla respecto de la clb Para los tres metales se observa
alteraciones en el NFC en la arquitectura de la colonia (AC) en la morfologiacutea foliar (MF) e
inhibicioacuten en el crecimiento de las raiacuteces
No obstante la variabilidad intra e interespeciacutefica de los tres clones utilizados presentan
buena sensibilidad a los metales los valores de CI o LOEC estaacuten en el orden de lo informado en
la bibliografiacutea para diferentes especies y puntos finales Al comparar con los resultados obtenidos
con L sativa en exposiciones agudas la sensibilidad del ensayo con Lemnaacuteceas es 3 56 y 28
veces mayor para el cobre cromo y cadmio respectivamente No obstante esto la exposicioacuten
subcroacutenica (25 d) de L sativa al cromo indica que la sensibilidad en esta especie al aumentar el
tiempo de exposicioacuten supera a la de las Lemnaacuteceas El valor de LOEC para la TM en el clon maacutes
sensible a este metal (LmJ) es 01 mgCr(VI)L mientras que a 005 mgCr(VI)L se observa el 45
de inhibicioacuten en el peso seco de L sativa Los resultados obtenidos indican que en ensayos
subcroacutenicos la sensibilidad de L sativa al cromo es dependiendo del punto final considerado
entre 28 y 24 veces mayor que en las Lemnaacuteceas
IV
Se analiza la sensibilidad del clon local de Lgibba al herbicida glifosato comparando la
toxicidad del principio activo (pa) y del formulado Roundup (entre 05 y 80 mgpaL) evaluando
su variacioacuten con el tiempo de exposicioacuten (7 y 10 diacuteas) y en los diferentes puntos finales Los
efectos del formulado fueron mayores al del pa en todos los puntos finales siendo el CF el
paraacutemetro maacutes afectado (LOEC10 CI50-10d88 mgpaL) Los efectos se incrementan con el
tiempo de exposicioacuten siendo las frondes hijas las maacutes afectadas Se observan alteraciones en la
MF en la AC y en el NFC ademaacutes de clorosis marcada y dantildeo de las raiacuteces La sensibilidad del
clon local (LgP) al herbicida glifosato estaacute en el orden de lo informado en la bibliografiacutea para
diferentes especies y puntos finales detectando toxicidad a concentraciones relevantes para
ambientes acuaacuteticos de agroecosistemas de la regioacuten pampeana
Se evaluacutea en Lgibba (clon LgP) la biodisponibilidad del Cu(II) Cd(II) y Cr(VI) y del herbicida
glifosato en cuerpos de agua superficial con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas diferentes Se
compara la toxicidad y fitoacumulacioacuten para los metales por exposicioacuten en la solucioacuten nutritiva
de crecimiento y en el agua de arroyos de la Pcia de Buenos Aires La biodisponibilidad de los
metales disminuye en aguas naturales El caacutelculo de la Relacioacuten Agua-Efecto (RAE
CIArroyoCISolucioacuten nutritiva) muestra los valores maacuteximos para el Cd(II) seguido del Cr(VI) y en tercer
lugar el Cu(II) indicando que es con el cadmio donde maacutes se modificoacute la biodisponibilidad al
realizar la exposicioacuten en aguas naturales La reduccioacuten de la biodisponibilidad se verifica tambieacuten
para el glifosato cuando la exposicioacuten es en aguas naturales La bioacumulacioacuten de los 3 metales
fue significativa en todos los medios y se incrementa con la concentracioacuten de exposicioacuten auacuten a
niveles toacutexicos siendo maacutexima en solucioacuten nutritiva y reducieacutendose con la menor
biodisponibilidad en los arroyos
La respuesta observada en los bioensayos de toxicidad con semillas de L sativa y
Lemnaacuteceas en la exposicioacuten aguda y subcroacutenica al cobre cromo y cadmio y al herbicida
glifosato sugieren el posible uso de estas especies como herramienta de control en muestras
ambientales presentando alta sensibilidad para detectar los niveles de metales posibles de
encontrar en efluentes industriales o en sitios de vuelco de los mismos asiacute como del glifosato
para agroecosistemas siendo factible su empleo como especies diagnoacutestico representativas en
estudios ecotoxicoloacutegicos en la regioacuten Por otro lado conocer los umbrales de respuesta de estos
contaminantes para los diferentes puntos finales tanto para exposiciones agudas o subcroacutenicas
asiacute como la variacioacuten de su biodisponibilidad en medios naturales aporta informacioacuten de intereacutes
para el establecimiento de niveles guiacutea de proteccioacuten ambiental ademaacutes de la certificacioacuten de
productos agro-industriales previo a su introduccioacuten en los circuitos ambientales
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010 V
ABSTRACT
As consequence of the introduction of pollutants the environment from industrial and agricultural
activity and of urbanized areas new tools for the assessment of biological effects of toxicants
have been developed and introduced within management practices Between these strategies
the use of toxicity tests with vascular plants has been taken into account in ecotoxicological
evaluations
Related to urban and industrial environments the presence of heavy metals in surface
waters has been considered an important source of risk in natural systems consequently the
relevance of the assessment of effects on plant species On the other hand given the enormous
increment in the use of glyphosate in Argentina together with an increase in the extension of
cultivated areas with biotech crops resistant to this herbicide the knowledge related to the
effects of this compound on non target vascular aquatic plants from our agroecosystems has
became highly relevant Phytotoxicity of this group of pollutants could not be predicted in a
generalized manner It is necessary to perform comparative studies including different species
assessing diverse end-points covering different physiological responses
The present study deals on a comparative assessment of the response of two laboratory
bioassays using vascular plants the acute toxicity test (96h) with seeds of Lactuca sativa
(Compositae) and the subchronic toxicity test (14 d) with the macrophytes Lemna gibba and L
minor (Lemnaceae) The study covers the standardization of test procedures as well as the
assessment of sensitivity of these species to metals Cu(II) Cr(VI) and Cd(II) and to the
herbicide glyphosate It is also evaluated the response of different end-points in the
phytotoxicity considering diverse ontogenic levels (seed seedling plant) and physiological
processes (germination root elongation biomass production photosynthesis foliar production
growth and morphology effects on colony architecture) with the aim of selecting those
providing further information on the mode of action of contaminants and exhibiting sensitive
response before them
In relation with the L sativa test several points were taken into account such as criteria
and procedures of selection and conservation of seed cultivars (germination capacity
homogeneity and sensibility of responses) as well as the optimum germination conditions and
development of seedlings for testing in laboratory conditions (light temperature substrate
imbibition volume) defining a standardized protocol for toxicity tests The sensitivity of L sativa
to the metals was assessed within concentration ranges of exposure of 025 to 7 mgCu(II)L
075 to 7 mgCr(VI)L and 01 to 10 mgCd(II)L A comparison between the response of
germination root and hypocotyl elongation and dry weight were assessed No inhibition in the
germination dry weight of root and hypocotyl was detected within the tested concentration
ranges of the studied metals observing significant reduction in the elongation of root and in the
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
VI
hypocotyl The most sensitive end-point for the assessment of Cu(II) Cr(VI) and Cd(II)
phytotoxicity with L sativa (96h) test is the root elongation being the NOEC LOEC and CI50-96 h
values respectively 01 025 y 199 mgCu(II)L 075 100 y 509 mgCr(VI)L and 01 05 and
372 mgCd(II)L
The study of the effects of metals on L sativa was complemented with a comparison
between acute and subchronic responses to Cr(VI) The assessment of the subchronic toxicity
(25d) to chromium was performed within the range of those not inducing acute effects (005
010 025 and 075 mg (Cr(VI)L) and to concentrations inducing acute effects below 40 (125
mgCr(VI)L) comparing the response and sensitivity in the chlorophyll content leaf area total
dry weight and number of leaves It was evident significant toxicity on all end-points even at
005 mgL being the leaf area and dry weight of seedlings the most affected The CI50-25 d for
leaf area dry weight chlorophyll content and number of leaves 009 012 038 y gt125
mgCr(VI)L respectively The sensitivity of the species significantly increments at longer
exposure time allowing to detect phytoxicity on L sativa down to a concentration of 005
mgCr(VI)L
Another aspect considered in this study was the evaluation of the capacity of recovery of
plants that were previously exposed to effectively toxic levels when they keep developing in
non contaminated media After the exposure of L sativa to 509 mgCr(VI)L (CI50-96 h value for
root elongation) it was studied the capacity of this plant species to revert effects from acute
exposure It could be seen that after 21 days of growth in non contaminated media acute
effects to chromium were not completely reverted exhibiting significant inhibition in the leaf
area dry weight and number of leaves of plants
The study of effects with Lemnaceae was carried using three clones from different
geographical origin belonging to the species L minor (clon LmJ Germany) and L gibba (clone
LgJ Germany and clon LgP local clon Buenos Aires) The source of the local clone was
obtained from material collected in El Pescado stream (Buenos Aires) implementing methods of
isolation and cloning in axenic laboratory conditions Optimum conditions of growth (light
temperature growth media composition and frequency of renewal between others) were
obtained for biomass production of organisms used in toxicity testing and for clone
maintenance It was established the composition of growth media modifying the source of N
(125microM NH4NO3) and the concentration of NaHCO3 (250microM NaHCO3) aiming towards optimal
conditions of biomass production of the three clones and a reduction of the pH drift during
toxicity testing
Other further methodological aspects were also taken into account in relation to the
standardization of a procedure for subchronic toxicity testing with Lemnaceae Phytotoxicity was
assessed by means of the following sublethal end-points growth rate (GR) number of fronds
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
VII
per colony (NFC) leaf area (LA) leaf growth (LG) total chlorophyll content (TCC) and the
claclb ratio
The intra and inter specific sensitivity of Lemnaceae was assessed before exposure to
heavy metals and the herbicide glyphosate comparing the response of different end-points
Toxicity to metals was studied under exposure to the following metal concentrations 01 a 125
mgCu(II)L 005 a 5 mgCr(VI)L y 001 a 035 mgCd(II)L All tested concentrations of copper
and chromium significantly inhibited some of the tested parameters while cadmium induced
toxic effects from 0025 mgL Although the three metals affect all tested end-points sensitivity
of them is variable and dependent of the exposure concentration and studied metal Copper
exposure induced higher effects on FA being this the most sensitive parameter even at low
levels of the metal For the most sensitive clone (LgJ) the LOEC and CI50 values were 01 y
068 mgCu(II)L respectively The most sensitive clone to low concentrations of chromium was
the one of L minor being the LOEC values of 01 mgCr(VI)L for GR while at higher
concentrations of exposure it was detected higher sensitivity on clone LgP for TCC CI50 09
mgCr(VI)L When assessing the effects of cadmium it was detected higher sensitivity with the
local clone (LgP) with a LOEC of 0025 mgCd(II)L for GR and 013 mgCd(II)L the TCC CI50
The claclb ratio did not appear being a sensitive end-point though it provides relevant
information on higher effects of the three studied metals on cla respect to clb The three metals
induce effects on NFC colony architecture (CA) leaf morphology (LM) and root growth
inhibition
Although the intra and inter specific variability the three clones showed good sensitivity to
metals being the IC and LOEC within the order of reported values in the literature for different
end points and test species When comparing obtained results with the macrophyte with those
observed for acute exposure with L sativa sensitivity of Lemanaceae to copper chromium and
cadmium is 3 56 and 28 times higher respectively Although L sativa under subchronic
exposure (25 d) shows high sensitivity to chromium being under this condition more sensitive
than Lemnaceae The GR LOEC value for the most sensitive clone to chromium (LmJ) is 01
mg(Cr(VI)L while at 005 mg(Cr(VI)L it could be seen 45 inhibition on the dry weight of L
sativa Results indicate a good sensitivity of L sativa in subchonic tests being between 28 and
24 times higher than Lemnaceae depending on the end-point being compared
The sensitivity of the local clone of L gibba was tested with glyphosate active ingredient
(ai) and the Roundup formulation (between 05 and 80 mg aiL) assessing the variation of the
response on different end-points along the time of exposure (7 and 10 d) Observed effects
were higher with the ai for all tested end-points being the leaf growth the most affected
(LOEC10 CI50-10d88 mg aiL) Effects increase with time of exposure being the daughter
fronds the most affected Alterations in MF AC LM CA and number of fronds per colony
marked chlorosis and root damage were detected Sensitivity of the local clone to the herbicide
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
VIII
is within the reported values from literature for different end-points and species detecting
toxicity at concentrations environmentally relevant in agroecosytems of the Pampas region
The assessment of the bioavailability of Cu(II) Cd(II) Cr(VI) and the herbicide glyphosate
on the local clone of L gibba was carried in water from streams with different physicochemical
properties Toxicity and also metal phytoaccumulation was evaluated and compared in tests
using growth media and tests with stream water Bioavailability of metals is lower in stream
water The Water Effect Ratio (WER ICstreamICnutrient solution) shows maxima for Cd(II) followed by
Cr(VI) indicating that cadmium bioavailability is the most modified in natural waters Significant
bioaccumulation of the three metals was observed increasing with exposure time even at toxic
levels being higher in nutrient growth
The acute and subchronic response on L sativa seeds and Lemnaceae to copper
chromium and cadmium and the herbicide glyphosate indicate the potential use of these
species as control tools in toxicity testing of environmental samples showing high sensitivity for
detecting effects of metals at concentration levels found in industrial effluents or sites of
discharges Also at glyphosate concentrations that are detected in agroecosystems They are
relevant assessment tests that could be employed in ecotoxicological studies in the region
Knowledge of threshold levels of pollutants on different end-points for acute and subchronic
exposure and the variation of bioavailability in natural waters provides relevant information
when defining protection guideline concentrations and also for products certification before
their introduction in the environment
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
I INTRODUCCIOacuteN
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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I INTRODUCCIOacuteN
No resulta novedoso y mucho menos discutible que como resultado del aumento de la
poblacioacuten y el gran desarrollo urbano a nivel mundial situacioacuten eacutesta que va inexorablemente de
la mano de la industrializacioacuten y de un gran avance tecnoloacutegico y agropecuario tanto los
paiacuteses desarrollados como aquellos en desarrollo se enfrentan a serios problemas
toxicoloacutegicos y ecotoxicoloacutegicos originados por la utilizacioacuten de una alta diversidad de
compuestos toacutexicos y su vertido en los ambientes naturales (Zakrzewski1991 Harrison1992
Baird 2001 Manahan 2007)
Dada su alta complejidad a la vez que diversidad los sistemas acuaacuteticos son
significativamente vulnerables a la contaminacioacuten ya que constituyen los receptores naturales
de la gran mayoriacutea de las sustancias toacutexicas que a diario emiten y producen la industria asiacute
como la agricultura y maacutes auacuten nuestras actividades domeacutesticas (Wetzel 1981 Laws 1993
Manahan 2007) Las alteraciones que los contaminantes generan en los ecosistemas
acuaacuteticos como lagunas arroyos riacuteos estuarios etc son el resultado de los efectos letales y
subletales sobre los individuos de diferente escala troacutefica (productores-consumidores-
descomponedores) y distinto nivel de organizacioacuten (microorganismos-invertebrados-
vertebrados-algas-plantas vasculares) Estos efectos a nivel individual repercuten luego a
niveles mayores de organizacioacuten alterando la estructura y dinaacutemica de las poblaciones y
comunidades y consecuentemente el equilibrio de los ecosistemas (Wetzel 1981 Margalef
1983 Newman amp Jagoe1996) La incorporacioacuten de compuestos contaminantes a los sistemas
acuaacuteticos no solo afecta a los componentes bioacuteticos de los mismos sino que limita ademaacutes el
uso de los recursos acuaacuteticos (consumo humano recreativo agriacutecola industrial) poniendo
incluso en riesgo a la salud humana (Margalef 1983 Zakrzewski1991 Laws 1993 Manahan
2007)
A pesar del gran desarrollo de metodologiacuteas analiacuteticas y la avanzada tecnologiacutea
instrumental disponible en la actualidad para el monitoreo fiacutesicoquiacutemico de efluentes y cuerpos
de agua receptores este enfoque aunque muy valioso soacutelo permite identificar y cuantificar los
diferentes constituyentes descargados en el sistema (APHA-AWWA-WEF 1998 Manahan
2007) Estimar los efectos en la biota basaacutendose exclusivamente en este tipo de datos es
incompleto por diferentes razones Por un lado conocer la composicioacuten quiacutemica de un efluente
no proporciona informacioacuten sobre sus efectos bioloacutegicos en el cuerpo de agua receptor Por
otra parte cuando una sustancia se incorpora en un sistema acuaacutetico las reacciones quiacutemicas
que puedan ocurrir al producirse esta mezcla pueden modificar significativamente la
biodisponibilidad de la sustancia aumentando o disminuyendo su toxicidad Para el caso de
mezclas de diferentes compuestos no es posible predecir su toxicidad auacuten conociendo las
toxicidades de sus componentes individuales dada la posibilidad de que se generen efectos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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sineacutergicos aditivos o antagoacutenicos de los contaminantes en los sistemas vivos Todo esto sin
considerar que monitorear todos los constituyentes en un efluente o cuerpo de agua superficial
puede implicar costos elevados ademaacutes de su baja practicidad (Burton 1990 Cairns amp Mount
1990 Newman amp Jagoe1996 Castillo 2004)
No existen herramientas analiacuteticas ni instrumentales para medir la toxicidad Es soacutelo
mediante el uso de organismos vivos que podemos estimar los efectos de los contaminantes
en los sistemas bioloacutegicos La ecotoxicologiacutea es una rama de la ciencia que integra conceptos
de ecologiacutea y toxicologiacutea (Zakrzewski1991 Newman amp Jagoe1996) El termino
umlecotoxicologiacuteauml fue establecido por Thuhaut en 1969 haciendo referencia al estudio del efecto
y destino de los contaminantes en los ecosistemas Estudia y analiza los efectos de agentes
quiacutemicos y fiacutesicos vertidos en diferentes compartimentos ambientales sobre los organismos
vivos con particular atencioacuten a poblaciones y comunidades de ecosistemas definidos (Burton
1990 Cairns amp Mount 1990 Newman amp Jagoe1996)
La ecotoxicologiacutea aplicada tiene como objetivo el desarrollo de protocolos de ensayos
bioloacutegicos estandarizados (bioensayos de toxicidad) que puedan ser utilizados como
herramientas de diagnoacutestico y prediccioacuten temprana que permitan definir umbrales permisibles
con niveles de incertidumbre aceptables y sirvan de guiacutea a las entidades reguladores para la
toma de decisiones ademaacutes de su aplicacioacuten en la evaluacioacuten de riesgo ecoloacutegico de los
efectos adversos de las actividades antroacutepicas en ambientes naturales (Suter 1993
Environment Canada 1999a Castillo 2004)
Los ensayos bioloacutegicos permiten determinar la toxicidad de agentes fiacutesicos y quiacutemicos
sobre los organismos de prueba bajo condiciones experimentales especiacuteficas y controladas
La toxicidad o capacidad de una sustancia de generar un efecto nocivo en un organismo vivo
estaraacute condicionada a sus caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas asiacute como a la concentracioacuten y
frecuencia y tiempo de exposicioacuten (Exposicioacuten aguda subcroacutenica croacutenica) Los efectos
adversos en un individuo pueden ser tanto de inhibicioacuten como de magnificacioacuten generando
desde la muerte del individuo (efecto letal) o produciendo una gran diversidad de respuestas a
distintos niveles de la organizacioacuten bioloacutegica (efectos subletales) que van desde alteraciones
bioquiacutemicas y celulares incluyendo genotoxicidad y disrupciones endoacutecrinas alteraciones a
nivel morfoloacutegico y fisioloacutegico efectos en el crecimiento y desarrollo ademaacutes de alteraciones
en paraacutemetros poblacionales En cada bioensayo de toxicidad se cuantifica uno o varios de
estos efectos nocivos denominaacutendose a cada uno de estos paraacutemetros seleccionados como
punto final de evaluacioacuten de la toxicidad (Dutka 1989 Boutin et al 1993 APHA-AWWA-WEF
1998 Environment Canada 1999a)
A pesar de haber un alcance limitado en el uso de la informacioacuten proveniente de los
ensayos de toxicidad para su extrapolacioacuten a escala ambiental los estudios con organismos en
laboratorio en condiciones controladas y estandarizadas para la evaluacioacuten de respuestas
constituyen la fuente de informacioacuten predominante para la evaluacioacuten ecoloacutegica de los efectos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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de los contaminantes (Cairns amp Mount 1990 Newman amp Jagoe1996 Environment Canada
1999a Castillo 2004) Los bioensayos estandarizados de uso corriente en sistemas acuaacuteticos
normalmente recurren al uso de diferentes especies diagnoacutestico de microorganismos
(bacterias levaduras algas unicelulares) pequentildeos invertebrados (rotiacuteferos cladoacuteceros
anfiacutepodos larvas de insectosetc) larvas de anfibios peces y plantas vasculares en los que se
evaluacutea el efecto toacutexico en exposiciones agudas o croacutenicas tanto a compuestos puros
intentando determinar niveles de concentracioacuten aconsejables en los circuitos ambientales
como a mezclas contaminantes provenientes de fuentes puntuales y difusas Estos
bioenasayos son recomendados por organismos de proteccioacuten del medio ambiente tales como
la USEPA -Agencia de Proteccioacuten Ambiental de los Estados Unidos-(USEPA 1989 1990
1991b 1994) y la Agencia Ambiental de Canadaacute (Blaise et al 1988 Dutka 1989 Environment
Canada 1999a 2007) ademaacutes de la Organizacioacuten para el Desarrollo y Cooperacioacuten
Econoacutemica (OECD 1987 2002) y la Asociacioacuten Americana para la Salud Puacuteblica (APHA-
AWWA-WEF 1998)
I1 BIOENSAYOS DE TOXICIDAD CON PLANTAS VASCULARES
I11 Las plantas vasculares y su utilizacioacuten en b ioensayos de toxicidad
Los vegetales juegan un rol fundamental tanto en los ecosistemas acuaacuteticos como terrestres
por su importancia en la productividad primaria y en el reciclado de nutrientes ademaacutes de
proporcionar alimento y haacutebitat para otros organismos Si bien las algas constituyen los
principales productores primarios en los ecosistemas acuaacuteticos principalmente en grandes
cuerpos de agua existe un delicado balance en el desarrollo de las poblaciones algales y el de
macroacutefitas vasculares (plantas vasculares con hojas flotantes emergentes o totalmente
sumergidas libres o arraigadas al sustrato) el cual sirve de sustento para el mantenimiento de
la diversidad especifica de los niveles troacuteficos superiores En un cuerpo de agua superficial las
plantas vasculares proveen de alimento a muchas especies animales y generan diversidad de
haacutebitats proporcionando refugio frente a predadores aacutereas de criacutea maacutes protegidas y sustrato
para otras comunidades ademaacutes de contribuir en la regulacioacuten del flujo de agua (Margalef
1983 Boutin et al 1995 Mohan amp Hosetti 1999) Por otra parte la vegetacioacuten de las
maacutergenes constituye el haacutebitat y aacuterea de nidificacioacuten de numerosas especies silvestres de aves
y mamiacuteferos asiacute como de muchos insectos terrestres que sirven de alimento a peces y otros
organismos del ambiente acuaacutetico (Boutin et al 1993 Correll 2005) Por otra parte la flora
riparia y la asociada a maacutergenes de cuerpos de agua leacutenticos como los lagos lagunas y
esteros contribuyen a mantener la estabilidad del suelo reduciendo la erosioacuten ademaacutes de
aportar energiacutea al sistema a traveacutes de hojas y otros restos de biomasa que ingresan al mismo
(Wetzel 1981) Los cambios en la dinaacutemica de las comunidades tanto de algas como de
plantas vasculares pueden afectar no soacutelo a la biota asociada a niveles troacuteficos superiores sino
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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que generan ademaacutes un deterioro en la calidad del agua para sus diferentes usos sea agua de
bebida riego o de uso recreacional (Wetzel 1981 Margalef 1983 Lewis 1995 Mohan amp
Hosetti 1999) Para el caso de los agroecosistemas un buen desarrollo de la flora riparia en
los cuerpos de agua asociados a campos con cultivos cumple un rol fundamental en la
atenuacioacuten del impacto de los agroquiacutemicos sobre el cuerpo de agua tanto de aquellos
provenientes por deriva de las aplicaciones o lo movilizado por escurrimiento o escorrentiacutea
superficial asociada a los eventos de lluvia (Marrs et al 1993 Boutin et al 2003 Syversen amp
Bechmann 2004 Correll 2005)
A pesar de la importancia que las plantas vasculares tienen en el mantenimiento de la
salud de los ambientes dulceacuiacutecolas son pocos los ensayos estandarizados en los que se
aplican estos organismos en la evaluacioacuten y cuantificacioacuten de la toxicidad de contaminantes en
estos ambientes si lo comparamos con la gran diversidad de ensayos en los que utilizan
microorganismos y organismos animales como pequentildeos invertebrados larvas de anfibios y
peces (USEPA 1985 Wang 1987 USEPA 1989 Wang 1990 Boutin et al 1995 Lewis
1995 USEPA 19931994 Environment Canada 1999ab 2007)
Histoacutericamente se ha considerado a las plantas acuaacuteticas con menor sensibilidad que las
especies animales frente a la exposicioacuten a compuestos toacutexicos generaacutendose
consecuentemente un menor desarrollo de protocolos de ensayo con especies vegetales y
bibliografiacutea referida a datos de fitotoxicidad asiacute como una menor aplicacioacuten de estos
bioensayos en el registro de nuevas sustancias (con excepcioacuten de los herbicidas) y en la
evaluacioacuten de la toxicidad de sustancias peligrosas (Lewis 1995 Wang amp Freemark 1995
Mohan amp Hosetti 1999) Se considera erroacuteneamente que los resultados de los ensayos de
toxicidad con especies animales pueden ser extrapolados para la proteccioacuten de especies
vegetales (Mohan amp Hosetti 1999 Lytle amp Lytle 2001) Un ejemplo concreto de esta situacioacuten
para nuestro paiacutes lo demuestra la aplicacioacuten de datos bibliograacuteficos de toxicidad del herbicida
glifosato por parte de la Subsecretaria de Recursos Hiacutedricos de la Nacioacuten (SRHN 2003a)
para el umlDesarrollo de niveles guiacutea nacionales de calidad de agua ambiente para el herbicida
glifosatouml En la elaboracioacuten de estos niveles guiacutea la SRHN se basoacute en solamente 9 datos
bibliograacuteficos de fitotoxicidad de este herbicida mientras que se consideraron 55 antecedentes
de toxicidad para especies animales (peces mayoritariamente anfibios crustaacuteceos e insectos)
De los datos de fitotoxicidad 5 corresponden a algas de las especies Selenastrum
capricornutum Chlorella sorokiniana y Ch pyrenoidosa y 4 a plantas vasculares (Lemna gibba
L minor Potamogeton pectinatus y Myriophyllum sibiricum) Esto mismo se observa para el
desarrollo de niveles guiacutea nacionales de calidad de agua ambiente para el cadmio cromo y
cobre Para la elaboracioacuten de los niveles de cadmio se consideraron 34 datos de toxicidad en
animales y 12 antecedentes de fitototoxicidad de los cuales soacutelo dos corresponden a macroacutefitas
(Lemna trisulca y Marsilea minuta) pero ninguna de ellas es nativa en nuestro territorio (SRHN
2003b) Una situacioacuten similar se verifica para el cobre con 56 datos para especies animales
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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13 para algas y dos macroacutefitas exoacuteticas L minor y Elodea canadensis (SRHN 2005) Para el
caso del cromo se fueron 114 los antecedentes de toxicidad en especies animales
consideraacutendose soacutelo 6 datos de especies de algas y ninguno de macroacutefitas para estimar la
fitotoxicidad (SRHN 2004)
Para la evaluacioacuten de la fitotoxicidad en muestras de agua efluentes compuestos puros
etc las microalgas han sido los primeros organismos seleccionados y que maacutes
extensivamente se han utilizado en las bateriacuteas de bioensayos de toxicidad (OECD 1984a
Dutka 1989 Lewis 1995 Mohan amp Hosetti 1999 Castillo 2004) Entre los ensayos maacutes
difundidos se encuentran los que utilizan especies de los geacuteneros Selenastrum Chlorella
Scenedesmus entre las clorofitas ademaacutes de especies de diatomeacuteas (Navicula Dunaliella) y
cianofitas (Anabaena Microcystis) En variadas aplicaciones los resultados de fitotoxicidad
obtenidos con especies algales se extrapolan a la evaluacioacuten de los efectos sobre macroacutefitas o
incluso a plantas terrestres Si bien las algas son organismos fotosintetizadores y comparten
numerosas rutas metaboacutelicas con las plantas vasculares la sola consideracioacuten de las
complejidad estructural de estas uacuteltimas amerita la integracioacuten de ambos grupos de
organismos productores en la evaluacioacuten de efectos fitotoacutexicos sin considerar a los ensayos
con especies algales como herramientas diagnoacutestico que puedan reemplazar a aquello con
plantas vasculares sino como metodologiacuteas que aportan informacioacuten complementaria
El uso de plantas vasculares se ha remitido principalmente a la evaluacioacuten de efectos
toacutexicos genotoacutexicos y estudios de exposicioacuten en ecosistemas terrestres en especial
considerando el dantildeo en cultivos y especies de intereacutes agronoacutemico y en estudios de
contaminacioacuten atmosfeacuterica (Tardiff amp Goldstein 1988 Tardiff 1988 Bourdeau et al 1990
Wang amp Freemark 1995 Lytle amp Lytle 2001 Wu amp Zhang 2002) Respecto de su aplicacioacuten en
la evaluacioacuten de la calidad de ambientes eacutesta ha sido principalmente usada en el monitoreo in
situ -especies centinela- (Burton 1986 Franzaring et al 1992 Lytle amp Lytle 2001) y con un
creciente desarrollo en los uacuteltimos antildeos en procesos de bioremediacioacuten utilizaacutendolos para la
remocioacuten de soacutelidos en suspensioacuten nutrientes metales pesados toacutexicos etc ya sea en
cuerpos de agua naturales y artificiales como asiacute tambieacuten en plantas industriales (Delgado et
al 1993 Dushenkov et al 1995 Lewis 1995 Wahaab et al 1995 Miretzky et al 2004 Hadad
et al 2006 Maine et al 2007)
Las especies vegetales presentan diferente sensibilidad frente a los distintos
contaminantes debido a sus diferentes caracteriacutesticas bioloacutegicas fisiologiacutea morfologiacutea
estructura haacutebitat y rol ecoloacutegico ademaacutes de la variacioacuten asociada a las diferentes viacuteas de
exposicioacuten a los toacutexicos (contacto directo a traveacutes del agua o suelo) y estado ontogeneacutetico
durante la exposicioacuten (semilla plaacutentula planta) (Boutin et al 1993 Mohan amp Hosetti 1999) Si
comparamos la sensibilidad en la respuesta de los bioensayos con especies animales respecto
de aquellos con vegetales no existen tendencias claramente definidas cuando se establecen
estas comparaciones En general las variaciones en la sensibilidad dependen del tipo de
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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muestra analizada punto final de evaluacioacuten del efecto nivel de organizacioacuten y troacutefico de la
especie tiempo de exposicioacuten etc (Wang 1990 Lewis 1995 Mohan amp Hosetti 1999) Dado
que no es posible establecer patrones generales de respuesta frente a una muestra ambiental
o compuesto determinado y que los efectos fitotoacutexicos no pueden extrapolarse a partir de la
respuesta evaluada en organismos animales es importante la aplicacioacuten de bateriacuteas de ensayo
en las que se consideren ademaacutes de especies animales y microalgas bioensayos
estandarizados con plantas vasculares
Ante esta situacioacuten se considera relevante obtener informacioacuten sistemaacutetica y comparativa
de los niveles de toxicidad y el dantildeo que ocasionan distintos contaminantes ambientales sobre
especies vegetales a pesar de que existan datos fitotoxicoloacutegicos de una amplia variedad de
compuestos orgaacutenicos e inorgaacutenicos (Wang 1987 van Assche et al 1988 Barceloacute amp
Poschenrieder 1989 Cheung et al 1989 Stefani et al 1991 Hulzebos et al 1993
Arambašić et al 1995) ademaacutes de numerosos trabajos fisioloacutegicos evaluando efectos nocivos
y exposicioacuten en plantas superiores (Caux et al 1988 McKenna et al 1993 Jayaprakash et al
1994 Prasad et al 2001)
En los ambientes acuaacuteticos la aplicacioacuten de bioensayos de toxicidad estandarizados con
plantas vasculares constituyen una excelente herramienta de diagnoacutestico para la evaluacioacuten de
la toxicidad de aguas superficiales efluentes municipales e industriales de muestras de
sedimentos y lixiviados de residuos peligrosos asiacute como en el establecimiento de niveles guiacutea
de concentracioacuten en ambientes acuaacuteticos ademaacutes de la certificacioacuten de productos agro-
industriales previo a su introduccioacuten en los circuitos ambientales (Boutin et al 1993 Mohan amp
Hosetti 1999 Lytle amp Lytle 2001 Castillo 2004) Este tipo de informacioacuten ademaacutes de los
aportes al conocimiento y la comprensioacuten de los mecanismos de accioacuten de contaminantes
permitiriacutea la incorporacioacuten de datos de fitotoxicidad no extrapolables a partir de ensayos con
organismos animales para establecer niveles guiacutea de proteccioacuten ambiental asiacute como en
caacutelculos de estimacioacuten de riesgo de ecosistemas acuaacuteticos (van Leeuwen 1990 Huebert y
Shay 1993a Suter 1993)
Actualmente en Argentina son pocas las situaciones en las que se consideran
bioensayos de toxicidad ya sea para el control ambiental o en la certificacioacuten de productos
nuevos aunque progresivamente se van incorporando cada vez maacutes en la legislacioacuten nacional
y provincial exigencias de evaluaciones ecotoxicoloacutegicas Se mencionan a continuacioacuten
algunos ejemplos
La Ley Nacional Ndeg 2405192 de residuos peligrosos y su Decreto Reglamentario 83193
establece en su Anexo IV que entre las caracteriacutesticas de riesgo que permiten identificar a un
residuo como peligroso se debe considerar la toxicidad humana ecotoxicidad teratogenicidad
mutagenicidad y carcinogenicidad del mismo La Resolucioacuten 61998 de esta misma ley
reglamenta la habilitacioacuten del uso de productos bioloacutegicos en el tratamiento de residuos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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peligrosos estableciendo los ensayos de toxicidad (alga-crustaacuteceo-pez) necesarios para
certificar que dichos productos no son ecotoacutexicos
Para el caso de Buenos Aires la Ley Provincial Ndeg 11720 de residuos especiales y su
Decreto Reglamentario 80697 de manera similar a lo que ocurre a nivel nacional considera la
ecotoxicidad del residuo entre los criterios de caracterizacioacuten de los mismos pero sin dar
especificaciones acerca del tipo de bioensayo o metodologiacutea a aplicar ni establece criterios o
niveles guiacutea para la evaluacioacuten del riesgo ecotoxicoloacutegico de los residuos
La Prefectura Naval Argentina en la Ordenanza Mariacutetima Ndeg198 establece los niveles de
toxicidad permitidos en la aplicacioacuten de bioensayos con microcrustaacuteceos (Artemia franciscana)
y peces (Cnesterodon descenmaculatus) para la certificacioacuten y regulacioacuten del uso de
productos dispersantes para limpieza y en el control de derrames de hidrocarburos en
ambientes marinos
Por otra parte en la Resolucioacuten 35099 de la Secretaria de Agricultura Ganaderiacutea Pesca
y Alimentacioacuten se aproboacute el ldquoManual de Procedimientos Criterios y Alcances para el Registro
de Productos Fitosanitarios en la Repuacuteblica Argentinauml en el que se establecen diferentes
requerimientos para la certificacioacuten de nuevos productos fitosanitarios Entre ellos se solicita
informacioacuten ecotoxicoloacutegica del producto para lo que se requieren ensayos de toxicidad para la
proteccioacuten de organismos acuaacuteticos organismos del suelo y aves Para la proteccioacuten de la vida
acuaacutetica se especifica la aplicacioacuten de los bioensayos de toxicidad aguda y croacutenica ademaacutes de
la evaluacioacuten de efectos en el crecimiento y reproduccioacuten en peces (trucha carpa) y
microcrustaacuteceo (Daphnia magna) y ensayos de crecimiento con algas (Selenastrum
capricornutum) Si bien los requisitos de los ensayos ecotoxicoloacutegicos que se establecen en
este manual fueron aprobados en el antildeo 1999 son estos mismos los que rigen en la actualidad
para el registro de productos fitosanitarios (Gelosi 2009) no habieacutendose considerado auacuten la
exigencia de la evaluacioacuten de efectos fitotoxicoloacutegicos en especies vegetales no blanco
terrestres ni acuaacuteticas
Con relacioacuten a la certificacioacuten de productos fitosanitarios en otros paiacuteses como Canadaacute
existen pautas y protocolos especiacuteficos para la evaluacioacuten del efecto de pesticidas en especies
vegetales (Boutin et al 1993 Boutin et al 1995) en los que se considera el efecto en algas y
en plantas vasculares considerando ensayos con especies nativas silvestres o de intereacutes
agronoacutemico tanto acuaacuteticas como terrestres evaluando la fitotoxicidad en diferentes puntos
finales germinacioacuten elongacioacuten de la raiacutez y crecimiento En los EEUU la FIFRA (Federal
Insecticide Fungicide and Rodenticide Act) es el organismo de regulacioacuten que establece los
protocolos y procedimientos de aplicacioacuten de bioensayos de toxicidad necesarios para el
registro de pesticidas incluyendo en estos ensayos la evaluacioacuten de la fitotoxicidad (Lewis
1995 Wang amp Freemark 1995 USEPA 1996)
Como ya se ha mencionado para Argentina los datos bibliograacuteficos de fitotoxicidad
obtenidos a partir de ensayos con algas y plantas vasculares se han considerado por la SRHN
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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para establecer criterios de calidad del agua y niveles guiacutea nacionales para la proteccioacuten de la
biota (SRHN 2003ab 2004 2005) Ademaacutes los ensayos con especies vegetales se han
aplicado a nivel local integrando bateriacuteas de bioensayos junto con especies de
microorganismos y de animales para la evaluacioacuten de la toxicidad de muestras ambientales y
efluentes industriales y en iacutendices para la evaluacioacuten de peligrosidad de contaminantes (Ronco
et al 1995 Grassi et al 2000 Ronco et al 2000 Castillo 2004 Ronco et al 2005a Ronco
et al 2005b)
Siendo que en nuestro paiacutes se estaacute comenzando a considerar y aplicar bioensayos de
toxicidad en las evaluaciones de riesgo ecotoxicoloacutegicas en el control de la calidad ambiental y
caracterizacioacuten de residuos asiacute como en la certificacioacuten y registro de sustancias nuevas surge
la necesidad de desarrollar bioensayos de toxicidad estandarizados de acuerdo a las
necesidades locales Esta necesidad implica un mayor desarrollo en el campo de la
ecotoxicologiacutea praacutectica establecieacutendose pautas claras para la ejecucioacuten de los bioensayos asiacute
como para la obtencioacuten de organismos o produccioacuten de biomasa en condiciones controladas de
laboratorio y para la interpretacioacuten y toma de desiciones a partir de los resultados obtenidos
con los mismos Con relacioacuten al esto el IRAM ha establecido recientemente protocolos
estandarizados para la ejecucioacuten de bioensayos con invertebrados peces algas y semillas
(IRAM 2004 2006a 2006b 2008 y 2009) La aplicacioacuten de bioensayos de toxicidad requiere
ademaacutes de la disponibilidad de laboratorios normatizados que ejecuten este tipo de ensayos
tendiendo ademaacutes hacia la intercalibracioacuten de los bioensayos entre diferentes laboratorios
ejecutores (Environment Canada 1990 USEPA 1991a APHA-AEEA-WPCF 1992
Environment Canada 1999a Ronco et al 2000 Castillo 2004)
Entre los ensayos con plantas vasculares recomendados para la evaluacioacuten de efectos
fitotoacutexicos se encuentran aquellos que recurren al uso de semillas de plantas terrestres
evaluando principalmente el efecto de los contaminantes en el proceso de germinacioacuten y en el
desarrollo y establecimiento de las plaacutentulas en los primeros diacuteas de crecimiento (OECD
1984b ASTM 1991a Hulzebos et al 1993 Wang amp Freemark 1995 Blackburn amp Boutin
2003) En los diferentes protocolos para evaluar la toxicidad con semillas se recomienda la
consideracioacuten de diferentes familias botaacutenicas (Compuestas Cruciacuteferas Amarilidaacuteceas
Gramiacuteneas Labiadas Polygonaacuteceas y Leguminosas entre otras) siendo la especie Lactuca
sativa ampliamente difundida para su aplicacioacuten en este tipo de ensayos tanto por su
sensibilidad a diferentes tipos de contaminantes (metales pesticidas y otros compuestos
orgaacutenicos) como por su simplicidad en la ejecucioacuten del bioensayo (Wang 1987 Dutka 1989
USEPA 1989 Mohan amp Hosetti 1999 Sobrero amp Ronco 2004)
Entre los bioensayos de toxicidad con plantas acuaacuteticas se han aplicado ensayos con
macroacutefitas sumergidas (Elodea canadensis Ceratophyllum demersum Hydrilla verticillata
Myriophyllum spp) arraigadas emergentes (Potamogeton pectinatus) y flotantes (Eichornia
crassipes Pistia stratiotes Salvinia spp Lemna spp Spirodela spp) entre otras (Lewis 1995
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Wang amp Freemark 1995 Mohan amp Hosetti 1999 Lytle amp Lytle 2001 Moschione et al 2002
Miretzky et al 2004)
Las Lemnaacuteceas (Lemna spp y Spirodela spp) se encuentran entre las macroacutefitas maacutes
utilizadas en bioensayos de fitoxicidad (Wang 1990 Lewis 1995 Wang amp Freemark 1995
Mohan amp Hosetti 1999) existiendo ademaacutes protocolos estandarizados para la ejecucioacuten de los
mismos (ASTM 1991b USEPA 1996 Environment Canada 1999b OECD 2002 Environment
Canada 2007) Estos ensayos permiten cuantificar el efecto de los contaminantes en
diferentes paraacutemetros considerados como puntos finales de evaluacioacuten de la toxicidad tales
como contenido de clorofila crecimiento foliar tasa de multiplicacioacuten de la poblacioacuten clonal etc
El tamantildeo reducido de estas plantas ofrece ventajas metodoloacutegicas para la realizacioacuten de los
ensayos de toxicidad lo que permite ademaacutes obtener resultados con menor variabilidad
respecto de los ensayos con las demaacutes macroacutefitas anteriormente mencionadas (Lewis 1995
Wang amp Freemark 1995 Environment Canada 2007)
I2 LOS METALES PESADOS Y EL HERBICIDA GLIFOSATO E N LOS CIRCUITOS
AMBIENTALES
Entre la gran diversidad de contaminantes presentes en los distintos compartimentos de los
ecosistemas los metales pesados aquellos metales con una densidad mayor a 5 gcm3 como
el cromo cadmio mercurio cobre alumino zinc etc constituyen un tipo de compuesto de
relevante importancia por sus efectos deleteacutereos en la biota asiacute como en la salud humana A
pesar de que en ambientes naturales no suelen estar en altas concentraciones salvo en suelos
especiales o en zonas localizadas de actividad minera debido a la actividad industrial y al gran
desarrollo urbano se ha venido produciendo en las uacuteltimas deacutecadas un considerable aumento
de los niveles de metales pesados en diferentes compartimentos ambientales (Kabata-Pendias
amp Pendias 1985 Barceloacute amp Poschenrieder 1989 Harrison 1992 Laws 1993 Toumllgyessy
1993 Ashmore 1997 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli 1999 Baird 2001 Manahan 2007)
Como es de prever estudios realizados en cuerpos de agua en aacutereas urbano-industriales
de la Capital Federal Gran Buenos Aires y La Plata asiacute como en el Riacuteo de la Plata su franja
costera y sus principales afluentes revelan distintos niveles de contaminacioacuten por metales
pesados (Cattogio 1991 Ronco et al 1992 Colombo et al 1996 AA-AGOSBA-ILPLA-SHN
1997 Manassero et al 1998 Villar et al 1998 Villar y et al 2001 SADS-PNA-OPS-UNLP
2007) En el Capiacutetulo VI1 se indican los niveles de metales pesados en los diferentes
compartimentos de ambientes acuaacuteticos en la cuenca del Riacuteo de La Plata asiacute como los niveles
de metales permitidos en agua para diferentes usos
Otro aspecto de singular importancia a tener en cuenta es que dentro de los paiacuteses de
Ameacuterica Latina Argentina representa un caso ineacutedito por la raacutepida transformacioacuten del modelo
productivo dominante teniendo desde la uacuteltima deacutecada el liderazgo en la implementacioacuten de
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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cultivos geneacuteticamente modificados En pocos antildeos el paquete tecnoloacutegico caracterizado por la
siembra directa de variedades transgeacutenicas de alta productividad y la aplicacioacuten reiterada de
diferentes agroquiacutemicos tanto herbicidas como pesticidas ha sido adoptado por la gran
mayoriacutea de los grandes productores agropecuarios Si hacemos referencia en particular al
cultivo de la soja el mismo se incrementoacute con una evolucioacuten sin precedentes creciendo la
superficie sembrada en forma sostenida desde los uacuteltimos 20 antildeos (Pengue 2000 Mentaberry
2001 Satorre 2005) La Secretariacutea de Agricultura Ganaderiacutea Pesca y Alimentacioacuten de la
Nacioacuten (SAGPyA 2009) informa que en la cosecha 2006-2007 la produccioacuten de soja alcanzoacute a
475 millones de tnha siendo en la actualidad la superficie sembrada superior a 16 millones de
hectaacutereas Para el caso del maiacutez la produccioacuten de la campantildea 2006-2007 fue de 218 millones
de tnha ocupando una superficie de cultivo de 36 millones de ha de las cuales el 75 de la
superficie corresponde a siembra directa En la actualidad considerando el cultivo de granos
la soja ocupa maacutes del 50 de la superficie sembrada en el paiacutes y corresponde al 50 de la
produccioacuten total de granos (SAGPyA 2009) La raacutepida implementacioacuten de estas nuevas ofertas
tecnoloacutegicas (ej el uso de soja transgeacutenica resistente al glifosato y la modalidad de la siembra
directa) contribuyeron a convertir las exportaciones de soja y sus derivados en una de las
principales fuentes de divisas del paiacutes En la actualidad de la superficie de hectaacutereas
sembradas con soja maacutes del 98 corresponden a una variedad transgeacutenica de soja resistente
al herbicida glifosato Este aumento de la siembra de semillas de soja RR (Roundup Ready
resistentes al formulado de glifosato Roundup) y maacutes recientemente la incorporacioacuten de otros
cultivos resistentes al glifosato como el maiacutez produjo un consecuente aumento del uso de este
herbicida (Pengue 2000 Mentaberry 2001 Satorre 2005 Trigo 2005 SAGPyA 2009) Este
incremento en el uso de agroquiacutemicos en ambientes rurales constituye un riesgo ambiental
relevante dado que en cada aplicacioacuten una fraccioacuten de los mismos es transportada
inevitablemente a los cursos de agua superficiales u otros ambientes naturales del
agroecosistema causando distintas respuestas en la biota tanto en las especies animales
como vegetales caracteriacutesticas de los mismos Si bien el uso de herbicidas en cultivos
resistentes estaacute precisamente destinado a la eliminacioacuten de malezas que compiten con el
cultivo de intereacutes comercial en las plantaciones en sectores del ambiente relegados por la
praacutectica agriacutecola como son los bordes de caminos zonas de alambrados los arroyos lagunas
o aacutereas de drenaje existen numerosas especies no deseables de eliminar por el herbicida
especies vegetales no blanco que tambieacuten reciben el impacto de su aplicacioacuten (Boutin et al
1993 Boutin et al 1995 Boutin amp Rogers 2000 Blackburn amp Boutin 2003) Por otro lado la
expansioacuten de la frontera agriacutecola implica cambios en la biodiversidad floriacutestica asociada no
soacutelo al reemplazo de aacutereas naturales por grandes extensiones de cultivos sino ademaacutes al
impacto de los herbicidas y otros productos fitosanitarios aplicados a los mismos sobre las
especies vegetales no blanco
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Precisamente este importante incremento en el uso del glifosato en nuestro paiacutes ameacuten
de la creciente extensioacuten de la frontera agriacutecola con cultivos resistentes a este herbicida
permite sugerir que se considera de relevancia evaluar en este trabajo la fitotoxicidad del
herbicida glifosato en especies vegetales no blanco representativas de la flora acuaacutetica de
nuestros agroecosistemas
En lo que respecta a los metales pesados si bien es claro que atantildee maacutes al ambiente
urbano industrial su presencia en cuerpos de aguas superficiales asociado al desarrollo de
grandes centros urbanos e industriales en sus maacutergenes constituyen otro importante factor de
riesgo para los sistemas naturales por lo que es relevante evaluar el impacto que estos
contaminantes generan en especies vegetales
I21 Las plantas vasculares para la evaluacioacuten de la toxicidad y bioacumulacioacuten de
metales pesados antecedentes
Los metales pesados provenientes de diferentes oriacutegenes son incorporados al ambiente
siguiendo los ciclos biogeoquiacutemicos La principal fuente antropogeacutenica de estos contaminantes
por viacutea aeacuterea la constituyen la combustioacuten de carboacuten y otros combustibles foacutesiles asiacute como las
emisiones de la industria metaluacutergica por procesos de fundicioacuten cromados platinados etc La
incorporacioacuten en suelos proviene de la produccioacuten y dispersioacuten de residuos industriales
cenizas y barros de plantas depuradoras ademaacutes de los vuelcos de efluentes o ingreso de
lixiviados en cuerpos de agua receptores El creciente uso de productos fitosanitarios y de
fertilizantes tambieacuten contribuye a la incorporacioacuten de distintos metales en la cadena troacutefica ya
que eacutestos dependiendo de su origen y produccioacuten pueden tener grandes cantidades de
metales como el cadmio plomo cobre y zinc Algunos fertilizantes como los superfosfatos
naturales puede contener maacutes de 30 mgkg de cadmio y plomo los que dependiendo del pH
del suelo son absorbidos y acumulados en los diferentes oacuterganos de las plantas (Marschner
1983 Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Barceloacute amp Poschenrieder 1989 Laws 1993
Toumllgyessy 1993 Manahan 2007)
Para el caso particular de los ambientes acuaacuteticos la contaminacioacuten por metales pesados
es de gran importancia y peligrosidad dado que eacutestos se encuentran entre los compuestos de
mayor toxicidad para la biota Esta peligrosidad se debe principalmente al tiempo de residencia
elevado que tienen estos contaminantes en los diferentes compartimentos ndashbiota columna de
agua y sedimentos- de los cuerpos de agua naturales dependiendo de las condiciones del
medio su biodisponibilidad y consecuente distribucioacuten en cada uno de ellos (Turner 1992
Laws 1993 Toumllgyessy 1993 Newman amp Jagoe 1996 Deng et al 2004)
La biodisponibilidad capacidad que posee un compuesto quiacutemico o un elemento mineral
de penetrar activa o pasivamente en un sistema vivo (ceacutelula oacutergano u organismo) determina la
posibilidad de que dicho compuesto o elemento alcance un blanco bioloacutegico determinado sea
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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eacuteste de intereacutes fisioloacutegico o toxicoloacutegico (Turner 1992 Toumllgyessy 1993 Newman amp Jagoe
1996 Bories 1997) Este concepto de biodisponibilidad estaacute relacionado estrechamente con el
de ldquoespeciacioacutenrdquo de un elemento lo cual hace referencia a las diferentes formas fisico-quiacutemicas
en que el mismo pueda hallarse distribuido o particionado en el medio (Turner 1992 Manahan
2007) La mayoriacutea de los metales pesados son poco solubles a pH alcalino o neutro mientras
que en condiciones levemente aacutecidas se encuentran en mayor proporcioacuten en sus formas
ioacutenicas libres aumentando asiacute la disponibilidad para la biota y su peligrosidad En general la
concentracioacuten de metales en los sedimentos es mayor a la de la columna de agua
constituyendo un reservorio de contaminantes Por procesos bioloacutegicos y fisicoquiacutemicos los
metales concentrados en los sedimentos pueden redisolverse a la columna de agua
constituyendo de esta manera una fuente continua de metales durante mucho tiempo aunque
no exista un ingreso externo al cuerpo de agua Por otra parte por medio de muchos efluentes
industriales y liacutequidos cloacales se incorporan a los cuerpos de agua gran cantidad de metales
pesados complejados con diferentes sustancias De esta manera los metales tienen menor
toxicidad que las formas ioacutenicas libres pero el peligro estaacute en que los cambios en las
condiciones del medio y distintos procesos bioloacutegicos degradan los complejos liberando los
metales y hacieacutendolos biodisponibles No obstante su efecto toacutexico puede ser amortiguado por
la complejacioacuten con sustancias huacutemicas y fuacutelvicas del propio cuerpo de agua receptor
(Gerzabek amp Ullah 1990a Gerzabek amp Ullah 1990b Ullah amp Gerzabek 1991 Laws 1993
Porta amp Ronco 1993 Toumllgyessy 1993 Newman amp Jagoe 1996 Manahan 2007)
Ante esta situacioacuten las plantas constituyen un material idoacuteneo para el estudio de los
efectos toacutexicos de los metales pesados sobre los seres vivos ya que las mismas intervienen en
el reciclado y transferencia de estos elementos al constituir el primer eslaboacuten en las cadenas
troacuteficas de los ecosistemas Muchos vegetales se han adaptado a ambientes con una
composicioacuten quiacutemica muy variada por lo que han adquirido la capacidad de acumular y
bioconcentrar grandes cantidades de elementos en especial metales pesados siendo esto de
gran relevancia en las plantas metaliacuteferas presentes en suelos serpentinos o en aacutereas mineras
Esto los situacutea como organismos clave en los ciclos biogeoquiacutemicos de muchos metales ya que
son reservorios intermediarios a traveacutes de los cuales los elementos del suelo agua y aire
llegan a los organismos animales incluido el hombre (Marschner 1983 Kabata-Pendias amp
Pendias 1985 Barceloacute amp Poschenrieder 1989 McKenna et al 1992 Crawley 1997) Es por
ello que gran parte de los estudios en relacioacuten al efecto de metales pesados sobre vegetales
esteacuten orientados a la evaluacioacuten de su acumulacioacuten y distribucioacuten en los distintos oacuterganos de la
planta en especial en relacioacuten a especies comestibles de hortalizas (Cheung et al 1989
McKenna et al 1993 Moral et al 1994 Singh et al 1994b Gil et al 1995 Moral et al
1995) cereales (Hassett et al 1976 Cheung et al 1989 Kubota et al 1992 Jalil et al
1994a Jalil et al 1994b Rauser amp Meuwly 1995 Wheeler amp Power 1995) forrajeras o
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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especies presentes en pasturas naturales (Cheung et al 1989 Djingova et al 1993 Nellessen
amp Fletcher 1993)
Las plantas pueden ser receptores pasivos de diferentes elementos (absorcioacuten por
raiacuteces o intercepcioacuten a traveacutes de los oacuterganos aeacutereos) pudiendo ademaacutes ejercer un control del
ingreso o eliminacioacuten selectiva de los mismos mediante diferentes mecanismos fisioloacutegicos
(Barceloacute amp Poschenrieder 1989 Salisbury amp Ross 1994 Crawley 1997) Muchas metalofitas
absorben translocan y acumulan algunos metales como el niacutequel cobre cadmio zinc y plomo
en gran cantidad sin manifestar efectos fitotoacutexicos (Marschner 1983 Kabata-Pendias amp
Pendias 1985 Markert 1992 Maine et al 2004 Miretzky et al 2004) siendo especies de
gran relevancia por su potencial aplicacioacuten en procesos de fitoremediacioacuten de sitios
contaminados por metales (Cunningham amp Lee 1995 Kumar et al 1995 Crawley 1997
Vajpayee et al 2000 Deng et al 2004 Miretzky et al 2004 Hadad et al 2006 Maine et al
2007) Por otra parte la capacidad que poseen muchas especies de plantas vasculares de
absorber y tolerar diferentes concentraciones internas de metales ha permitido al igual que
especies de liacutequenes y musgos su uso como especies centinelas para el biomonitoreo de
suelos contaminados y del material particulado proveniente de fuentes urbano-industriales
(Burton 1986 Djingova et al 1993 Aksoy et al 1999)
Existen diferentes respuestas entre distintas especies de plantas vasculares respecto de
los niveles de tolerancia o toxicidad frente a la exposicioacuten a metales pesados (Kabata-Pendias
amp Pendias 1985 Van Stevenick et al 1992 Cunningham amp Lee 1995 Lewis 1995 Gupta et
al 1996 Crawley 1997 Samantary 2002 Deng et al 2004) Wang (1987) compara la
respuesta de tres especies de plantas vasculares comestibles (Lactuca sativa Cucumis sativus
y Panicum miliaceum) expuestas a compuestos orgaacutenicos y metales pesados observando una
mayor sensibilidad de L sativa por los metales mientras que con relacioacuten a la toxicidad de
compuestos orgaacutenicos la sensibilidad fue mayor en la especie P miliaceum Por otra parte
Cheung et al (1989) comparan la sensibilidad de 13 especies comestibles frente a la
exposicioacuten a diferentes metales pesados observando que la respuesta de eacutestas es
dependiente del elemento estudiado y no encuentran patrones generales de toxicidad
Arambašić et al (1995) observan una mayor sensibilidad de Allium cepa respecto de Lepidium
sativum al evaluar el efecto agudo del Cu(II) Zn(II) y Pb(II) en la elongacioacuten de la raiacutez Deng et
al (2004) comparan la capacidad de acumular Zn Pb Cu y Cd en diferentes especies
emergentes de humedales naturales contaminados por estos metales observando una alta
diversidad en la respuesta entre las especies difiriendo eacutesta ademaacutes con el metal
considerado
Por otra parte muchas plantas acuaacuteticas poseen la capacidad de tolerar y absorber
metales pesados por lo cual se las ha estudiado como potenciales herramientas para el
saneamiento de cuerpos de agua superficiales contaminados o en el tratamiento de efluentes
industriales o liacutequidos cloacales Entre las especies acuaacuteticas que se han utilizado en estudios
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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de fitoacumulacioacuten de metales se encuentran Eichhornia crassipes e Hydrilla verticillata
(Jana1987 Saltabaş amp Akccedilin 1994 Maine et al 2001 Maine et al 2009) Scirpus lacustris y
Bacopa monnieri (Gupta et al1994) Schoenoplectus californicus (Villar et al1998) Salvinia
herzogii Pistia stratiotes e Hydromistia stolonifera (Maine et al 2001 Moschione et al 2002
Maine et al 2004 Miretzky et al 2004) Nymphaea alba (Vajpayee et al 2000) Typha
domingensis (Maine et al 2009) Con relacioacuten a las Lemnaacuteceas varios autores citan la
factibilidad del uso de diferentes especies de Lemna y Spirodela en procesos de depuracioacuten de
aguas contaminadas por su capacidad de acumular metales a niveles aceptables sin
evidenciar toxicidad (Sajwan amp Ornes 1994 Wahaab et al 1995 Boniardi et al 1998 Prasad
et al 2001 Moschione et al 2002 Dirilgen amp Dogan 2002 Miretzky et al 2004)
Los organismos auacuten pertenecientes a la misma especie han desarrollado durante su
evolucioacuten y ciclo de vida (filogenia-ontogenia) mecanismos bioquiacutemicos que resultan en la
adaptacioacuten y tolerancia o en la sensibilidad frente a la exposicioacuten a elementos no esenciales o
a elevadas concentraciones de nutrientes esenciales manifestando efectos toacutexicos Las
plantas poseen mecanismos constitutivos (presentes en la mayoriacutea de los fenotipos) o
adaptativos (solo en especies tolerantes) para contrarrestar las alteraciones en la homeostasis
celular como consecuencia de la exposicioacuten a altas concentraciones de metales No cabe
duda que en ambientes con altos niveles de metales eacutestos pueden actuar como importantes
agentes de seleccioacuten natural determinando que en estos sitios se desarrollen y dominen
poblaciones de especies tolerantes No obstante la adquisicioacuten de tolerancia es altamente
especiacutefica para determinado elemento y constituye una caracteriacutestica heredable sin importar si
esta capacidad es constitutiva o ha sido inducida por exposicioacuten al metal (Gerloff amp Gabelman
1983 Barceloacute amp Poschenrieder 1989 Cunningham amp Lee 1995 Crawley 1997) La tolerancia
en una misma especie variedad o clon a varios metales estaacute muchas veces relacionada con la
coocurrencia de los metales en el medio como por ejemplo el caso del Cd y Zn o el Cu y Zn
que se los encuentra asociados en suelos metaliacuteferos (Gerloff amp Gabelman 1983 Van
Steveninck et al 1992)
Muchas especies poseen polimorfismo en la respuesta frente a metales teniendo en
general el genotipo resistente una menor aptitud adaptativa respecto de los genotipos no
tolerantes cuando ambos se desarrollan en sitios menos contaminados (Kabata-Pendias amp
Pendias 1985 Van Steveninck et al 1992 Salisbury amp Ross 1994 Crawley 1997) Las
diferencias en la sensibilidad intraespeciacutefica con relacioacuten a la toxicidad y acumulacioacuten por
exposicioacuten a metales pesados ha sido citada por varios autores observaacutendose que esta
variacioacuten es dependiente del tipo de metal considerado asiacute como de la especie evaluada (Matt
amp Van Laerhoven 1976 Hendry et al 1992 Massot et al 1992 Tan et al 1992 Jalil et
al1994a Jalil et al 1994b Kaplan et al 1995 Wu amp Zhang 2002)
La variabilidad en la sensibilidad por exposicioacuten a metales pesados tambieacuten se observa
entre distintas especies y clones de Lemnaacuteceas siendo organismos que se han venido
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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utilizando como ya se ha mencionado anteriormente tanto en procesos de bioremediacioacuten ndash
especies tolerantes- o como bioindicadoras y especies diagnoacutestico en bioensayos de toxicidad ndash
especies sensibles- Son numerosos los trabajos en donde se evaluacutea y recomienda dada su
sensibilidad a los metales pesados y otros contaminantes el uso de especies y clones de
Lemnaacuteceas como organismos diagnoacutestico en bioensayos de toxicidad (Landolt amp Kandeler
1987 Huebert amp Shay 1993b Huebert et al 1993 Lewis 1995 Mohan amp Hosetti 1999 Lytle amp
Lytle 2001 Li amp Xiong 2004a) Por otra parte los resultados de la evaluacioacuten de la toxicidad de
contaminantes utilizando semillas tambieacuten indican una amplia variedad en la respuesta a los
metales (Wang 1987 Wang 1992 Mohan amp Hosetti 1999 Lytle amp Lytle 2001)
I3 ORIGEN Y DISTRIBUCIOacuteN CARACTERIacuteSTICAS FISICOQU IacuteMICAS Y EFECTOS
BIOLOacuteGICOS DE METALES PESADOS Cobre (II) Cromo (V I) y Cadmio (II)
Los distintos elementos minerales pueden ser para las plantas nutrientes esenciales
elementos beneficiosos o toacutexicos Un elemento es considerado esencial cuando forma parte de
una moleacutecula constituyente de la planta o eacutesta lo requiere para realizar sus procesos
metaboacutelicos o de regulacioacuten necesarios para completar su ciclo de vida sin que otro elemento
pueda sustituirlo en sus funciones Los elementos esenciales para un gran nuacutemero de especies
son C H O N S P K Ca Mg Fe Mn Cu Zn Mo Cl B y Ni Un nutriente beneficioso es
aquel que estimula el crecimiento y desarrollo de ciertas especies y en determinadas
situaciones siendo eacuteste el caso del Cr Na Si V Co Se y otros No obstante los elementos
esenciales o beneficiosos por encima de determinada concentracioacuten criacutetica y otros auacuten en
cantidades miacutenimas (ej Cd Pb Hg Ag) son elementos toacutexicos produciendo un efecto
adverso alterando el normal crecimiento y desarrollo del organismo (Marschner 1983 Kabata-
Pendias amp Pendias 1985 Barceloacute amp Poschenrieder 1989 Markert 1992 Salisbury amp Ross
1994 Crawley 1997 Taiz amp Zeiger 2002)
En base a la diversidad de datos registrados de toxicidad se pueden considerar como
los metales maacutes toacutexicos para las plantas vasculares y microorganismos al Hg Cu Ni Pb
Co y Cd y en menor medida al Cr Sn Ag y Be (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Barceloacute amp
Poschenrieder 1989)
I31 Cobre
I311 Distribucioacuten produccioacuten y usos
El cobre en la corteza terrestre es principalmente abundante en rocas maacuteficas e intermedias
tendiendo a ser excluido de los carbonatos Se encuentra en minerales formando sulfuros
simples y complejos los que son faacutecilmente liberados como iones por meteorizacioacuten de las
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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rocas especialmente en ambientes aacutecidos El cobre es uno de los metales pesados maacutes
moacuteviles especialmente en procesos hipergeacutenicos siendo un catioacuten muy versaacutetil
interactuando quiacutemicamente con minerales y la materia orgaacutenica de suelos y sedimentos
Sin embargo tambieacuten se puede encontrar inmovilizado formando precipitados con aniones
como sulfuros carbonatos e hidroacutexidos Si bien la especie quiacutemica maacutes moacutevil corresponde
al Cu(II) otras formas ioacutenicas pueden tambieacuten estar presentes en el suelo La concentracioacuten
media de cobre considerando diferentes tipos de suelos es de 23 mgkg considerando el
peso seco (PS) del suelo (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Manahan 2007)
El cobre en los cuerpos de agua superficiales existe en muchas formas diferentes
tales como ion libre en estado disuelto o como complejos solubles con compuestos
orgaacutenicos o inorgaacutenicos o pudiendo estar adsorbido en el material particulado en
suspensioacuten La biodisponibilidad del cobre dependeraacute de la especiacioacuten de este metal
determinando esto su toxicidad para la biota Por lo tanto cualquier cambio en las
condiciones fiacutesico-quiacutemicas del cuerpo de agua por ejemplo el pH dureza oxiacutegeno disuelto
o contenido de materia orgaacutenica puede alterar raacutepidamente la proporcioacuten de las formas
presentes alterando el equilibrio dinaacutemico de las mismas y en consecuencia su toxicidad
En medios con pH por encima de 7 a 8 la solubilidad de las especies anioacutenicas y catioacutenicas
del cobre decrece predominando los complejos hidroacutexido con este metal Sin embargo
dada la gran afinidad de este metal con la materia orgaacutenica es que se lo encuentra
principalmente formando complejos orgaacutenicos solubles en un amplio intervalo de pH Tanto
en suelos como en aguas superficiales la presencia de aacutecidos fuacutelvicos y huacutemicos determina
en gran medida la biodisponibilidad del cobre debido a la formacioacuten de complejos muy
estables con estos aacutecidos orgaacutenicos (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Gerzabek amp Ullah
1990a Ullah amp Gerzabek 1991 Turner 1992 Porta amp Ronco 1993 Newman amp Jagoe
1996)
Las principales fuentes de ingreso antroacutepico del cobre a los diferentes compartimentos
ambientales provienen de la actividad agraria mediante la aplicacioacuten de productos
fitosanitarios y el uso de fertilizantes ademaacutes de la aplicacioacuten de distintos tipos de residuos
orgaacutenicos o la utilizacioacuten de lodos cloacales o efluentes domiciliarios en sistemas agriacutecolas
En la actividad industrial el cobre es de muy amplia aplicacioacuten por lo que eacutesta constituye
una importante fuente de eacuteste contaminante ya sea a traveacutes del vertido de efluentes o
mediante la disposicioacuten de residuos soacutelidos Una forma de incorporacioacuten del cobre es a
partir de la corrosioacuten de materiales de la construccioacuten que posean este metal en su
composicioacuten tales como tuberiacuteas cables etc Ademaacutes es incorporado a partir del material
particulado en aire de emisiones provenientes de fundiciones no ferrosas depositaacutendose en
suelos y cuerpos de agua cercanos a los sitios de produccioacuten (Kabata-Pendias amp Pendias
1985 Toumllgyessy 1993 Manahan 2007)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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I312 Absorcioacuten translocacioacuten y acumulacioacuten del cobre en plantas vasculares
El contenido de cobre en las plantas vasculares depende en gran medida de la
concentracioacuten del medio en donde eacutesta se esteacute desarrollando variando ademaacutes seguacuten la
especie vegetal y el tipo de oacutergano que se esteacute analizando siendo su concentracioacuten media
de 6 mgkg PS Este microelemento se absorbe principalmente como ion cuacuteprico Cu(II) en
medios con buena oxigenacioacuten o como ion cuproso Cu(I) si las condiciones ambientales
son anoacutexicas siendo el Cu(II) el de mayor facilidad de absorcioacuten La absorcioacuten es
principalmente activa aunque tambieacuten se ha demostrado la incorporacioacuten pasiva del cobre
principalmente en medios con concentraciones toacutexicas del metal Una vez absorbido el
cobre al igual que otros metales divalentes como el Zn Fe Mn y Ni se mantiene soluble de
manera parcial por quelacioacuten por ciertos ligandos celulares La movilidad del cobre es
intermedia y se transporta en el xilema principalmente por unioacuten con aminoaacutecidos siendo
baja la posibilidad de retraslocarse a otros oacuterganos desde las hojas (Marschner 1983
Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Salisbury amp Ross 1994 Taiz amp Zeiger 2002)
La acumulacioacuten del cobre variacutea seguacuten la especie El cobre acumulado en las raiacuteces
puede estar asociado a la pared celular teniendo de esta forma baja movilidad hacia otros
oacuterganos de la planta Si bien se moviliza de la raiacutez hacia la parte aeacuterea de la planta la
acumulacioacuten en la raiacutez es mayor (Wheeler amp Power 1995 Deng et al 2004) Por otra parte
la presencia de cobre en algunas especies tolerantes induce la produccioacuten de peacuteptidos ricos
en cisteiacutena aacutecido glutaacutemico y glicina (fitoquelatinas) que mantienen al metal complejado
dentro de la ceacutelula reduciendo asiacute su toxicidad (Rauser 1990 Salisbury amp Ross 1994
Rauser amp Meuwly 1995 Ramiacuterez et al 1999a) En las hojas el cobre se halla
principalmente asociado a la plastocianina y otras fracciones proteacuteicas Tambieacuten se lo
encuentra en mayores concentraciones en los oacuterganos reproductivos y en las semillas
(Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Kubota et al 1992 Moral et al 1994)
Para especies acuaacuteticas la capacidad de acumular cobre es muy variada
dependiendo de la especie y el oacutergano analizado La bioconcentracioacuten de un contaminante
se expresa como Factor de Bioconcentracioacuten (FBC) el cual depende de la tasa de
incorporacioacuten y de la tasa de eliminacioacuten en el organismo El FBC de un toacutexico determinado
estaacute dado por la concentracioacuten del mismo en el organismo respecto de su concentracioacuten en
el medio (Newman amp Jagoe 1996) Los valores de FBC para cobre en las plantas acuaacuteticas
se encuentran entre 36 y 691250 (Stefani et al1991 Lewis 1995 Deng et al 2004)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
19
I313 Funciones del Cu(II) en el metabolismo vege tal
El cobre interviene principalmente como forma ioacutenica en numerosas reacciones redox
(Marschner 1983 Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Salisbury amp Ross 1994 Taiz amp Zeiger
2002) tales como
bull Interviene en la siacutentesis de la lignina mediante su participacioacuten en la actividad de la enzima
polifenol oxidasa teniendo un papel importante en el metabolismo de la pared celular
bull Participa de muchas metaloenzimas que intervienen en procesos metaboacutelicos de oxidacioacuten
y reduccioacuten como son la citocromo oxidasa presente en mitocondrias superoacutexido
dismutasa (SOD Cu-Zn) ascorbato oxidasa galactosa oxidasa monoamino oxidasa y
otras
bull Participa de muchas metaloproteiacutenas como la plastocianina proteiacutena moacutevil presente en los
tilacoides y que interviene en procesos de transporte de un electroacuten entre el citocromo f y el
fotosistema I (FSI) durante la fotosiacutentesis
bull Interviene en mantener la viabilidad de los granos de polen
I314 Efectos fitotoacutexicos del Cu(II)
Si bien el cobre es un micronutriente esencial para especies animales y vegetales en
concentraciones levemente superiores a los requerimientos esenciales para el metabolismo
celular constituye un elemento muy toacutexico para la biota Los efectos fitotoacutexicos descriptos
para el cobre en diferentes procesos fisioloacutegicos son los siguientes
bull Alteraciones en la fotosiacutentesis (Sandmann amp Boumlger 1983 Kabata-Pendias amp Pendias
1985 Gupta et al1994 Maksymiec et al 1994 Salisbury amp Ross 1994 Chatterjee amp
Chatterjee 2000 Frankart et al 2002 Liu et al 2004) tales como
- Genera siacutentomas de clorosis similar a la inducida por deficiencia de Fe
- Inhibicioacuten en el transporte de electrones hacia el FSI posiblemente por competencia
con el Fe Reduccioacuten de la actividad fotoquiacutemica del FSII
- Alteraciones en la estructura y composicioacuten de las membranas tilacoidales y
peroxidacioacuten lipiacutedica de las mismas
- Disminucioacuten en la fijacioacuten de CO2
bull Retraso en la germinacioacuten y desarrollo de las plaacutentulas (Kabata-Pendias amp Pendias 1985
Liu et al 2004)
bull Inhibicioacuten en la expansioacuten foliar (Maksymiec et al 1994 Weckx amp Clijster 1996)
bull Efecto en el crecimiento y desarrollo de raiacuteces (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Stefani et
al 1991 Lidon amp Henriques 1992 Kahle 1993 Arduini et al 1996 Liu et al 2004)
- Inhibicioacuten de la elongacioacuten celular
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
20
- Inhibicioacuten mitoacutetica en el meristema apical
- Desarrollo de raiacuteces cortas y gruesas
- Reduccioacuten de la biomasa radical
- Necrosis radical y en la zona de transicioacuten raiz-tallo
- Inhibicioacuten de la formacioacuten de raiacuteces laterales
bull Disminucioacuten en el contenido de proteiacutenas en hojas (Barua amp Jana 1986 Gupta et al
1996)
bull Aumento de la permeabilidad de la membrana plasmaacutetica (Levitt 1980 Barua amp Jana
1986 Kahle 1993 Liu et al 2004) y dantildeo en el sistema de endomembranas (Levitt 1980)
debido a la peroxidacioacuten lipiacutedica de las membranas (Weckx amp Clijster 1996 Gupta et al
1996)
bull Efecto en la actividad de las enzimas antioxidantes peroxidasas y superoacutexido dismutasa
(Chatterjee amp Chatterjee 2000 Liu et al 2004)
bull Disminucioacuten del contenido de Fe y Mn en raiacutez y alteraciones en la translocacioacuten hacia el
tallo (Lidon amp Henriques 1992 Chatterjee amp Chatterjee 2000)
Con relacioacuten a la evaluacioacuten de la fitotoxicidad del cobre los antecedentes bibliograacuteficos
evidencian una gran diversidad en la sensibilidad entre las especies vegetales tanto
terrestres (Wang 1987 Fiskesjouml 1988 Arambašić et al 1995 Weckx amp Clijsters1996
Chatterjee amp Chatterjee 2000 Liu et al 2004) como entre especies acuaacuteticas (Stefani et
al1991 Huebert et al 1993 Gupta et al 1994 Wahaab et al 1995 Prasad et al 2001
Frankart et al 2002)
I32 Cromo
I321 Distribucioacuten produccioacuten y usos
En la corteza terrestre el cromo se ubica en el 21ordm lugar en el orden de abundancia respecto
de los otros elementos con una concentracioacuten media en el suelo de 100 mgkg En las rocas se
lo encuentra con un promedio que va de 5 mgkg en rocas graniacuteticas a 3600 mgkg en rocas
ultramaacuteficas y serpentinas En los depoacutesitos maacutes importantes de la tierra se encuentra en su
forma elemental o en el estado de oxidacioacuten trivalente principalmente en la forma del mineral
cromita FeCr2O4 En suelos de uso agriacutecola el contenido de cromo total se halla entre 5 y 350
mgkg existiendo algunos suelos con concentraciones auacuten mayores sin que se observe en
ellos efectos fitotoacutexicos o reduccioacuten en la productividad de los cultivos (Kabata-Pendias amp
Pendias 1985 Harrison 1992)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
21
Las formas maacutes estables del cromo son el cromo metaacutelico el Cr(III) y el Cr(VI) siendo
estas dos uacuteltimas las maacutes relevantes en los sistemas bioloacutegicos El Cr(IV) y Cr(V) son
inestables y raramente se encuentran en el suelo y el agua (Taylor et al 1979 Kabata-Pendias
amp Pendias 1985 Barlett 1997 Silva et al 1997 Hossner et al 1998)
En el suelo y en ambientes acuaacuteticos el comportamiento de ambas formas de cromo es
diferente teniendo el Cr(VI) mayor movilidad El Cr(III) es muy estable y soacutelo es levemente
moacutevil en medios muy aacutecidos hallaacutendose a pH entre 45 y 10 totalmente precipitado como
Cr(OH)3 El Cr(VI) se halla como anioacuten y dependiendo del pH se encuentra como las especies
ioacutenicas cromato (CrO4-2) cromato aacutecido (HCrO4
-) o dicromato (Cr2O7-2) A pH alcalino y neutro
la forma predominante es el CrO4-2 Cuando el pH se reduce a valores cercanos a 6 se
incrementa la concentracioacuten de HCrO4- y Cr2O7
-2 existiendo un equilibrio dependiente de la
concentracioacuten de ambas formas de Cr(VI) A concentraciones altas de Cr(VI) predomina el
Cr2O7-2 Por otra parte el Cr(III) puede ser parcialmente oxidado a Cr(VI) en determinadas
condiciones de pH humedad y presencia de oacutexidos de Mn aumentando de esta manera su
biodisponibilidad No obstante esto la presencia de materia orgaacutenica favorece la reduccioacuten del
Cr(VI) a Cr(III) disminuyendo asiacute la probabilidad de encontrar Cr(VI) en condiciones
ambientales La materia orgaacutenica favorece a la formacioacuten del Cr(III) por dos motivos su
oxidacioacuten aporta electrones para la reduccioacuten del Cr(VI) y disminuye la posibilidad de oxidacioacuten
del Cr(III) mediante la formacioacuten de complejos (Barlett 1997 Bories 1997 Brooks 1997
Hossner et al 1998 USEPA 1998)
El cromo no es un elemento esencial para los organismos vegetales pero en su forma
reducida -Cr(III)- siacute lo es para los animales ya que interviene en el metabolismo de hidratos de
carbono de los vertebrados El Cr(VI) es altamente toacutexico tanto para plantas como para
animales siendo ademaacutes carcinogeacutenico Al ser el Cr(VI) maacutes moacutevil que la forma reducida en
suelos con altos niveles de cromo y en donde las condiciones de pH y potencial redox sean
favorables este puede lixiviar a las napas subterraacuteneas o a cuerpos de agua superficiales
constituyendo un riesgo para salud humana y para la biota (Kabata-Pendias amp Pendias 1985
Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Hossner et al 1998 USEPA 1998)
En contraste con el Cr(III) casi todo el Cr(VI) proviene de la actividad humana y solo
raras veces se lo encuentra en la naturaleza Las principales fuentes antropogeacutenicas de cromo
provienen de la actividad industrial a partir de efluentes de establecimientos de curtido de
cuero la industria petroquiacutemica ademaacutes de procesos de cromado y electroplateado Es
importante considerar la incorporacioacuten de este metal por el uso de combustibles foacutesiles asiacute
como de las emisiones al aire y vertido en cuerpos de agua por actividades relacionadas a la
mineriacutea y fundiciones de metales Por otra parte los desechos soacutelidos de la industria de
manufactura del cuero constituyen grandes reservorios de Cr(III) en el suelo La aplicacioacuten en
agricultura de barros y efluentes cloacales fertilizantes orgaacutenicos e inorgaacutenicos y productos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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fitosanitarios que contienen cromo en su composicioacuten constituyen una fuente importante de
incorporacioacuten de este metal a los diferentes compartimentos ambientales (Kabata-Pendias amp
Pendias 1985 Laws 1993 Toumllgyessy 1993 Silva et al 1997 Hossner et al 1998)
I322 Absorcioacuten translocacioacuten y acumulacioacuten del cromo en plantas vasculares
En general las plantas tienen poca capacidad para absorber y translocar cromo
encontraacutendose concentraciones muy bajas en los tejidos auacuten en algunas plantas de suelos
serpentinos (45 a 100 mgkg PS) Las plantas pueden incorporar Cr(VI) o Cr(III) aunque los
mecanismos de transporte no estaacuten claramente establecidos El Cr(VI) incorporado de manera
activa a traveacutes de los transportadores de sulfatos mientras que la incorporacioacuten de Cr(III) se
cree que es de forma pasiva (posiblemente utilizando fitosideroacuteforos de manera similar a la
incorporacioacuten del Fe(III)) En la mayoriacutea de los estudios realizados con relacioacuten a la
incorporacioacuten de Cr(III) a la raiacutez no se discrimina que proporcioacuten de metal queda retenida en el
apoplasto y cuaacutel atraviesa la membrana celular efectivamente por lo que el Cr(III) podriacutea
quedar retenido en la pared celular Por otra parte la interaccioacuten del cromo con los exudados o
reductasas de la raiacutez modifica la forma del cromo en la membrana celular interviniendo en la
incorporacioacuten del metal (Kleiman et al 1992 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Bories 1997) La
absorcioacuten de cromo depende del pH del potencial de oxidacioacuten y del contenido de materia
orgaacutenica del medio factores que determinan la especiacioacuten y movilidad del cromo modificando
la biodisponibilidad y consecuente incorporacioacuten en la planta La formacioacuten de complejos
insolubles de alto peso molecular del cromo con aacutecidos huacutemicos mantiene al metal
inmovilizado y no disponible para la planta disminuyendo ademaacutes su lixiviacioacuten Cuando se
aplican residuos orgaacutenicos contaminados con cromo como fertilizante se observa que no hay
gran incorporacioacuten del metal ya que este se encuentra principalmente inmovilizado como
Cr(III) Por otra parte el pH de la rizoacutesfera determinado por la incorporacioacuten de nutrientes
puede promover la formacioacuten de hidroacutexidos insolubles bloqueando de esta manera la
incorporacioacuten del metal a la planta (Kleiman et al 1992 Barceloacute amp Poschenrieder 1997
Bories 1997 Santoprete 1997 Silva et al 1997 Hossner et al 1998)
Una vez absorbido el cromo se concentra principalmente en las raiacuteces y auacuten si parte de
eacuteste es complejado en compuestos orgaacutenicos la migracioacuten hacia otros oacuterganos de la planta
estaacute muy limitada (Moral et al 1995 Bories 1997 Chatterjee amp Chatterjee 2000 Sobrero amp
Moschione 2001 Maine et al 2004 Singh amp Sinha 2005) La translocacioacuten del cromo de la
raiacutez a frutos y semillas de cereales es muy baja indicando que la raiacutez se comporta como una
barrera eficiente disminuyendo el transporte a oacuterganos aeacutereos El cromo reducido a Cr(III)
luego de ser incorporado a la ceacutelula estariacutea asociado principalmente a las vacuolas de las
ceacutelulas corticales de la raiacutez (Moral et al 1994 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Silva et al
1997)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Existen evidencias de la reduccioacuten del Cr(VI) a Cr(III) por tioles celulares como el
glutatioacuten y la cisteiacutena producieacutendose en este proceso radicales de especies de Cr(V) El
incremento de niveles de radicales libres de RS y OH podriacutea causar dantildeo en las membranas
celulares Dentro de la ceacutelula el Cr(III) tiene leve afinidad por los grupos sulfhidrilo y una mayor
afinidad por el N y O formando complejos hexacordinados con diferentes grupos de moleacuteculas
orgaacutenicas Ademaacutes el radio ioacutenico del Cr(III) es muy similar al del Fe(III) lo que determina que
en muchas metaloproteiacutenas el Fe(III) sea reemplazado por el Cr(III) alterando la funcionalidad
de las mismas El Cr(VI) constituye la forma de cromo maacutes oxidada moacutevil reactiva y
consecuentemente maacutes toacutexica encontraacutendosela principalmente como cromato (CrO42-) y
dicromato (Cr2O72-) (Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Bories 1997 Brooks 1997 Briat amp
Leburn 1999 Samantary 2002)
I323 Efectos beneficiosos del cromo
Si bien el cromo no constituye un elemento esencial en los vegetales a bajos niveles de
exposicioacuten a este metal (005-01 mgCr(VI)L) se han observado efectos beneficiosos o
estimulacioacuten en algunos paraacutemetros tanto en ensayos de crecimiento en suelo como en
aquellos en solucioacuten nutritiva Los principales efectos beneficiosos observados son (Bollard
1983 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Samantary 2002 Singh amp Sinha 2005)
bull Aumento de la elasticidad de la pared celular
bull Aumento del crecimiento radical
bull Incremento en la resistencia al estreacutes hiacutedrico y otras situaciones de estreacutes Retraso en los
procesos de senescencia foliar
bull Mejora en la nutricioacuten mineral e incremento en la translocacioacuten de asimilados
bull Niveles de 0052 mg Cr(III)L mejoran el crecimiento (aacuterea y peso seco foliar) y la
ultraestructura de cloroplastos en plantas con deficiencia de Fe incrementando en la planta
la proporcioacuten de Fe bioloacutegicamente activo
bull Aumento en el contenido de Cla y Clb y contenido de proteiacutenas en cultivares resistentes al
metal
I324 Efectos fitotoacutexicos del Cr(III) y Cr(VI)
Ambas especies de cromo son fitotoacutexicas siendo el Cr(VI) el de mayor toxicidad debido a las
siguientes razones (Liu et al 1992 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Bories 1997)
bull Mayor velocidad de incorporacioacuten del Cr(VI) respecto del Cr(III)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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bull La reduccioacuten intracelular del Cr(VI) a Cr(III) produce intermediarios inestables de Cr(V) y
Cr(IV) que inducen la formacioacuten de radicales libres que promueven el dantildeo en las
membranas ademaacutes de alteraciones metaboacutelicas
La principal causa de toxicidad del Cr(III) es la formacioacuten de complejos inertes con sustancias
orgaacutenicas de importancia fundamental para el metabolismo celular aacutecidos nucleicos proteiacutenas
y compuestos orgaacutenicos que normalmente se complejan con Fe (Barceloacute amp Poschenrieder
1997 Bories 1997)
Los siacutentomas visibles y los efectos ultraestructurales producidos por la toxicidad del
cromo ademaacutes de la baja translocacioacuten de este metal desde las raiacuteces al tallo sugieren que
los principales efectos toacutexicos se producen en raiacuteces mientras que los dantildeos observados en
los oacuterganos aeacutereos son consecuencia del efecto del cromo en las ceacutelulas de la raiacutez La
inhibicioacuten en la eliminacioacuten de H+ y de la incorporacioacuten de K+ en ceacutelulas de raiacutez sin observarse
cambios en el potencial de membrana sugieren que el efecto toacutexico del cromo se debe al
aumento del pH intracelular causado posiblemente por la reduccioacuten del Cr(VI) a Cr(III) Por otra
parte en este proceso de reduccioacuten del cromo como se mencionoacute anteriormente se producen
radicales libres que pueden reaccionar directamente con las moleacuteculas de ADN El Cr(III)
generado se une irreversiblemente a los grupos fosfato del ADN o de los nucleoacutetidos libres
interfiriendo en su funcionamiento Como consecuencia de las alteraciones en la divisioacuten
celular en el meristema radical se evidencia la inhibicioacuten del crecimiento de la raiacutez (Liu et al
1992 Barceloacute amp Poschenrieder 1997)
Los efectos fitotoacutexicos del cromo se resumen en
bull Inhibicioacuten de la germinacioacuten (Samantary 2002)
bull Efecto en raiacuteces ((Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Kleiman amp Cogliatti 1992 Liu et al
1992 Jayaprakash et al 1994 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Samantary 2002)
- Inhibicioacuten en el crecimiento por efecto en la divisioacuten celular y en el desarrollo de raiacuteces
laterales
- Dantildeo en los pelos radicales y en las ceacutelulas epideacutermicas y corticales de las raiacuteces
- Alteracioacuten en la absorcioacuten de agua y de nutrientes como el P Mn Mg Fe y Mo
bull Reduccioacuten del aacuterea foliar (Kleiman amp Cogliatti 1992 Chatterjee amp Chatterjee 2000 Sobrero
amp Moschione 2001)
bull Efecto en la translocacioacuten de nutrientes como el N P Ca Mg K Zn Cu y Fe (Kabata-
Pendias amp Pendias 1985 Moral et al 1995 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Chatterjee amp
Chatterjee 2000)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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bull Alteraciones en la fotosiacutentesis (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Barua amp Jana 1986
Kleiman amp Cogliatti 1992 Gupta et al1994 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Chatterjee amp
Chatterjee 2000 Vajpayee et al 2000 Sobrero amp Moschione 2001 Samantary 2002
Singh amp Sinha 2005)
- Alteraciones en la siacutentesis y disminucioacuten en el contenido de clorofila en hojas joacutevenes
- Inhibicioacuten en el transporte de electrones Inhibicioacuten en la reaccioacuten de Hill efecto en el
PSI y PSII
- Alteraciones en la ultraestructura de cloroplastos
- Inhibicioacuten en la actividad de las enzimas del ciclo de Calvin
- Incremento de la resistencia estomaacutetica
bull Alteraciones en la permeabilidad de las membranas celulares en especial en tonoplasto de
ceacutelulas radicales y de zonas basales del tallo (Barua amp Jana 1986 Barceloacute amp
Poschenrieder 1997)
bull Disminucioacuten en el contenido de proteiacutenas en hojas (Barua amp Jana 1986 Vajpayee et al
2000 Singh amp Sinha 2005)
bull Inhibicioacuten en la evolucioacuten del etileno en la planta por la baja disponibilidad de ACC (aacutecido 1-
amino ciclopropano-1-carboxiacutelico precursor de la siacutentesis del etileno) (Barceloacute amp
Poschenrieder 1997)
bull Peroxidacioacuten lipiacutedica y aumento de carotenoides ac ascoacuterbico y prolina (indicadores de la
produccioacuten de especies reactivas de oxiacutegeno) (Singh amp Sinha 2005)
bull Inhibicioacuten en la actividad de nitrogenasas y de la nodulacioacuten (Barceloacute amp Poschenrieder
1997)
Con relacioacuten a la evaluacioacuten de la fitotoxicidad del cromo los antecedentes bibliograacuteficos
evidencian una gran diversidad en la sensibilidad entre las especies vegetales tanto terrestres
(Wang 1987 Kleiman amp Cogliatti 1992 Chatterjee amp Chatterjee 2000 Samantary 2002)
como entre especies acuaacuteticas (Jana 1987 Gupta et al 1994 Wahaab et al 1995 Boniardi
et al 1998 Mohan amp Hosetti 1999 Vajpayee et al 2000)
I33 Cadmio
I331 Distribucioacuten produccioacuten y usos
En la corteza terrestre el cadmio se ubica en el 64ordm lugar en el orden de abundancia respecto
de los otros elementos con una concentracioacuten en el suelo de entre 007 y 05 mgkg lo cual es
menor que el promedio para cromo zinc cobre y plomo Concentraciones mayores se
corresponden con la incorporacioacuten antropogeacutenica de Cd En general el Cd se lo halla como
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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CdS asociado a minerales con Zn Zn-Pb o Zn-Pb-Cu La obtencioacuten de Cd se realiza de forma
paralela y como subproducto del refinado de minerales con Zn determinando que su
produccioacuten esteacute iacutentimamente relacionada a las demandas de Zn Ademaacutes se lo puede
encontrar en concentraciones altas (100 mgkg) en rocas fosfoacutericas muchas veces utilizadas
como fertilizante La acumulacioacuten de cadmio en concentraciones potencialmente peligrosas en
hidrocarburos carboacuten mineral y lignita es importante al considerar la incorporacioacuten
antropogeacutenica de este metal por utilizacioacuten de combustibles foacutesiles o por la industria
petroquiacutemica La principal forma en que se encuentra el cadmio es como Cd(II) formando
compuestos inorgaacutenicos (haluros oacutexidos sulfuros etc) y orgaacutenicos (dialquil y difenil) Los
carbonatos hidroacutexidos y sulfuros de cadmio tienen muy baja solubilidad por la cual en los
cuerpos de agua superficiales a este metal se lo asocia principalmente a los sedimentos Los
principales factores que determinan la movilidad del cadmio son el potencial de oxidacioacuten y el
pH siendo en medio alcalino poco soluble por precipitacioacuten de Cd(OH)2 y CdHCO3 En
condiciones reductoras la disponibilidad del cadmio esta disminuida por la reduccioacuten de
sulfatos a sulfuros menos solubles En los cuerpos de agua al cadmio se lo encuentra en forma
ioacutenica o ligado a la materia orgaacutenica disuelta o particulada siendo de esta ultima forma menos
toacutexico para la biota (Marschner 1983 Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Gerzabek amp Ullah
1990b Laws 1993 Toumllgyessy 1993 Newman amp Jagoe 1996 Manahan 2007)
Las principales fuentes antropogeacutenicas de este metal estaacuten constituidas por (Laws 1993
Baird 2001) 1- Las emisiones al aire y vertido en cuerpos de agua por actividades
relacionadas a la mineriacutea fundiciones de metales (Zn Pb y Cu) e industrias relacionadas con la
produccioacuten de pinturas bateriacuteas plaacutesticos y aleaciones ademaacutes de los residuos de imprentas
y la industria fotograacutefica 2- La aplicacioacuten en agricultura de barros cloacales fertilizantes y
productos fitosanitarios que contienen Cd en su composicioacuten 3- El uso de combustibles foacutesiles
I332 Absorcioacuten translocacioacuten y acumulacioacuten de l Cd(II) en plantas vasculares
A pesar de que el cadmio no es un elemento esencial para las plantas vasculares su absorcioacuten
se realiza faacutecilmente a traveacutes de las raiacuteces y las hojas pudiendo ser eacutesta de manera pasiva o
activa La circulacioacuten dentro de la planta se cree que ocurre al igual que con otros metales
pesados por formacioacuten de complejos metaloorgaacutenicos (Kabata-Pendias amp Pendias 1985
Kahle 1993 Salisbury amp Ross 1994 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli 1999 Wu amp Zhang 2002)
Una caracteriacutestica importante del Cd(II) al igual que lo mencionado para el Cu(II) es su
fuerte afinidad por los grupos sulfhidrilo de peacuteptidos ricos en cisteiacutena aacutecido glutaacutemico y glicina
(fitoquelatinas) y de otros residuos laterales de proteiacutenas y grupos fosfato que mantienen al
metal complejado dentro de la ceacutelula reduciendo asiacute su toxicidad Se ha observado en muchas
especies de algas y plantas vasculares tolerantes al cadmio que la exposicioacuten a este metal
produce el aumento de cisteiacutena y metionina y de la siacutentesis de fitoquelatinas dependiendo el
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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nivel de induccioacuten del grado de resistencia de las plantas al metal Por otra parte el cadmio
puede tambieacuten quedar retenido en la pared celular favoreciendo estos mecanismos a una
mayor acumulacioacuten de este metal en las raiacuteces respecto del tallo hojas y frutos oacuterganos hacia
donde la movilidad estaacute mas restringida (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Van Assche et al
1988 Greger amp Johansson 1992 Kneer amp Zenk 1992 Kubota et al 1992 Salisbury amp Ross
1994 Rauser amp Meuwly 1995 Salt et al 1995 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli 1999) Salt et al
(1995) determinaron para Brassica juncea factores de bioconcentracioacuten (FBC) de Cd(II) de
1100 en tallos y 6700 en raiacuteces en plantas expuestas a niveles no toacutexicos (01 mgCd(II)L)
estando la acumulacioacuten en las raiacuteces asociada a la presencia de fitoquelatinas Jalil et al
(1994b) estudiaron la acumulacioacuten del cadmio en plaacutentulas de Triticum turgidum expuestas
durante 12 diacuteas a concentraciones entre 006 y 022 mgCd(II)L observando una mayor
incorporacioacuten al aumentar la concentracioacuten externa de metal En todos los casos la
acumulacioacuten en raiacutez fue mayor respecto de la parte aeacuterea dependiendo los porcentajes de
translocacioacuten de la concentracioacuten de cadmio externa Coincidentemente con los resultados
obtenidos por Jalil et al (1994b) Kovačević et al (1999) describen mayor acumulacioacuten de
cadmio en raiacutez respecto de las hojas en plantas de Triticum aestivum expuestas durante 5 diacuteas
a 1124 mgCd(II)L Para el caso de macroacutefitas se describen FBC de 20000 y 21000 para raiacutez
y tallo de Elodea respectivamente 9500 para el helecho acuaacutetico Salvinia natans 6030 para
Lemna valdiviana y entre 100 y 150 en raiacuteces de Lemna minor Stefani et al (1991) describen
en plaacutentulas de Juncus acutus expuestas durante 10 diacuteas a 44 mgCd(II)L un FBC de 240
Deng et al (2004) comparan la capacidad de acumular Cd en diferentes especies emergentes
de humedales naturales contaminados por este metal observando una mayor acumulacioacuten en
raiacuteces ademaacutes de una alta diversidad en la respuesta entre las especies
I333 Efectos fitotoacutexicos del Cd(II)
El cadmio no es un elemento esencial en animales ni en vegetales constituyendo un
contaminante de muy alta toxicidad y de gran peligrosidad tanto para la biota como para la
salud humana (Markert 1992) Muchas enzimas que poseen metales en su composicioacuten
pueden ser inhibidas por sustitucioacuten de uno de esos iones metaacutelicos por otro ion con igual
carga y tamantildeo similar Este es el caso del cadmio donde su toxicidad se debe a la sustitucioacuten
del zinc el cual es componente de muchas metaloenzimas Los iones de Zn(II) y Cd(II) son
quiacutemicamente similares pero las enzimas que poseen Cd(II) como metal sustituto difieren en
su actividad bioloacutegica Por otra parte la afinidad del Cd(II) a las proteiacutenas es mayor por lo que
se dificulta el reemplazo por zinc (Laws 1993 Toumllgyessy 1993) En especies vegetales la
interaccioacuten del Cd-Zn es muchas veces controvertida ya que se describen casos tanto de
antagonismo como de sinergismo entre los dos elementos en los procesos de absorcioacuten y
transporte dependiendo este comportamiento de la especie estudiada y de las
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
28
concentraciones relativas de ambos metales (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Huebert amp
Shay 1992 Van Steveninck et al 1992 McKenna et al 1993)
En general la fitotoxicidad del cadmio se evidencia a concentraciones maacutes bajas que para
otros metales como el cobre cromo zinc o plomo siendo la causa primaria de toxicidad la
alteracioacuten en la actividad enzimaacutetica efecto sobre las membranas celulares y la pared celular
(Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Barceloacute amp Poschenrieder 1989 Newman amp Jagoe 1996)
Entre los efectos fitotoacutexicos del cadmio se describen alteraciones en diferentes procesos
fisioloacutegicos
bull Alteraciones en la fotosiacutentesis (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Barua amp Jana 1986
Gupta amp Devi 1994 Jalil et al 1994a Gil et al 1995 Skoacuterzyńska-Polit et al 1995 Singh
et al 1996 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli 1999 Wu amp Zhang 2002) tales como
- Inhibicioacuten en la siacutentesis de antocianinas y clorofila
- Disminucioacuten en el contenido de clorofila a y b
- Aumento en el contenido de carotenoides
- Inhibicioacuten en la reaccioacuten de Hill efecto en PSII
- Reduccioacuten en el tamantildeo y alteraciones en la ultraestructura de cloroplastos
- Disminucioacuten de la concentracioacuten de la enzima RubisCo
- Inhibicioacuten de la Fe(III) reductasa en raiacuteces generando deficiencia al Fe(II) y su
consecuente efecto en la fotosiacutentesis
bull Efecto inhibitorio en la elasticidad de la pared celular (Barceloacute amp Poschenrieder 1989)
bull Aumento de la permeabilidad de membranas (Barua amp Jana 1986)
bull Disminucioacuten en el contenido de proteiacutenas totales en hojas (Barua amp Jana 1986 Gil et al
1995 Mohan amp Hosetti 1997)
bull Alteracioacuten en la absorcioacuten contenido y metabolismo de nutrientes (Kabata-Pendias amp
Pendias 1985 Breckle amp Kahle 1992 Kahle 1993 Jalil et al 1994b Gil et al 1995 Singh
et al 1996 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli 1999)
bull Alteraciones en la actividad enzimaacutetica inhibicioacuten de amilasas adenosin trifosfatasa
alcohol deshidrogenasa glutamato-oxalacetato transaminasa anhidrasa carboacutenica y
peptidasas Aumento de la actividad de la glucosa 6-fosfato deshidrogenasa glutamato
deshidrogenasa isocitrato deshidrogenasa enzima maacutelica glutamato-oxalacetato
transaminasa peroxidasa (Van Assche et al 1988 Kneer amp Zenk 1992 Kahle 1993
Mohan amp Hosetti 1997)
bull Alteracioacuten en el balance hiacutedrico de la planta (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Barceloacute amp
Poschenrieder 1989 Greger amp Johansson1992 Kahle 1993 Gupta amp Devi 1994
Kovačević et al 1999)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
29
- Efecto en la regulacioacuten de la apertura y cierre de estoma y en el tamantildeo densidad y
morfologiacutea estomaacutetica
- Disminucioacuten de la turgencia celular
- Reduccioacuten en el transporte de agua hacia los oacuterganos aeacutereos de la planta por
disminucioacuten en el nuacutemero y diaacutemetro de vasos y traqueidas ademaacutes del bloqueo parcial
por restos celulares y gomas
- Aumento de la suberizacioacuten de las ceacutelulas radicales
bull Inhibicioacuten en el crecimiento y dantildeo en las raiacuteces (Wang 1987 Stefani et al 1991 Kahle
1993 Jalil et al 1994b)
bull Inhibicioacuten en crecimiento de tallo (Van Assche et al 1988 Stefani et al 1991 Breckle amp
Kahle 1992 Jalil et al 1994b Wu amp Zhang 2002)
bull Inhibicioacuten en el aacuterea biomasa y anatomiacutea foliar (Jalil et al 1994b Skoacuterzyńska-Polit et al
1995 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli 1999 Wu amp Zhang 2002)
bull Retraso y alteraciones en la formacioacuten de estructuras reproductivas en Pteridofitas
Inhibicioacuten en la germinacioacuten de esporas (Gupta amp Devi 1994)
I4 CARACTERIacuteSTICAS USOS DISTRIBUCIOacuteN Y EFECTOS BIOLOacuteGICOS DEL
HERBICIDA GLIFOSATO
El glifosato es un herbicida no selectivo que se ha venido utilizando mundialmente desde hace
maacutes de 30 antildeos Se lo aplica tanto como herbicida preemergente en el control de malezas en
cultivos intensivos como en cultivos extensivos de algodoacuten soja maiacutez trigo avena centeno y
papa y como herbicida desecante de precosecha en cultivos de trigo centeno canola soja
lentejas etc Tambieacuten se lo utiliza en el control de malezas de los costados de los caminos en
forestaciones en aacutereas industriales recreacionales puacuteblicas y domeacutesticas asiacute como para el
control de malezas acuaacuteticas en canales estanques o cuerpos de agua naturales
En los uacuteltimos antildeos se han desarrollado cultivos geneacuteticamente modificados resistentes
a este herbicida por lo que su uso se ha incrementado ampliamente (Pengue 2000
Mentaberry 2001 Blackburn amp Butin 2003 Poverene amp Cantamutto 2003) Como se ha
mencionado anteriormente en Argentina la implementacioacuten de cultivos geneacuteticamente
modificados y en particular el cultivo de soja RR (Roundup Ready resistente al formulado de
glifosato Roundup) se incrementoacute notablemente durante los uacuteltimos 20 antildeos creciendo la
superficie sembrada en forma sostenida y alcanzando en la actualidad a maacutes de 16 millones de
hectaacutereas (Pengue 2000 Mentaberry 2001 Satorre 2005 SAGPyA 2009) A esto se suma
maacutes recientemente la incorporacioacuten de otros cultivos resistentes al glifosato (ej maiacutez)
produciendo un consecuente aumento del uso del herbicida glifosato y de otros agroquiacutemicos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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incluidos en el paquete tecnoloacutegico para el manejo de los cultivos (Pengue 2000 Mentaberry
2001 Satorre 2005 Trigo 2005)
Muchos estudios ecotoxicoloacutegios del herbicida glifosato estaacuten predominantemente
orientados a la evaluacioacuten del riesgo para las especies animales (WSSA 1994 Cox 2003 Tsui
amp Chu 2003 Howe et al 2004 Couble amp Wagner 2005) Existen diversos antecedentes
bibliograacuteficos sobre el impacto de los herbicidas sobre comunidades vegetales en el contexto
de cultivos geneacuteticamente modificados que usan glifosato ademaacutes de estudios de laboratorio
con especies vegetales no blanco (Peterson et al 1994 Paradiso Giles 2000 Ralph 2000
Blackburn amp Boutin 2003 Michel et al 2004) Varios autores evaluaron ademaacutes los efectos
subletales de los residuos de glifosato en el suelo en la germinacioacuten y desarrollo de plaacutentulas
no soacutelo en especies de intereacutes agronoacutemico sino considerando ademaacutes el impacto del herbicida
en los bancos de semillas de especies de la flora ruderal en agroecosistemas (Boutin et al
1993 Boutin amp Rogers 2000 Pline et al 2002 Martin amp Ronco 2006 Ronco et al 2008) Los
efectos fitotoacutexicos en ambientes acuaacuteticos han sido considerados ademaacutes en especies algales
y plantas vasculares (Peterson et al 1994 Paradiso Giles 2000 Martin et al 2003 SRHN
2003a Tsui amp Chu 2003 Michel et al 2004 Martin et al 2005) Seguacuten los resultados
obtenidos por diferentes autores que evaluaron la toxicidad en las Lemnaacuteceas el glifosato es
de baja fitotoxicidad en comparacioacuten a otros herbicidas yo plaguicidas pertenecientes a
diferentes familias quiacutemicas o con otro modo de accioacuten (Peterson et al 1994 Paradiso Giles
2000 Michel et al 2004) Ralph (2000) observa lo mismo para la especie haloacutefita Halophila
ovalis con respecto a los herbicidas DCMU atrazina y simazina
I41 Caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas comportamient o en el ambiente modo de accioacuten y
efectos fitotoacutexicos del glifosato
Glifosato (N-(fosfonometil) glicina) PM 16907
HO P
OH
O
CH2 NH CH2 C
O
OH
Algunas de las caracteriacutesticas fiacutesico quiacutemicas ambientalmente mas relevantes del aacutecido puro
son solubilidad en agua 157 gL a pH 7 y 25 ordmC presioacuten de vapor 1 84x10-4 mmHg a 45 ordmC
densidad 174 gml kow 00006-00017 pK3 26 56 y 103 estabilidad por 30 d a 25 ordmC a pH 5
7 y 9 Muchos herbicidas contienen en sus formulados la sal isopropilamina de glifosato (IPA
PM 2272) por ser una forma auacuten mas soluble que el aacutecido ademaacutes de que es mas faacutecilmente
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
31
absorbida por el vegetal que el aacutecido En el suelo el glifosato se mantiene generalmente
inactivo adsorbido a la materia orgaacutenica y la arcilla por lo que no es faacutecilmente absorbido por
los vegetales Ademaacutes la presencia de metales catioacutenicos en las arcillas del suelo aumenta la
adsorcioacuten al mismo mientras que eacutesta disminuye con la reduccioacuten del pH (Giesy et al 2000
Tsui amp Chu 2004) Esto determina que sea bajo el riesgo de lixiviacioacuten a las aguas
subterraacuteneas o migracioacuten por escorrentiacutea a cuerpos de agua superficiales No obstante el
glifosato puede incorporarse a los riacuteos y arroyos a traveacutes de las partiacuteculas de suelo a las que
esta adsorbido cuando estas son arrastradas en la escorrentiacutea superficial ademaacutes del glifosato
proveniente por deriva de la aplicacioacuten que ingresa a la columna de agua directamente Si bien
el glifosato es de alta solubilidad en los cuerpos de agua superficiales se adsorbe fuertemente
a la arcilla limo y materia orgaacutenica del sedimento y del material particulado en suspensioacuten
disminuyendo de esta manera la biodisponibilidad para los vegetales y por lo tanto su efecto
herbicida (WSSA 1994 Giesy et al 2000 Morillo et al 2000 Information Ventures Inc
2002 Cox 2003 Camilioacuten et al 2006) Los valores informados de vida media del glifosato
variacutean ampliamente encontraacutendose entre 13 a 141 diacuteas para el suelos agriacutecolas y hasta 335
diacuteas en suelos forestales 12 a 60 diacuteas para el agua y en sedimentos entre 120 diacuteas a maacutes de
un antildeo El principal metabolito intermediario de degradacioacuten es el aacutecido aminometilfosfoacutenico
(AMPA) siendo transformado finalmente por los microorganismos mayoritariamente en dioacutexido
de carbono Si bien algunos microorganismos pueden degradar el glifosato varios estudios
demuestran que este herbicida puede tener efectos adversos en las poblaciones microbianas
en la actividad enzimaacutetica del suelo y en el desarrollo de hongos micorriacutezicos (Chakravarty amp
Chatarpaul 1990 Araujo et al 2003 Ronco et al 2008) Por otra parte a partir de exudados
de raiacuteces de plantas senescentes y de restos de plantas en descomposicioacuten que han recibido
aplicaciones de glifosato se liberan residuos del herbicida al suelo siendo absorbido por otras
plantas causaacutendoles efectos toacutexicos subletales como la reduccioacuten en la produccioacuten de biomasa
(Pline et al 2002 Neumann et al 2006) Es por ello que las plantas terrestres no soacutelo estaacuten
en contacto con este herbicida por viacutea aeacuterea (contacto superficial directo) sino que ademaacutes
estaacuten expuestas a los residuos de glifosato en el suelo proveniente de las mismas aplicaciones
y de los exudados de raiacuteces de malezas y cultivos resistentes ademaacutes del barbecho de los
mismos
En el control de malezas luego de una aplicacioacuten del producto formulado se observan
signos de clorosis luego de 4 -7 diacuteas en gramiacuteneas muy susceptibles y entre 10 y 20 diacuteas en
las especies menos sensibles El glifosato es un herbicida sisteacutemico que ingresa a la planta
principalmente por las hojas (en la aplicacioacuten a campo por contacto superficial directo) y es
translocado principalmente por viacutea simplaacutestica desde el sitio de contacto migrando a otras
partes de la planta principalmente a traveacutes del floema acumulaacutendose en oacuterganos subterraacuteneos
hojas joacutevenes y meristemas A partir del suelo el glifosato se absorbe faacutecilmente por las raiacuteces
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
32
translocaacutendose a los sitios de crecimiento activo a traveacutes del xilema (WSSA 1994 Giesy et al
2000)
En las aplicaciones a campo del glifosato (contacto superficial directo) la absorcioacuten del
herbicida es a traveacutes de la cutiacutecula cerosa de las hojas siendo la matriz del poliacutemero de cutina
la principal barrera para la transferencia de moleacuteculas polares como el glifosato a traveacutes de la
cutiacutecula vegetal (WSSA 1994 Santier amp Chamel 1998 Blackburn and Boutin 2003) La sal
isopropilamiacutenica del glifosato se absorbe maacutes faacutecilmente que el aacutecido mientras que el
agregado de surfactantes y de sulfato de amonio (coadyuvante presente en muchos
formulados de glifosato) favorece auacuten maacutes la entrada del producto a traveacutes de la cutiacutecula El
pasaje al interior de la ceacutelula a traveacutes de la membrana plasmaacutetica es muy lento debido
posiblemente a las cargas negativas del glifosato a pH fisioloacutegico estando este transporte
favorecido por un transportador fosfato (WSSA 1994)
El glifosato inhibe la siacutentesis de los aminoaacutecidos aromaacuteticos fenilalanina tirosina y
triptofano interfiriendo consecuentemente en la siacutentesis de proteiacutenas o de otras biomoleacuteculas
que requieran de estos aminoaacutecidos como precursores (Ej AIA) o como constituyentes
alterando ademaacutes las rutas metaboacutelicas de las que son intermediarios Inhibe ademaacutes la
fotosiacutentesis pero no por interferencia en el transporte de electrones en los fotosistemas sino
afectando la siacutentesis de clorofilas y carotenos ademaacutes de la actividad de enzimas
relacionadas El sitio de accioacuten bioquiacutemico del glifosato es la enzima 5-enolpiruvilshiquimato-3-
fosfato sintetasa (EPSP sintetasa) ubicada principalmente en los cloroplastos interfiriendo en
la siacutentesis del 5-enolpiruvilshiquimato-3-fosfato intermediario del ciclo del aacutecido shiquiacutemico El
ciclo del aacutecido shiquiacutemico presente en vegetales hongos y bacterias constituye la ruta
metaboacutelica de siacutentesis no soacutelo de los aminoaacutecidos aromaacuteticos sino tambieacuten de otros
compuestos fenoacutelicos simples como los aacutecidos cinaacutemico p-cumaacuterico cafeico feruacutelico y
clorogeacutenico ademaacutes de diversos compuestos relacionados como la lignina fitoalexinas
sustancias alelopaacuteticas y diversos flavonoides El glifosato ademaacutes interfiere en la actividad de
la enzima fenolalanina amonio-liasa responsable del metabolismo secundario de los
aminoaacutecidos aromaacuteticos El aumento de la actividad de esta enzima afecta la conversioacuten de los
aminoaacutecidos aromaacuteticos a diferentes compuestos fenoacutelicos (Amrhein et al 1980 Hollaumlnder amp
Amrhein 1980 Salisbury amp Ross 1994 WSSA 1994 Ralph 2000 Blackburn amp Boutin 2003
Lydon amp Duke 2006)
Entre las biomoleacuteculas relevantes para las plantas cuyo precursor de siacutentesis es el
triptofano se encuentra el fitoregulador AIA (aacutecido indol aceacutetico) Eacuteste se sintetiza
principalmente en los meristemas vegetales en zonas de activo crecimiento estimulando la
formacioacuten de yemas Actuacutea promoviendo el crecimiento por elongacioacuten celular al aumentar la
extensibilidad de la pared celular en tallos hojas y raiacuteces estimulando ademaacutes la siacutentesis de
etileno en muchos tipos celulares entre otros efectos El etileno entre numerosas funciones
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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promueve la abscisioacuten y los procesos de senescencia e inhibe la elongacioacuten de entrenudos en
los tallos y raiacuteces (Salisbury amp Ross 1994 Taiz amp Zeiger 2002 Blackburn amp Boutin 2003)
La separacioacuten o abscisioacuten de las frondes hijas en Lemnaacuteceas se estimula mediante la
aplicacioacuten de ABA (aacutecido absciacutesico) y etileno mientras que bajos niveles de ABA promueven la
formacioacuten de colonias con mayor nuacutemero de frondes observaacutendose ademaacutes que la aplicacioacuten
de sustancias que inhiben la produccioacuten de auxinas promueven la formacioacuten de colonias maacutes
numerosas en Spirodela punctata (Landolt 1986 Landolt amp Kandeler 1987 Li amp Xiong
2004a) Con relacioacuten a los factores que afectan el crecimiento de las frondes Landolt (1986)
cita el aumento de la elongacioacuten de las frondes en L trisulca por el agregado de AIA
Los diferentes efectos fitotoacutexicos descriptos para el glifosato son los siguientes
bull Reduccioacuten en la produccioacuten de biomasa seca aeacuterea e inhibicioacuten en las curvas de
crecimiento (Paradiso Giles 2000 Martin et al 2003 Ronco et al 2008)
bull Disminucioacuten en el nuacutemero de hojas inhibicioacuten en el crecimiento de hojas y cotiledones
(Pline et al 2002 Michel et al 2004 Ronco et al 2008)
bull Reduccioacuten en la produccioacuten de biomasa radical inhibicioacuten en la elongacioacuten de la raiacutez
alteraciones en la arquitectura radical necrosis en aacutepices radicales (Pline et al 2002
Martin amp Ronco 2006 Ronco et al 2008)
bull Inhibicioacuten en la actividad mitoacutetica y elongacioacuten celular en meristemas apicales radicales
(Ronco et al 2008)
bull Efectos en la fotosiacutentesis y contenido de clorofila (Ralph 2000 Martin et al 2003 Martin
et al 2005 Ronco et al 2008)
bull Alteraciones en la actividad enzimaacutetica y produccioacuten de metabolitos secundarios
(Amrhein et al 1980 Hollaumlnder amp Amrhein 1980 Salisbury amp Ross 1994 Lydon amp Duke
2006)
bull Inhibicioacuten en el desarrollo y la colonizacioacuten de micorrizas (Chakravarty amp Chatarpaul
1990 Ronco et al 2008)
Por otra parte este herbicida se utiliza en combinaciones comerciales asociado a productos
coadyuvantes que le otorgan caracteriacutesticas toxicoloacutegicas diferentes Los surfactantes son
coadyuvantes que incorporados en los formulados comerciales facilitan la eficiencia en la
aplicacioacuten incrementando el contacto e ingreso del principio activo a la planta (aumentan la
biodisponibilidad del principio activo) Entre los diferentes compuestos que se utilizan como
coadyuvantes en diferentes productos formulados del glifosato se encuentran NH4SO4
Na2SO3 KOH 2-iodo-2-propinil butilcarbamato (IPBC) isobutano metil pirrolidinona aacutecido
pelargoacutenico polioxietilen amina (POEA) aacutecido soacuterbico e isopropil amina (Giesy et al 2000
Cox 2003) El POEA es un surfactante muy utilizado en los distintos formulados de Roundup
constituyendo entre el 10 y 20 del producto (Blackburn amp Boutin 2003 Tsui amp Chu 2004) En
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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presencia de arcillas yo material orgaacutenico soluble o particulado el surfactante POEA se
adsorbe al material particulado orgaacutenico y a arcillas siendo esto mayor cuando se encuentra en
su forma quiacutemica catioacutenica a pH aacutecido o neutro (Krogh et al 2003 Tsui amp Chu 2003 Tsui amp
Chu 2004) Si bien estaacute muy estudiada la toxicidad del principio activo glifosato son pocos los
trabajos en los que se evaluacutea el efecto de los diferentes formulados comerciales de este
herbicida discriminando el aporte de los coadyuvantes generalmente considerados como
compuestos lsquoinertesrsquo en la toxicidad total del producto (Cox 2003 Tsui amp Chu 2003 Tsui amp
Chu 2004 Wang et al 2005 Martin et al 2008) Se debe destacar que ademaacutes los herbicidas
en sus diferentes formulados comerciales muchas veces dependiendo del estado fenoloacutegico
del cultivo no se aplican solos sino que se utilizan en mezclas combinaacutendolos con diferentes
insecticidas utilizados en el manejo de las plagas de los cultivos Entre los insecticidas
utilizados en los cultivos de soja RR se encuentran el endosulfaacuten clorpirifos y cipermetrina
cada uno de ellos con sus correspondientes coadyuvantes en los diversos productos
formulados comerciales (Pengue 2000 Martin amp Ronco 2006 Mugni 2009) Es importante
considerarlos en las evaluaciones de riesgo del uso de productos fitosanitarios en los
agroecosistemas que muchos de estos productos no se utilizan solos sino en mezclas de
formulados de herbicidas e insecticidas pudiendo generar efectos fitotoacutexicos aditivos
antagoacutenicos o sineacutergicos (Martin amp Ronco 2006)
El nivel de tolerancia al glifosato en las plantas terrestres no resistentes es muy variable y
depende de la especies y del la edad de las mismas observaacutendose diferentes efectos en los
distintos tejidos y oacuterganos vegetales (Pline et al 2002 Martin amp Ronco 2006 Ronco et al
2008) Martin amp Ronco (2006) evaluaron el efecto del Roundup en la germinacioacuten y crecimiento
de plaacutentulas de diferentes especies hortiacutecolas y forrajeras observando una alta variabilidad en
la sensibilidad de las especies siendo en algunos casos las diferencias en los valores de CI50
de hasta tres oacuterdenes de magnitud
Para el caso de la fitotoxicidad del glifosato en especies acuaacuteticas los datos
bibliograacuteficos indican un amplio intervalo de sensibilidad a este herbicida tanto en especies
algales (Peterson et al1994 Tsui amp Chu 2003 SRHN 2003a) como en Lemnaacuteceas y otras
macroacutefitas (Lockhart et al 1989 Peterson et al 1994 SRHN 2003a Michel et al 2004)
dependiendo esta variabilidad de la especie tiempo de exposicioacuten y del punto final considerado
en la evaluacioacuten de efectos ademaacutes de considerar la exposicioacuten al principio activo glifosato o
un formulado comercial (Ej Roundupreg)
Como se puede observar existe una amplia diversidad en la respuesta de los vegetales
frente al estreacutes generado por la presencia de metales pesados asiacute como por el herbicida
glifosato El efecto fitotoacutexico de estos contaminantes no puede ser definido o predicho de
manera generalizada por lo que es necesario el estudio comparativo en las diferentes especies
diagnoacutestico y evaluando puntos finales que abarquen distintas respuestas fisioloacutegicas No es de
menor importancia aclarar que la sensibilidad en la respuesta se halla iacutentimamente vinculada al
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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estadio de desarrollo de los individuos expuestos asiacute como tambieacuten al tiempo de exposicioacuten al
contaminante Son estos entonces aspectos relevantes a evaluar en estudios ecotoxicoloacutegicos
y obviamente en la seleccioacuten de una especie como organismo de diagnoacutestico
El trabajo de tesis doctoral aquiacute presentado se centraraacute en el estudio de la fitotoxicidad de
los dos grupos de contaminantes mencionados relevantes en los cuerpos de agua superficiales
de nuestro paiacutes los metales pesados asociados a aacuterea urbana industrial y el herbicida
glifosato con relacioacuten a su impacto en los agroecosistemas
En este estudio se consideraron tres metales pesados cobre cromo y cadmio
estableciendo como criterio de seleccioacuten su importancia como elementos contaminantes y si
constituyen o no nutrientes esenciales para la biota Los tres son metales ampliamente
distribuidos como contaminantes ambientales tanto del compartimiento acuaacutetico como
terrestre En cuanto a su participacioacuten como nutrientes el cobre es un elemento esencial en
vegetales y animales el cromo estaacute demostrado ser esencial soacutelo en especies animales y el
cadmio no lo es para ninguacuten organismo siendo ademaacutes altamente toacutexico
En este trabajo de tesis se consideraraacute la respuesta de tres clones de Lemnaacuteceas
pertenecientes uno a la especie L minor y dos a L gibba Dado que L minor no es una
especie nativa de Argentina pero estaacute entre las especies maacutes utilizadas y ademaacutes
recomendadas en los protocolos de ensayo para Lemnaacuteceas (USEPA 1996 Lytle amp Lytle
2001 Environment Canada 2007) es relevante comparar su sensibilidad con la especie L
gibba tambieacuten de uso muy difundido pero de amplia distribucioacuten en Argentina y
consecuentemente de mayor representatividad para nuestros sistemas acuaacuteticos (Boutin et al
1993 OECD 2002) Por otra parte comparar la respuesta en dos clones de L gibba de
diferente origen geograacutefico (clon local y clon proveniente de Europa) aporta informacioacuten
relevante respecto de la variabilidad intraespeciacutefica
Dada la variabilidad inter e intraespeciacutefica de las Lemnaacuteceas y siendo que no existe una
tendencia general en la respuesta conocer la sensibilidad de los tres clones de Lemna spp
frente a la exposicioacuten a metales pesados y al herbicida glifosato permite establecer potenciales
aplicaciones ya sea como especies sensibles aplicables en bioensayos de toxicidad o en
procesos de bioremediacioacuten como bioacumuladoras de metales Por otra parte los resultados
la evaluacioacuten de la toxicidad de contaminantes utilizando semillas tambieacuten muestran una
amplia variedad en la respuesta como lo indican los trabajos de Wang 1987 Wang 1992
Mohan amp Hosetti 1999 Lytle amp Lytle 2001 Esto amerita el estudio de la respuesta de Lactuca
sativa a los metales pesados como toacutexicos de referencia comparando la sensibilidad en
diferentes puntos finales de toxicidad
La aplicacioacuten de los bioensayos de toxicidad con Lemnaacuteceas y con semillas de L sativa
para la evaluacioacuten del efecto de metales pesados en plantas vasculares permite obtener
informacioacuten complementaria acerca de la fitotoxicidad de estos contaminantes abarcando no
soacutelo distintos estadios de desarrollo (semilla-plaacutentula-planta) sino evaluando tambieacuten puntos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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finales de respuesta en los que se consideran diferentes procesos fisioloacutegicos (germinacioacuten-
crecimiento-fotosiacutentesis) Estos dos bioensayos se complementan ademaacutes con relacioacuten al
compartimiento ambiental que representan asiacute como con las viacuteas de exposicioacuten a los
contaminantes El bioensayo con semillas es maacutes indicado para estimar el dantildeo en especies
terrestres de la flora riparia y evaluar la probabilidad de desarrollo de las plaacutentulas en un medio
con contaminantes ademaacutes de la permitir la exposicioacuten tanto a muestras liacutequidas (compuestos
puros muestras de aguas superficiales efluentes lixiviados) como soacutelidas (suelo y
sedimentos) El bioensayo con Lemnaacuteceas es maacutes representativo para la evaluacioacuten de los
efectos fitotoacutexicos de muestras liacutequidas
Maacutes allaacute de conocer la sensibilidad de estas especies es importante conocer las
condiciones oacuteptimas de obtencioacuten y produccioacuten en laboratorio de material bioloacutegico ejecucioacuten
de los ensayos y medicioacuten de puntos finales de toxicidad a fin de establecer y estandarizar
protocolos de ejecucioacuten de ensayo de fitotoxicidad que puedan ser aplicados ya sea para el
control ambiental evaluaciones ecotoxicoloacutegicas o en la certificacioacuten de productos nuevos de
acuerdo a las exigencias legales vigentes para nuestro paiacutes
Se considera relevante considerar en este estudio aspectos vinculados con la
representatividad de los bioensayos y la toxicidad de los diferentes contaminantes cuando la
exposicioacuten se realiza considerando condiciones experimentales aunque en laboratorio
similares o al menos maacutes representativas de la exposicioacuten en el medio natural en cuanto a lo
que respectan las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas del ambiente natural y su influencia en la
biodisponibilidad y consecuente toxicidad en un sistema bioloacutegico Otro aspecto que se ha
tenido en cuenta en este trabajo es la evaluacioacuten de la capacidad que poseen las especies de
recuperacioacuten de un nivel de dantildeo generado por la exposicioacuten a una concentracioacuten determinada
de contaminante
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I HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS
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II HIPOTESIS Y OBJETIVOS En la realizacioacuten de este trabajo se plantean las siguientes hipoacutetesis
Los efectos de compuestos toacutexicos contaminantes en vegetales pueden ser evaluados y cuantificados utilizando bioensayos estandarizados de laboratorio como metodologiacutea de diagnoacutestico El conocimiento de la variabilidad en la sensibilidad de respuesta de diversas especies vegetales considerando ademaacutes diferentes paraacutemetros indicadores de fitotoxicidad aporta informacioacuten complementaria y permite una mejor interpretacioacuten de los efectos nocivos de los contaminantes en las plantas vasculares Los metales pesados y el herbicida glifosato producen fitotoxicidad a las concentraciones de exposicioacuten registradas en los ambientes acuaacuteticos Los efectos de la contaminacioacuten sobre vegetales en ambientes naturales pueden ser interpretados por medio de bioensayos a escala de laboratorio
Las mismas se desarrollaraacuten cubriendo los siguientes objetivos
- Seleccioacuten de diferentes especies de Lemnaacuteceas y de semillas para su aplicacioacuten en bioensayos estandarizados de toxicidad como metodologiacutea de evaluacioacuten de efectos toacutexicos en vegetales
- Anaacutelisis de distintos indicadores de respuesta a considerar como puntos finales de
medicioacuten de la fitotoxicidad para cada bioensayo seleccionado (porcentaje de germinacioacuten tasa de crecimiento nuacutemero de hojas peso seco contenido de clorofila etc)
- Estudio de la sensibilidad de las especies vegetales seleccionadas considerando la
respuesta en los distintos puntos finales de toxicidad frente a la exposicioacuten a los metales pesados y al herbicida glifosato
- Comparacioacuten de la toxicidad de los metales pesados cobre (II) cromo (VI) y cadmio (II) y
estimacioacuten de las concentraciones umbrales de toxicidad en las especies de Lemnaacuteceas y semillas seleccionadas
- Evaluacioacuten del efecto del tiempo de exposicioacuten en los niveles de inhibicioacuten de los
paraacutemetros considerados como punto final de respuesta - Evaluacioacuten comparativa de la fitotoxicidad del herbicida glifosato (principio activo) y de un
formulado comercial del mismo - Estudio de la capacidad de recuperacioacuten de los efectos fitotoacutexicos luego de la exposicioacuten
subletal a diferentes concentraciones de los metales - Aplicacioacuten de los bioensayos de toxicidad estandarizados para la evaluacioacuten de la
biodisponibilidad de los metales pesados y del herbicida glifosato en cuerpos de agua superficial con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas diferentes
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III1 BIOENSAYO DE TOXICIDAD AGUDA CON SEMILLAS DE
Lactuca sativa L OBTENCIOacuteN DE MATERIAL BIOLOacuteGICO Y
PROTOCOLO DE ENSAYO DE TOXICIDAD AGUDA
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III1 BIOENSAYO DE TOXICIDAD AGUDA CON SEMILLAS DE
Lactuca sativa L OBTENCIOacuteN DE MATERIAL BIOLOacuteGICO Y
PROTOCOLO DE ENSAYO DE TOXICIDAD AGUDA
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III1 BIOENSAYO DE TOXICIDAD AGUDA CON SEMILLAS DE Lactuca sativa L
OBTENCIOacuteN DE MATERIAL BIOLOacuteGICO Y PROTOCOLO DE ENSA YO DE
TOXICIDAD AGUDA
III11 Caracteriacutesticas generales de las semillas d e Lactuca sativa L y su aplicacioacuten en
bioensayos de toxicidad
El ensayo de toxicidad con semillas de Lactuca sativa L ha sido recomendado y aplicado por
diferentes organismos de proteccioacuten ambiental para la evaluacioacuten ecotoxicoloacutegica de muestras
ambientales compuestos puros y para la evaluacioacuten del efecto fitotoacutexicos de pesticidas sobre
especies no blanco necesarios para el registro de pesticidas (OECD 1984b Wang 1987
USEPA 1989 Boutin et al 1993)
En el bioensayo con semillas de lechuga se evaluacutean los efectos fitotoacutexicos de un
compuesto puro o de una mezcla compleja en el proceso de germinacioacuten de las semillas y en
el desarrollo de las plaacutentulas durante los primeros diacuteas de crecimiento Es un ensayo estaacutetico
de toxicidad aguda (96 h de exposicioacuten) y como puntos finales para la evaluacioacuten de los efectos
fitotoacutexicos se determina la inhibicioacuten en la germinacioacuten y la inhibicioacuten en la elongacioacuten de la
radiacutecula y del hipocoacutetilo Es importante destacar que durante el periacuteodo de germinacioacuten y los
primeros diacuteas de desarrollo de la plaacutentula ocurren numerosos procesos fisioloacutegicos en los que
la presencia de una sustancia toacutexica puede interferir alterando la supervivencia y desarrollo
normal de la planta siendo por lo tanto una etapa de gran sensibilidad frente a factores
externos adversos Por otra parte muchas de las reacciones y procesos involucrados en la
germinacioacuten son generales para la gran mayoriacutea de las semillas por lo que la respuesta de
esta especie y los datos obtenidos a partir de la aplicacioacuten de este ensayo son en gran
medida representativos de los efectos en semillas o plaacutentulas en general El eacutexito o aptitud de
una plaacutentula para establecerse en un ambiente determinado es de importancia relevante para
garantizar la supervivencia de la especie La evaluacioacuten del desarrollo de la radiacutecula y del
hipocoacutetilo son indicadores representativos para determinar la capacidad de establecimiento y
desarrollo de la planta (Wang 1987 Boutin et al 1993 Wang amp Freemark 1995 Sobrero amp
Ronco 2004)
A diferencia de la prueba tradicional de germinacioacuten de semillas que evaluacutea la
emergencia de la plaacutentula del suelo (USEPA 1989 ASTM 1991a) la evaluacioacuten del efecto en
la elongacioacuten de la radiacutecula y del hipocoacutetilo permiten evaluar el efecto toacutexico de compuestos
solubles presentes en concentraciones tan bajas que no son suficientes para inhibir la
germinacioacuten pero que siacute pueden retardar o inhibir completamente los procesos de elongacioacuten
de la radiacutecula o del hipocoacutetilo dependiendo esto del modo y sitio de accioacuten de los
contaminantes De esta manera la inhibicioacuten en la elongacioacuten de la radiacutecula e hipocoacutetilo
constituyen indicadores subletales muy sensibles para la evaluacioacuten de efectos bioloacutegicos en
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vegetales aportando informacioacuten complementaria a la proporcionada al estudiar los efectos en
la germinacioacuten Esta prueba puede ser aplicada en la evaluacioacuten de la toxicidad tanto de
compuestos puros como de muestras de aguas superficiales (lagos riacuteos) aguas subterraacuteneas
aguas para consumo humano aguas residuales domeacutesticas e industriales ademaacutes de eluriados
y lixiviados de suelos sedimentos u otras muestras soacutelidas (Cheung et al 1989 Dutka 1989
Bowers et al 1997 Grassi et al 2000 Sobrero amp Ronco 2004) A diferencia de otros ensayos
de toxicidad en los que se consideran algas o plantas acuaacuteticas sumergidas como organismo
diagnoacutestico el bioensayo con semillas permite evaluar de manera directa la fitotoxicidad de
muestras coloreadas o con elevada turbiedad y sin necesidad de filtracioacuten previa reducieacutendose
asiacute las interferencias debidas al pretratamiento ademaacutes de simplificar el procedimiento de
ensayo
Si bien L sativa no es una especie representativa de ecosistemas acuaacuteticos ni tampoco
es una especie nativa o naturalizada en nuestros ambientes la informacioacuten generada a partir
de este ensayo de toxicidad proporciona datos sobre el posible efecto de los contaminantes
sobre las comunidades vegetales cercanas a las maacutergenes de cuerpos de agua contaminados
siendo tambieacuten una especie interesante de considerar por su importancia desde el punto de
vista hortiacutecola Por otra parte esta especie es de faacutecil y raacutepida germinacioacuten por lo que es
posible desarrollar la prueba en pocos diacuteas El ensayo de toxicidad con semillas de lechuga es
de muy bajo costo simple ejecucioacuten y no requiere del uso de equipamiento costoso o
sofisticado para la evaluacioacuten de los puntos finales de toxicidad
En Argentina el ensayo de toxicidad con semillas de L sativa se ha intercalibrado como
especie integrante de una bateriacutea de ensayos conjuntamente con el ensayo con cebollas
(Allium cepa) y otros con algas y especies animales en el marco de un proyecto de
intercalibracioacuten de bioensayos (WaterTox Network) coordinado por el International
Development Research Centre (IDRC) y el National Water Research Institute (NWRI) de
Environment Canada (Ronco et al 2000 Ronco et al2001 Castillo 2004 Ronco et al
2005a) Ademaacutes en Argentina este bioensayo ha sido considerado por el IRAM entre los
bioensayos estandarizados para su uso como herramienta de control de la calidad ambiental
(IRAM 2008)
III12 Obtencioacuten seleccioacuten y conservacioacuten de las semillas
Las semillas de lechuga (Lsativa var mantecosa) se obtienen en semilleriacuteas locales
procurando que sean semillas sin curar (sin fungicidas o plaguicidas)
Previo a la implementacioacuten del ensayo se verifica que cada lote de semillas utilizado
tenga un porcentaje de germinacioacuten superior al 90 sincronizacioacuten en la germinacioacuten y baja
variabilidad de la elongacioacuten de la radiacutecula e hipocoacutetilo (CV lt30) Es necesario ademaacutes
cuando se utilice un lote o cultivar nuevo de semillas caracterizar las condiciones de
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germinacioacuten la respuesta frente a la luz (fotoblastismo positivo o negativo germinacioacuten en
presencia o ausencia de luz respectivamente) y la temperatura oacuteptima de germinacioacuten
Las semillas seleccionadas se almacenan fraccionadas a 4 ordmC en oscuridad y en
ambiente seco Las semillas conservadas en estas condiciones mantienen su vigor al menos
durante 2 antildeos Un indicador de la reduccioacuten de la vitalidad y envejecimiento de las semillas es
la reduccioacuten en el poder germinativo (lt 90) y el aumento en la variabilidad de las medidas de
elongacioacuten de radiacutecula e hipocoacutetilo en el control negativo En este caso se recomienda realizar
las pruebas de toxicidad utilizando un nuevo lote de semillas
Con el fin de reducir la variabilidad en los resultados para el caso de algunos lotes de
semillas no seleccionadas y que presentaron gran heterogeneidad en el tamantildeo se realizoacute una
seleccioacuten previa por tamantildeo descartando las fracciones de mayor y menor tamantildeo y utilizando
solamente la fraccioacuten maacutes numerosa y de tamantildeo intermedio (entre 840 y 500 microm) La fraccioacuten
de menor tamantildeo presenta un alto porcentaje de semillas vanas mientras que las semillas de
mayor tamantildeo son maacutes vigorosas y la sensibilidad frente a los toacutexicos es menor
Si no es posible obtener lotes de semillas con poder germinativo ge al 90 se debe
aumentar el nuacutemero de semillas por caja para obtener un nuacutemero miacutenimo de 18 semillas
germinadas en los controles negativos Por otra parte si se desea aumentar la confiabilidad de
los resultados o en caso de contar con semillas que posean una alta variabilidad en la
elongacioacuten de la radiacutecula de los controles negativos auacuten habiendo seleccionado las semillas
de tamantildeo uniforme se recomienda aumentar el nuacutemero de reacuteplicas por tratamiento
Para la determinacioacuten de la viabilidad de las semillas se utilizaron teacutecnicas
convencionales de germinacioacuten en cajas de Petri con temperatura humedad e iluminacioacuten
controladas asiacute como la prueba del tetrazolio El anaacutelisis de la viabilidad con la prueba del
tetrazolio es un meacutetodo bioquiacutemico que utiliza el 235-trifeniltetrazolio como reactivo indicador
Luego que la solucioacuten de tetrazolio es absorbida por la semilla en las ceacutelulas vivas se llevan a
cabo reacciones de oacutexido-reduccioacuten en la cuaacutel participan las enzimas deshidrogenasas En
esta reaccioacuten los protones liberados en el proceso de respiracioacuten reducen el trifeniltetrazolio a
trifenilformazan El trifenilformazan es una sustancia estable no difusible de coloracioacuten rojiza
que permite distinguir las aacutereas vivas de las semillas (aacutereas de color rojo o rosado) de las
zonas muertas sin coloracioacuten (Ellis et al 1985)uml
III13 Protocolo del ensayo de toxicidad aguda
En la Figura III11 se resume el protocolo del ensayo de toxicidad con semillas El ensayo de
toxicidad aguda (96h) con semillas de lechuga (Lactuca sativa L var mantecosa) se realiza en
cajas de Petri (100 mm de diaacutemetro) utilizando papel de filtro Whatman Ndeg 3 (o equivalente)
como soporte y medio de imbibicioacuten El volumen de muestra para el ensayo es de 4-5 ml por
caja empleando agua destilada en los controles negativos y como medio de dilucioacuten Por cada
caja de Petri y una vez embebido el papel de filtro se colocan 20 semillas teniendo en cuenta
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de dejar espacio suficiente entre las semillas para permitir la elongacioacuten de las raiacuteces Las
cajas se tapan y se colocan en bolsas plaacutesticas para evitar la peacuterdida de humedad Dado que
algunas variedades de semillas de lechuga requieren oscuridad para que se produzca la
germinacioacuten (semillas fotoblaacutesticas negativas) las cajas de Petri deben cubrirse de la luz
inmediatamente despueacutes de iniciada la imbibicioacuten y durante el periodo de ensayo Incubar por
un periodo de 96 h a 22plusmn2 ordmC Se realiza al menos 3 repeticiones para cada dilucioacuten ensayada
Figura III11 Protocolo de ensayo de toxicidad agudo con semillas de Lactuca sativa
III14 Puntos finales de evaluacioacuten de la toxicida d
Como puntos finales de evaluacioacuten de la toxicidad se consideran el efecto en la germinacioacuten y
la elongacioacuten de la radiacutecula e hipocoacutetilo (USEPA 1989 Sobrero amp Ronco 2004)
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Efecto en la germinacioacuten se registra el nuacutemero de semillas que germinaron normalmente
respecto del total de semillas colocadas al inicio del ensayo considerando como criterio de
germinacioacuten la aparicioacuten visible de la radiacutecula
Efecto en la elongacioacuten de la radiacutecula e hipocoacutetilo utilizando una regla se mide
cuidadosamente la longitud de la radiacutecula y del hipocoacutetilo de cada una de las plaacutentulas
correspondientes a los controles y a cada concentracioacuten de toacutexico La medida de elongacioacuten de
la radiacutecula se considera desde el nudo (regioacuten maacutes engrosada de transicioacuten entre la radiacutecula y
el hipocoacutetilo) hasta el aacutepice radicular La medida de elongacioacuten del hipocoacutetilo se considera
desde el nudo hasta la insercioacuten de los cotiledones (Figura III12)
Figura III12 Germinacioacuten y estadios de desarrollo por los que atraviesa la semilla y la plaacutentula durante las 96h del ensayo de toxicidad
Antes de retirar las plaacutentulas de las cajas de Petri para evaluar el efecto en los puntos finales
anteriormente mencionados es importante realizar una observacioacuten detallada del estado
general de las misma y del crecimiento de la radiacutecula sobre el papel de filtro Informar cualquier
indicador de fitotoxicidad o de crecimiento anormal en las plaacutentulas tratadas y en los controles
(aacutepices radiculares con necrosis pelos absorbentes poco desarrollados radiacuteculas con
crecimiento ensortijado necrosis en los cotiledones etc) Al evaluar el efecto en la
germinacioacuten se debe consignar ademaacutes aquellas semillas con germinacioacuten anormal
(emergencia de cotiledones o cotiledones e hipocoacutetilo solamente pero sin emergencia de la
radiacutecula) o con desarrollo de hongos
hipo
coacutetil
o radiacutecula
cotiledones
Emergencia de la radiacutecula
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Una vez finalizado el periodo de exposicioacuten un procedimiento factible de realizar para
facilitar la medicioacuten de la radiacutecula e hipocoacutetilo es proceder a congelar en freezer las caacutepsulas
de Petri correspondientes a todos los tratamientos y descongelarlas a medida que se van
midiendo De esta manera las plaacutentulas descongeladas adquieren una consistencia blanda que
favorece la realizacioacuten de las medidas con mayor precisioacuten Si se procede a evaluar el efecto
sobre las plantas descongeladas es importante proceder de igual manera con todas las reacuteplicas
del ensayo Esta metodologiacutea permite trabajar con numerosas muestras simultaacuteneamente
conservaacutendolas una vez finalizada la exposicioacuten permitiendo asiacute cuantificar el efecto en los
puntos finales por etapas en momentos diferentes
En la Tabla III11 se indica el poder germinativo y las condiciones de germinacioacuten
consignaacutendose el intervalo de temperatura donde se obtienen los valores oacuteptimos de
germinacioacuten asiacute como la temperatura a partir de la que se genera termodormancia de los
diferentes cultivares de Lactuca sativa var mantecosa evaluados para su uso en bioensayos
de toxicidad y utilizados en este trabajo de tesis La Tabla III11 muestra tambieacuten la
variabilidad en la elongacioacuten de la radiacutecula y del hipocoacutetilo y la sensibilidad frente a un toacutexico de
referencia (K2Cr2O7) luego de las 96h de crecimiento en condiciones estandarizadas de
ensayo de toxicidad
Tabla III11 Condiciones de germinacioacuten variabilidad en la elongacioacuten de la radiacutecula e
hipocoacutetilo y sensibilidad de dos cultivares de Lactuca sativa var mantecosa
Caracteriacutesticas del cultivar de L sativa var mantecosa
Cultivar de
germinacioacuten
Longitud
de la
radiacutecula
(mm)
Longitud
del
hipocoacutetilo
(mm)
Temperatura
de
germinacioacuten
degC
Fotoblastismo Sensibilidad
al Cr(VI)
CI50
Maravilla
de
Invierno
96 228 plusmn 055 99 plusmn 046 22plusmn2
(27)
negativo 51 (459-569)
Elsa 98 234 plusmn 075 115 plusmn 078 22plusmn2
(25)
negativo 49 (431-544)
Los valores corresponden a la Media plusmn error estaacutendar de las medidas de las plaacutentulas en los controles negativos luego de 96h de crecimiento en condiciones estandarizadas de bioensayo Se indica entre pareacutentesis la temperatura miacutenima a la que se verifica termodormancia Los valores corresponden a mgCrVIL indicaacutendose entre pareacutentesis el intervalo de confianza (95)
En los dos cultivares seleccionados para este trabajo las condiciones de germinacioacuten son muy
similares asiacute como los valores promedio y la variabilidad de elongacioacuten de la radiacutecula e
hipocoacutetilo de las plaacutentulas en los controles negativos Con relacioacuten a la sensibilidad al toacutexico de
referencia se observa que el cultivar Elsa es levemente maacutes sensible que el cultivar Maravilla
de Invierno
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III15 Expresioacuten de los resultados de toxicidad
La respuesta toacutexica en los diferentes puntos finales por exposicioacuten a los contaminantes se
expresa como CI10 CI25 o CI50 (concentracioacuten de toacutexico que produce el 10 25 o 50 de
inhibicioacuten en el paraacutemetro considerado como punto final respectivamente) Tambieacuten es posible
informar los valores correspondientes al NOEC (No Observed Effect Concentration maacutexima
concentracioacuten ensayada a la que no se verifica efecto toacutexico estadiacutesticamente significativo)
LOEC (Lowest Observed Effect Concentration miacutenima concentracioacuten ensayada a la que se
verifica efecto toacutexico estadisticamente significativo) y TOEC (Threshold Observed Effect
Concentration concentracioacuten umbral a la que se verifica efecto toacutexico) Dado que el uso de las
siglas NOEC LOEC y TOEC se encuentra muy difundido en idioma ingleacutes se mantienen las
siglas de las mismas en ese idioma sin traducirlas al castellano
Los valores de NOEC y LOEC se verifican mediante el ANOVA aplicando el meacutetodo de
Dunnett o el de Williams para la comparacioacuten muacuteltiple de medias cuando se verifica la
normalidad y homogeneidad de la varianza de los datos o mediante anaacutelisis no parameacutetrico
con el meacutetodo de Wilcoxon El valor del TOEC se calcula como la media geomeacutetrica de los
valores del NOEC y LOEC Los valores correspondientes a la CI10 CI25 y CI50 se estiman
mediante un meacutetodo no parameacutetrico de interpolacioacuten lineal obtenieacutendose los liacutemites de
confianza mediante ldquobootstrappingrdquo por remuestreos al azar de los datos experimentales
(Environment Canada 1999b) La CI10 CI25 y CI50 se calcularon soacutelo para aquellos puntos
finales donde la inhibicioacuten fue superior al 10 25 y 50 respectivamente para alguna de las
concentraciones de metal ensayadas En aquellos paraacutemetros para los que no es posible
calcular la CI o cuando se compara la respuesta en varios puntos finales el efecto inhibitorio
se expresoacute como porcentaje (Sokal amp Rohlf 1979 Boutin et al 1993 Zar 1996 Environment
Canada 1999a 1999b 2005)
Si bien en protocolos maacutes recientes se recomienda el caacutelculo de la CI por estimacioacuten
inversa a partir de la de regresioacuten lineal o no lineal de los datos de las curvas de toxicidad
(Environment Canada 2005) se informan en este trabajo tanto para los ensayos con semillas
como para aquellos con Lemnaacuteceas los resultados de las estimaciones de CI calculados
mediante la metodologiacutea descripta en el paacuterrafo anterior utilizando un meacutetodo no parameacutetrico
de interpolacioacuten lineal Se han realizado para numerosos ensayos los caacutelculos por ambas
metodologiacuteas (regresioacuten lineal o no lineal e interpolacioacuten lineal) encontraacutendose en la mayoriacutea
de los casos dificultades para la linearizacioacuten de los datos o para la estimacioacuten inversa y
caacutelculo de los intervalos de confianza a partir de modelos no lineales obteniendo ajustes con
coeficientes de correlacioacuten muy bajos Mediante el uso del meacutetodo no parameacutetrico de
interpolacioacuten lineal se pretende unificar la metodologiacutea utilizada a la hora de comparar los
valores de CI asiacute como facilitar el caacutelculo de los intervalos de confianza para dichas
estimaciones evitando forzar el ajuste de los datos a un modelo determinado y priorizando el
uso de datos sin transformar (Dr Maronna comunicacioacuten personal) No obstante esto si bien
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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no se informa en este trabajo en aquellos casos en los que se estimaron las CI mediante
estimacioacuten inversa a partir de curvas linearizadas (a partir de transformaciones log-probit
logariacutetmica inversa etc) los valores obtenidos son muy similares y siempre dentro de los
intervalos de confianza a los obtenidos mediante interpolacioacuten lineal Por ejemplo para el caso
del efecto de metales pesados en Lemnaacuteceas mediante la aplicacioacuten de las transformaciones
probit y logariacutetmica en los porcentajes de efecto inhibitorio y concentracioacuten de toacutexico
respectivamente se obtuvieron los mejores coeficientes de determinacioacuten (R2) en el ajuste de
la regresioacuten lineal asiacute como estimaciones de los valores de CI e intervalos de confianza
coincidentes a las obtenidas mediante el meacutetodo no parameacutetrico de interpolacioacuten lineal
(Sobrero 1996 1997 2000 Sobrero amp Ronco 2000)
El anaacutelisis estadiacutestico de los datos de toxicidad se realizoacute utilizando los programas de
computacioacuten Systat (Systat Inc 1993) Statistica (StatSoft Inc 1996) y Toxstat Version 35
(West Inc 1996)
Con el fin de establecer el intervalo de concentraciones finales de exposicioacuten en el cual
se verifique efecto inhibitorio y asiacute poder elabora las curvas de toxicidad se realizan ensayos
preliminares seleccionando concentraciones de exposicioacuten seguacuten escala logariacutetmica A partir
de estos resultados se realizan las exposiciones definitivas ajustando el intervalo de
concentraciones en el disentildeo experimental seguacuten la sensibilidad de la especie estudiada Este
procedimiento se aplica de manera general a la evaluacioacuten de la toxicidad no soacutelo de
compuestos puros sino tambieacuten a mezclas complejas lixiviados o muestras ambientales
III16 Interferencias posibles en el proceso normal de germ inacioacuten o desarrollo de las
plaacutentulas
Los aspectos que se consideran a continuacioacuten son algunas de las interferencias
metodoloacutegicas maacutes comunes en el proceso normal de germinacioacuten o desarrollo de las plaacutentulas
en el procedimiento del ensayo de toxicidad
bull Toxicidad del sustrato cuando se reemplaza el papel corrientemente utilizado por otras
marcas maacutes econoacutemicas o se utiliza papel de filtro cualitativo en planchas hay que tener en
cuenta posibles efectos toacutexicos del papel Si se han tenido buenos resultados con una
marca o calidad determinada de papel es conveniente no variar el sustrato de ensayo El
papel de filtro que se seleccione como sustrato de germinacioacuten debe tener las siguientes
caracteriacutesticas
- Trama amplia y porosa que asegure una buena capacidad de retencioacuten de liacutequido
- Resistencia de la fibra del papel para que las radiacuteculas crezcan por su superficie y sin
atravesarlo lo que dificultariacutea sacar las plaacutentulas sin dantildearlas
- Carecer de residuos toacutexicos (ej blanqueadores) y que no desarrolle hongos (no asociados
a las semillas)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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bull Exceso de agua de imbibicioacuten o de muestra lo que determina una baja disponibilidad de
oxiacutegeno necesario para el normal desarrollo del proceso de germinacioacuten El papel de filtro
utilizado como sustrato de germinacioacuten debe estar bien mojado con sobrante de liacutequido
para evitar la desecacioacuten de las plaacutentulas en crecimiento pero en ninguacuten caso las semillas
deben quedar sumergidas
bull Deacuteficit hiacutedrico durante el periodo de exposicioacuten se recomienda envolver las placas con una
bolsa plaacutestica para evitar que el papel de filtro de las mismas pierda agua durante el
ensayo No deben colocarse en una misma bolsa placas que correspondan a diferentes
tratamientos Tambieacuten se puede colocar dentro de la caacutemara de cultivo un recipiente con
agua para generar un ambiente huacutemedo reducieacutendose asiacute la evaporacioacuten Hay que tener
en cuenta que la peacuterdida de humedad de las caacutepsulas genera una concentracioacuten del toacutexico
cuyo efecto estaacute siendo evaluado y por lo tanto las conclusiones a las que se arribe seriacutean
erroacuteneas
bull Exposicioacuten a la luz durante el proceso de imbibicioacuten de las semillas inmediatamente
despueacutes de colocar las semillas sobre el papel de filtro se recomienda tapar y envolver las
caacutepsulas de Petri cubrieacutendolas de la luz (para el caso de semillas fotoblaacutesticas negativas)
bull Temperatura de ensayo las semillas de L sativa expuestas a una temperatura superior
(apenas unos grados) a la oacuteptima para la germinacioacuten no germinaraacuten aunque se las
coloque posteriormente a temperaturas inferiores (termodormancia o dormancia inducida
por la temperatura)
Si bien en este capiacutetulo del trabajo de tesis se ha desarrollado la metodologiacutea del ensayo de
toxicidad aguda con Lactuca sativa en el capiacutetulo siguiente los diferentes estudios realizados
con esta especie ameritan el desarrollo de un apartado metodoloacutegico especiacutefico en el que se
consideran aspectos puntuales concernientes a cada experiencia ademaacutes de los vinculados al
disentildeo experimental y anaacutelisis estadiacutestico de los resultados
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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III2 EVALUACIOacuteN DE LA SENSIBILIDAD DE Lactuca sativa L
A LOS METALES Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) ESTUDIO
COMPARATIVO DE LOS EFECTOS AGUDOS Y
SUBCROacuteNICOS Y EVALUACIOacuteN DE LA RECUPERACIOacuteN
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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III2 EVALUACIOacuteN DE LA SENSIBILIDAD DE Lactuca sativa L A LOS METALES
Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) ESTUDIO COMPARATIVO DE LOS EFECTOS AGUDOS Y
SUBCROacuteNICOS Y EVALUACIOacuteN DE LA RECUPERACIOacuteN
III21 INTRODUCCIOacuteN Y OBJETIVOS
De acuerdo a los antecedentes descriptos acerca de la aplicacioacuten de las plantas vasculares
para la evaluacioacuten ecotoxicoloacutegica de contaminantes ambientales y en particular de metales
pesados (Capiacutetulos I2 y I3) si bien los efectos fitotoacutexicos del cobre cromo y cadmio han sido
bien documentados en numerosas investigaciones existe un amplio espectro de sensibilidad
en la respuesta tanto en especies acuaacuteticas como terrestres (Cheung et al 1989 Hendry et
al 1992 Lewis 1995 Gupta et al 1996 Crawley 1997 Wu amp Zhang 2002 Miretzky et al
2004) Esta gran diversidad en la fitotoxicidad se manifiesta no solamente entre especies
diferentes sino que ademaacutes variacutea seguacuten el paraacutemetro evaluado como punto final de respuesta
y el tiempo de exposicioacuten al contaminante (Barceloacute amp Poschenrieder 1989 Gupta et al 1994
Sinha et al 1994 Gupta et al 1996 Prasad et al 2001 Liu et al 2004)
Como se ha mencionado en los capiacutetulos anteriores la evaluacioacuten de efectos fitotoacutexicos
agudos con semillas en ensayos de laboratorio constituye una herramienta relevante en estudios
ecotoxicoloacutegicos de contaminantes en ambientes acuaacuteticos (Wang 1987 USEPA 1988 Boutin
et al 1993 Boutin et al 1995 Wang amp Freemark 1995 Lytle amp Lytle 2001) Conocer la
sensibilidad en la respuesta del ensayo de semillas de L sativa en los diferentes puntos finales
de exposicioacuten aguda aporta informacioacuten relevante para su uso como especie diagnoacutestico en
aplicaciones ambientales
No obstante la utilidad y relevancia del ensayo de toxicidad aguda con semilllas es
importante tambieacuten considerar la respuesta luego de periacuteodos de exposicioacuten maacutes extensos maacutes
representativos del ciclo bioloacutegico de la especie y considerando otros puntos finales de
evaluacioacuten Si bien existen numerosos trabajos en los que se evaluacutean en plantas vasculares
efectos subcroacutenicos de contaminantes orgaacutenicos asiacute como estudios de fitotoxicidad y
bioacumulacioacuten de metales pesados (Kleiman amp Cogliatti 1992 Lidon y Henriques 1992
Kummerovaacute amp Brandejsovaacute 1994 Moral et al 1994 Kovačević et al 1999 Singh amp Sinha
2005) son pocos los que utilizan plaacutentulas de L sativa como organismo diagnoacutestico
considerando periacuteodos de exposicioacuten prolongados (Matt amp van Laerhoven 1976 McKenna et al
1992 Hulzebos et al 1993 McKenna et al 1993 Sobrero amp Moschione 2001) Esta especie
asiacute como otras representantes de diferentes familias botaacutenicas se ha recomendado para la
evaluacioacuten de efectos fitotoacutexicos en plantas terrestres y durante periacuteodos de exposicioacuten mayor
al del ensayo de germinacioacuten y elongacioacuten de radiacutecula con semillas para el registro de
pesticidas y otras sustancias toacutexicas ademaacutes de aplicaciones al monitoreo ambiental (Boutin et
al 1993 OECD 1984b ASTM 1991a Wang amp Freemark 1995)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
52
Es en este marco que se encaroacute el estudio comparativo de las respuestas agudas y
subcroacutenicas en L sativa Considerando al Cr(VI) como metal de referencia se complementa el
estudio de los efectos de los metales pesados en L sativa orientando la evaluacioacuten a los efectos
que producen bajas concentraciones de toacutexico en tiempos de exposicioacuten prolongados y
comparando la respuesta y sensibilidad en diferentes puntos finales Conocer los umbrales de
respuesta para los diferentes puntos finales tanto para exposiciones agudas o subcroacutenicas
aporta informacioacuten relevante para el establecimiento de niveles guiacutea de proteccioacuten ambiental
(SRHN 2003b SRHN 2004 SRHN 2005)
Otro aspecto importante a considerar en estudios de fitotoxicidad es la evaluacioacuten de la
capacidad de recuperacioacuten que poseen las plaacutentulas previamente expuestas a dosis efectivas de
toacutexicos cuando eacutestas continuacutean su desarrollo en medios no contaminados En la evaluacioacuten de
los resultados de toxicidad cuando se consideran puntos finales subletales en ensayos agudos o
subcroacutenicos muchas veces es difiacutecil interpretar y extrapolar las consecuencias que tendraacuten
estos efectos en las poblaciones de los organismos estudiados luego de la exposicioacuten a un
toacutexico determinado A diferencia de los efectos letales el significado y la importancia de la
reduccioacuten en un paraacutemetro subletal no soacutelo dependeraacute del valor de inhibicioacuten producido por la
exposicioacuten al toacutexico sino tambieacuten de la relevancia fisioloacutegica que este paraacutemetro tenga en la
aptitud del organismo para sobrevivir (Wang amp Freemark 1995)
Si bien los ensayos de recuperacioacuten permiten estimar las consecuencias de los efectos
fitotoacutexicos agudos de un contaminante para el establecimiento y desarrollo posterior de las
plaacutentulas y asiacute facilitar la interpretacioacuten de su peligrosidad sobre los sistemas bioloacutegicos no son
aspectos evaluados corrientemente en estudios ecotoxicoloacutegicos por lo que ameritan una
consideracioacuten especial Es por esto que en este trabajo se propone ademaacutes evaluar la
capacidad de recuperacioacuten de Lsativa luego de exposiciones al cromo (VI) a concentraciones
que producen efecto agudo (CI50)
Se proponen como objetivos de este trabajo
bull Estudiar la sensibilidad de L sativa a la exposicioacuten aguda (96h) a los metales pesados
Cu(II) Cr(VI) y Cd(II)
bull Comparar la sensibilidad de diferentes puntos finales de respuesta para la evaluacioacuten de
efectos fitotoacutexicos agudos en L sativa
bull Compara la sensibilidad de L sativa en condiciones subcroacutenicas de exposicioacuten al Cr(VI) en
relacioacuten a la respuesta aguda a 96h de exposicioacuten
bull Evaluar la respuesta subcroacutenica de L sativa L a concentraciones de Cr(VI) que no
producen efecto toacutexico agudo y a concentraciones que producen efecto agudo menor a 40
de inhibicioacuten
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
53
bull Analizar comparativamente la sensibilidad y representatividad de diferentes punto final de
respuesta subcroacutenica
bull Establecer los umbrales de respuesta al Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) para los puntos finales de
exposicioacuten aguda y subcroacutenica
bull Evaluar la capacidad de recuperacioacuten de plaacutentulas previamente expuestas a
concentraciones de Cr(VI) que generan toxicidad aguda significativa
III22 METODOLOGIacuteA
III221 Evaluacioacuten de la toxicidad aguda de los m etales Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en L sativa
El ensayo de toxicidad aguda (96h) se realizoacute seguacuten la metodologiacutea descripta en el Capiacutetulo III1
utilizaacutendose en este estudio el cultivar Maravilla de Invierno de L sativa Los ensayos se
realizaron por triplicado cada uno con 3 repeticiones y con 20 semillas cada una para cada
metal evaluado Los paraacutemetros medidos como punto final fueron la inhibicioacuten en la elongacioacuten y
en el peso seco de la radiacutecula y del hipocoacutetilo expresando los efectos como porcentaje de
inhibicioacuten respecto del control El peso seco de la radiacutecula y del hipocoacutetilo se determinoacute luego de
72 h de secado a 80 degC expresando los resultados como el valor promedio de las plaacutentulas por
repeticioacuten
A partir de los resultados de los ensayos preliminares se realizaron las exposiciones
definitivas ajustando el intervalo de concentraciones utilizadas con cada metal de acuerdo a la
sensibilidad de la especie El intervalo de concentraciones de exposicioacuten ensayados fue de 025
a 7 mgCu(II)L 075 a 7 mgCr(VI)L y 01 a 10 mgCd(II)L
Los resultados de los efectos del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en los diferentes puntos finales se
analizaron mediante ANOVA simple comparaacutendose las medias mediante el meacutetodo de LSD
(Fishers Least Significant Difference Test) Para los efectos en la elongacioacuten de la radiacutecula e
hipocoacutetilo se estimaron los valores de la CI25 y CI50 a partir de las correspondientes curvas
concentracioacuten-respuesta Se calculoacute ademaacutes los valores de NOEC LOEC y TOEC Los valores
de NOEC LOEC y TOEC y las estimaciones de la CI25 y CI50 se calcularon de acuerdo a lo
especificado en el Capiacutetulo III15
Los patrones de metales para este ensayo asiacute como para los ensayos de toxicidad
subcroacutenica y recuperacioacuten se prepararon a partir de sales de Cd y Cu metaacutelico en HNO3 y de
K2Cr2O7 todos de calidad analiacutetica en agua nanopura verificaacutendose su concentracioacuten final por
espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica (Varian Spectra AA) por aspiracioacuten directa en llama
(APHA-AEEA-WPCF 1992)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
54
III222 Evaluacioacuten de la toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en L sativa
Este ensayo de laboratorio se realizoacute en dos etapas sucesivas abarcando los dos periacuteodos de
exposicioacuten (Figura III21)
1- Primer etapa ensayo de exposicioacuten aguda (96 h)
2- Segunda etapa ensayo de exposicioacuten subcroacutenica (21 diacuteas)
1- Ensayo de exposicioacuten aguda (96 h)
Este ensayo fue realizado seguacuten la metodologiacutea descripta en el Capiacutetulo III1 En este estudio
asiacute como en el ensayo de recuperacioacuten se utilizoacute el cultivar Elsa de L sativa Las semillas
fueron expuestas durante 96 h a las siguientes concentraciones de cromo 0 005 010 025
075 y 125 mg(VI)L Para la eleccioacuten del intervalo de concentraciones de Cr(VI) a ensayar se
consideraron los resultados obtenidos en el ensayo de toxicidad aguda con Cr(VI) (Capiacutetulo
III231) seleccionaacutendose concentraciones que no producen efecto agudo significativo (p le005)
para esta especie en la elongacioacuten de la radiacutecula (005 010 025 y 075 mgCr(VI)L) y aquella
que producen efecto lt40 (125 mgCr(VI)L) Se realizaron 6 repeticiones con 20 semillas cada
una El paraacutemetro medido como punto final del periacuteodo de exposicioacuten aguda fue la inhibicioacuten en
la elongacioacuten de la radiacutecula expresando los efectos como porcentaje de inhibicioacuten respecto del
control
Luego del periacuteodo de exposicioacuten aguda el 50 de las plaacutentulas para cada tratamiento fue
separado para medir la elongacioacuten de la raiacutez El resto de las plaacutentulas fue utilizado para
continuar con la segunda etapa del ensayo (exposicioacuten subcroacutenica Figura III21)
2- Ensayo de exposicioacuten subcroacutenica (21 diacuteas)
Las plaacutentulas previamente expuestas en el ensayo de exposicioacuten aguda (4 d) continuacutean el
crecimiento durante los siguientes 21 d en condiciones de hidroponia Las plaacutentulas fueron
transferidas a potes de plaacutestico conteniendo 300 ml de solucioacuten Hoagland (Hoagland amp Arnon
1950) diluida (15) Como soporte de las plaacutentulas en los potes se utilizoacute tela de gasa Las
concentraciones de Cr(VI) ensayadas fueron las mismas del periodo agudo de exposicioacuten 0
005 010 025 075 (concentraciones que no producen efecto agudo significativo) y 125 mgl
(inhibicioacuten lt40 en ensayo de toxicidad aguda) utilizando 15 plaacutentulas por pote y 4
repeticiones por nivel del tratamiento Las condiciones de exposicioacuten subcroacutenica fueron
32plusmn224plusmn2 degC de temperatura diacuteanoche fotoperiacuteodo de 16 h y 300 microMm2s de irradiancia A los
10 d de ensayo se renovoacute el 50 de la solucioacuten en todos los tratamientos controlaacutendose el pH
de las mismas
Los paraacutemetros medidos como punto final del ensayo subcroacutenico (4+21 d de exposicioacuten)
fueron contenido de clorofila (microgcm2) aacuterea foliar (cm2) peso seco total (mg) y nuacutemero de hojas
expresando la inhibicioacuten como porcentaje respecto del control Los resultados se analizaron
mediante ANOVA simple comparaacutendose las medias mediante el meacutetodo de LSD (Fishers Least
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
55
Significant Difference Test) Se calculoacute la CI25 y CI50 de acuerdo a la metodologiacutea descripta en el
Capiacutetulo III15
Figura III21 Procedimiento de ensayo para la evaluacioacuten de la toxicidad subcroacutenica
del cromo(VI) en L sativa
Luego del periacuteodo de exposicioacuten subcroacutenico en hidroponia (21 d) se recogieron las plaacutentulas
correspondientes a cada tratamiento se midioacute el aacuterea foliar y se contoacute el nuacutemero de hojas por
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
56
plaacutentula El 20 de las plaacutentulas se separoacute para la determinacioacuten de clorofila y el resto del
material se utilizoacute para la determinacioacuten del peso seco total (Figura III21)
La determinacioacuten de clorofila se realizoacute seguacuten la teacutecnica de Zscheile amp Comar (1941) utilizando
Dimetilformamida como solvente de extraccioacuten (5 ml) Se midioacute la absorbancia en un
espectrofotoacutemetro Shimadzu UV-160A UV-visible a 661 y 644 nm El contenido de clorofila se
expresoacute respecto del aacuterea foliar de las hojas sometidas a la extraccioacuten y se calculoacute con las
siguientes formulas
Clorofila Total = [(Cl a + Cl b) times vol] aacuterea foliar
Cl a = (127 times abs 661) - (279 times abs 644)
Cl b = (207 times abs 644) - (462 times abs 661)
El peso seco se determinoacute seguacuten lo indicado para el ensayo de toxicidad aguda (Capiacutetulo
III221) expresando los resultados como peso seco promedio por plaacutentula La medicioacuten del
aacuterea foliar se realizoacute utilizando un medidor de aacuterea foliar (LI-3100 Area Meter LI-COR) En las
medicioacutenes de peso seco aacuterea foliar y nuacutemero de hojas se incluyen los cotiledones
III223 Evaluacioacuten de la recuperacioacuten de L sativa luego de la exposicioacuten aguda al Cr(VI)
Este ensayo de laboratorio se realizoacute en dos etapas sucesivas (Figura III32)
1- Primer etapa ensayo de exposicioacuten aguda (96 h)
2- Segunda etapa ensayo de recuperacioacuten (21 d)
1 Ensayo de exposicioacuten aguda (96 h)
De acuerdo a la metodologiacutea descripta en el Capiacutetulo III1 las semillas fueron expuestas durante
96 h al control negativo y a 5 mgCr(VI)L (concentracioacuten correspondiente a la CI50-96h Capiacutetulo
III231) Se realizaron 6 repeticiones con 20 semillas cada una Como punto final del periacuteodo de
exposicioacuten aguda se evaluoacute la inhibicioacuten en la elongacioacuten de la radiacutecula
Luego del periacuteodo de exposicioacuten aguda el 50 de las plaacutentulas para cada tratamiento fue
separado para medir la elongacioacuten de la raiacutez El resto de las plaacutentulas fue utilizado para
continuar con la segunda etapa (Ensayo de recuperacioacuten Figura III22)
2 Ensayo de recuperacioacuten (21 diacuteas) Las plaacutentulas expuestas a 5 mgCr(VI)L durante el
periacuteodo de exposicioacuten agudo asiacute como aquellas del control negativo fueron utilizadas para
evaluar el nivel de recuperacioacuten luego de 21 diacuteas de crecimiento en ausencia de toacutexico (Figura
III22) Este ensayo se realizoacute en hidroponia en las mismas condiciones de crecimiento
utilizadas para el ensayo de exposicioacuten subcroacutenica (Capiacutetulo III222) Al diacutea 10 del ensayo de
recuperacioacuten se renovoacute el 50 de la solucioacuten de crecimiento en ambos tratamientos Como
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
57
puntos finales de respuesta se evaluoacute el contenido de clorofila (microgcm2) el aacuterea foliar (cm2) el
peso seco total (mg) y el nuacutemero de hojas expresando la recuperacioacuten como porcentaje
respecto del control La comparacioacuten de cada punto final en ambos tratamientos se realizoacute
mediante el meacutetodo de Dunnett de comparacioacuten de los valores medios (Montgomery 1991)
Figura III22 Procedimiento de ensayo para la evaluacioacuten de la recuperacioacuten de los
efectos fitotoacutexicos por la exposicioacuten aguda al cromo (VI) en Lsativa
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
58
III23 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN
III231 Evaluacioacuten de la toxicidad aguda de los m etales Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en L sativa
En la Tabla III21 se presentan los resultados del ANOVA simple de la respuesta en los puntos
finales elongacioacuten y peso seco de la radiacutecula y del hipocoacutetilo luego de 96h de exposicioacuten de
semillas de L sativa al cobre cromo y cadmio La Figura III23 muestra las curvas
concentracioacuten-respuesta para los puntos finales elongacioacuten de radiacutecula y elongacioacuten de
hipocoacutetilo en L sativa luego de 96h de exposicioacuten a los tres metales En la Tabla III22 se
indican las concentraciones de cobre cromo y cadmio correspondientes a la NOEC LOEC
TOEC CI25 y CI50 para la elongacioacuten de la radiacutecula y la elongacioacuten de hipocoacutetilo obtenidos a
partir de las curvas concentracioacuten-respuesta
Los resultados del ANOVA indican que para el intervalo de concentraciones ensayadas
los tres metales generan inhibicioacuten significativa en la elongacioacuten de la radiacutecula y del hipocoacutetilo
mientras que el peso seco de ambos no se ve afectado durante el periacuteodo agudo de exposicioacuten
por ninguno de los metales estudiados
Tabla III21 Toxicidad aguda del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en L sativa ANOVA de las variables
elongacioacuten y peso seco de la radiacutecula y del hipocoacutetilo se luego de 96h de exposicioacuten
Cobre (II) Cromo (VI) Cadmio (II)
Fuente de variacioacuten GL F p GL F P GL F p
Elongacioacuten de radiacutecula Concentracioacuten 6 2996 0000 6 23769 0000 6 2795 0000 Error 360 - - 335 - - 345 - - Elongacioacuten de hipocoacutetilo
Concentracioacuten 6 1974 0000 6 1424 0000 6 1884 0000 Error 360 - - 335 - - 345 - - Peso seco de radiacutecula Concentracioacuten 6 252 0073 6 099 0467 6 173 0187 Error 14 - - 14 - - 14 - - Peso seco de hipocoacutetilo Concentracioacuten 6 119 0363 6 029 0936 6 046 0825 Error 14 - - 14 - - 14 - -
GL grados de libertad F razoacuten de los cuadrados medios p probabilidad
Si se evaluacutea la sensibilidad de la especie a cada metal vemos que es el cobre el que genera
mayor toxicidad obtenieacutendose luego de la exposicioacuten al mismo los menores valores de CI
NOEC y LOEC tanto para los efectos en la elongacioacuten de la radiacutecula como del hipocoacutetilo De
los metales evaluados el menos toacutexico para L sativa es el Cr(VI) en el que se evidencian los
mayores valores de CI50 y LOEC No obstante estas diferencias en sensibilidad los valores de
CI y LOEC son para los tres metales del mismo orden de magnitud (Tabla III22)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
59
Al comparar la sensibilidad de respuesta en la elongacioacuten de la radiacutecula respecto de la
elongacioacuten del hipocoacutetilo se observa que para los tres metales estudiados los efectos fueron
mayores en la radiacutecula (Figura III23 Tabla III22) Cuando se comparan los valores
Tabla III22 Toxicidad aguda del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en Lsativa NOEC LOEC TOEC
CI25 y CI50 en mgL para la respuesta en la elongacioacuten de la radiacutecula (ER) y del
hipocoacutetilo (EH) luego de 96h de exposicioacuten
Metal Punto final NOEC LOEC TOEC CI 25 CI50
Cu(II) ER 01 025 016 079
(065-095)
199
(155-218)
EH 05 1 071 182
(132-204)
CI50 gt 700
Cr(VI) ER 075 100 087 153
(105-169)
509
(459-569)
EH 400 500 447 65
(602-713)
CI50 gt gt700
Cd(II) ER 010 050 022 175
(154-203)
372
(336-408)
EH 250 500 353 805 CI50 gt 1000
Los valores indicados entre pareacutentesis corresponden al intervalo de confianza (95) No es posible la estimacioacuten de la CI50 debido a que la inhibicioacuten en este punto final fue inferior al 50 para la maacutexima concentracioacuten de toacutexico ensayada
correspondientes a la CI25 y CI50 (CIhipocoacutetiloCIradiacutecula) se observa que estos son para el Cu(II)
Cr(VI) y Cd(II) respectivamente hasta 35 4 y 5 veces menores para la elongacioacuten de la
radiacutecula Al considerar la miacutenima concentracioacuten ensayada que produce efecto significativo
(LOEC) estas son para el Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) respectivamente 4 5 y 10 veces menores en
la elongacioacuten de la radiacutecula respecto del hipocoacutetilo siendo con el cobre donde los efectos en el
hipocoacutetilo son mayores La menor inhibicioacuten en el hipocoacutetilo respecto de la radiacutecula observada
principalmente para el cromo y el cadmio inhibiendo en menor medida la elongacioacuten y divisioacuten
celular en el hipocoacutetilo podriacutean deberse a la dificultad de traslocacioacuten de estos dos metales de
la radiacutecula a los oacuterganos aeacutereos de la plaacutentula (Kabata-Pendias amp Pendias 1985 Barceloacute amp
Poschenrieder 1997 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli 1999)
La inhibicioacuten significativa en la elongacioacuten de la radiacutecula y del hipocoacutetilo por los metales
estariacutea relacionada con alteraciones en los procesos normales de divisioacuten y elongacioacuten celular
durante la germinacioacuten en los primeros diacuteas de crecimiento de la plaacutentula (Liu et al 1992
Hendry et al 1992 Jayaprakash et al 1994 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Samantary
2002) Durante este breve periacuteodo de 96h el crecimiento de la plaacutentula en oscuridad sin
actividad fotosinteacutetica implica el crecimiento del embrioacuten a expensas de las reservas de la
semilla por lo que no se verifica inhibicioacuten en el peso seco por efecto de los metales aunque la
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
60
elongacioacuten de la radiacutecula y del hipocoacutetilo se vea inhibida (Taiz amp Zeiger 2002) En ensayos
control (sin toacutexico) de L sativa durante las 96 h de germinacioacuten y crecimiento de las plaacutentulas
se observa que el peso seco de las mismas se mantiene constante durante ese periacuteodo
(Sobrero 1997 datos no informados en este trabajo de Tesis) Esto indicariacutea que al menos
Figura III23 Toxicidad aguda de metales pesados en L sativa Efecto del Cu(II) Cr(VI) y
Cd(II) en la elongacioacuten de la radiacutecula (a b y c respectivamente) y del hipocoacutetilo (aacute bacute y cacute
respectivamente) luego de 96h de exposicioacuten
Las flechas indican la menor concentracioacuten de metal ensayada a la que se observa efecto significativo
(LOEC p le 005)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 05 1 25 5 75 10mgCd(II)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
2
4
6
8
10
12
mm
Inhibicioacuten mm
Cadmio (II) Elongacioacuten de hipocoacutetilocacute
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 7mgCr(VI)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
5
10
15
20
25
30
mm
Inhibicioacuten mm
Cromo (VI) Elongacioacuten de radiacuteculab
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 7mgCr(VI)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
2
4
6
8
10
12
mm
Inhibicioacuten mm
Cromo (VI) Elongacioacuten de hipocoacutetilobacute
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 05 1 25 5 75 10mgCd(II)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
5
10
15
20
25
mm
Inhibicioacuten mm
Cadmio (II) Elongacioacuten de radiacuteculac
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 025 05 1 2 3 5 7mgCu(II)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
5
10
15
20
25
30
mm
Inhibicioacuten mm
Cobre (II) Elongacioacuten de radiacuteculaa
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 025 05 1 2 3 5 7mgCu(II)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
2
4
6
8
10
12
mm
Inhibicioacuten mm
Cobre (II) Elongacioacuten de hipocoacutetiloaacute
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
61
hasta las 96 h de iniciada la imbibicioacuten de las semillas existe un predominio de procesos de
elongacioacuten celular respecto de un incremento neto de biomasa en las plaacutentulas por lo que la
medida de la variacioacuten del peso seco de la radiacutecula y del hipocoacutetilo no constituyen puntos finales
de relevancia en el ensayo agudo con semillas
Otro aspecto relevante de mencionar con relacioacuten a la elongacioacuten de la radiacutecula y del
hipocoacutetilo es que la respuesta en estos puntos finales no siempre es inhibitoria (Environment
Canada1999a Sobrero amp Ronco 2004) Si bien la exaltacioacuten en la respuesta (mayor
crecimiento de las plaacutentulas con toacutexico respecto del control negativo u hormesis) no se evidencioacute
en la exposicioacuten a metales pesados ni siquiera a las menores concentraciones ensayadas esto
siacute se observa como un comportamiento frecuente en la exposicioacuten de Lsativa a muestras con
contaminantes orgaacutenicos y en muestras complejas en aplicaciones ambientales de este ensayo
(Ronco et al 1995 Sobrero amp Ronco 1998 Grassi et al 2000 Ronco et al 2001) La
exaltacioacuten en la elongacioacuten de la radiacutecula yo del hipocoacutetilo ha sido interpretada como una
respuesta toacutexica cuando se evaluacutean estos efectos dentro de la respuesta general de varias
especies diagnoacutestico de una bateriacutea de bioensayos (Ronco et al 1995 Grassi et al 2000
Ronco et al 2001 Ronco et al 2005a) En las evaluaciones ecotoxicoloacutegicas realizadas por
Ronco et al (2000 2001 2005a) y Grassi et al (2000) de muestras ambientales (agua
superficial o subterraacutenea efluentes industriales eluriados o extractos de muestras suelos o
sedimentos contaminados) aplicando bateriacuteas de bioensayos de toxicidad se observoacute que en
todas las muestras donde se evidencioacute exaltacioacuten en la respuesta de la radiacutecula yo del hipocoacutetilo
en L sativa se verifican conjuntamente efectos letales y subletales en especies animales o
microorganismos Estos autores observan ademaacutes que en muchas de las muestras que generan
exaltacioacuten en la elongacioacuten de la radiacutecula e hipocoacutetilo se verifica conjuntamente efectos
inhibitorios en la germinacioacuten lo cual avalariacutea auacuten maacutes la interpretacioacuten de la exaltacioacuten como
indicador de toxicidad y no como un efecto favorable para los organismos
Otros indicadores de toxicidad observados en las plaacutentulas finalizada la exposicioacuten aguda
son el desarrollo de aacutepices necroacuteticos en las radiacuteculas a partir de la exposicioacuten a 5 7 y 8 mgL de
Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) respectivamente asiacute como la ausencia o inhibicioacuten en la elongacioacuten de los
pelos absorbentes
Es importante mencionar que no se verifica inhibicioacuten en la germinacioacuten de las semillas a
ninguna de las concentraciones evaluadas tanto para el cobre cromo o cadmio mantenieacutendose
en todos los tratamientos realizados el porcentaje de germinacioacuten superior al 90 De los
resultados obtenidos a partir de los ensayos preliminares realizados para establecer el intervalo
de concentraciones a ensayar con cada metal se observa que al menos a la exposicioacuten a 40
mgCu(II)L 35 mgCr(VI)L y 20 mgCd(II)L no se verifica inhibicioacuten en la germinacioacuten de las
semillas de L sativa A estas concentraciones se observa inhibicioacuten total en el crecimiento de la
radiacutecula emergiendo los cotiledones normalmente a pesar de verificarse ademaacutes inhibicioacuten
marcada en el crecimiento del hipocoacutetilo
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
62
Si bien la exposicioacuten a los metales Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) no generan efecto en la
germinacioacuten en el intervalo de concentraciones ensayadas se ha observado en aplicaciones de
este ensayo a muestras ambientales complejas (cuerpos de agua superficial efluente
industriales eluriados o extractos de muestras suelos o sedimentos contaminados etc) que
este punto final es relevante y complementario a la respuesta en la elongacioacuten de la radiacutecula o
del hipocoacutetilo Ademaacutes se observa en muchos casos inhibicioacuten en la germinacioacuten cuando la
elongacioacuten no se ve afectada evidenciando la toxicidad de la muestra o situaciones en donde
todos los paraacutemetros se ven inhibidos en diferente grado dependiendo esto del tipo y modo de
accioacuten del contaminante o mezcla de contaminantes ademaacutes de la concentracioacuten de los mismos
(Ronco et al 1995 Sobrero amp Ronco 1998 Grassi et al 2000 Ronco et al 2001)
Son numerosos los antecedentes bibliograacuteficos que evidencian una gran diversidad en la
sensibilidad de las especies vegetales al cobre Wang (1987) evaluoacute el efecto del Cu(II) en la
elongacioacuten de raiacuteces en plaacutentulas de Cucumis sativus Lactuca sativa y Panicum miliaceum
obteniendo valores de Ci50-120h de 28 24 y 28 mgCu(II)L respectivamente siendo la
sensibilidad de estas tres especies y en este punto final muy similar La sensibilidad al Cu(II)
observada por Wang (1987) en Lsativa es muy similar a la respuesta obtenida con la misma
especie en este trabajo (Tabla III22) La CI50-96h para la elongacioacuten de raiacuteces en bulbos de
Allium cepa corresponde a 017 mgCu(II)L (Fiskesjouml 1988) siendo esta especie un orden de
magnitud maacutes sensible que las anteriormente mencionadas Para la elongacioacuten de la radiacutecula
los valores de CI50 obtenidos por Cheung et al (1989) en plaacutentulas de especies comestibles
expuestas al cobre durante 6 diacuteas fueron 4 5 61 71 103 11 y 126 mgCu(II)L para Brassica
chinensis B parachinensis Oryza sativa Raphanus sativus Phaseolus mungo Glycine max
Hordeum vulgare y Daucus carota respectivamente Arambašić et al (1995) comparan el efecto
del cobre en la elongacioacuten de las raiacuteces de A cepa y Lepidium sativum observando una gran
diferencia en la sensibilidad de ambas especies siendo la CI50 para A cepa de 5 oacuterdenes de
magnitud inferior a la de L sativum (0071 y 15437 mgCu(II)L respectivamente) La elongacioacuten
de la raiacutez de plaacutentulas de O sativa no se ve inhibida en exposiciones durante 30 diacuteas a 0002 y
001 mgCu(II)L mientras que a valores entre 005 y 625 mgCu(II)L la inhibicioacuten fue significativa
(Lidon amp Henriques 1992) En este intervalo de exposicioacuten al cobre la sensibilidad de respuesta
de O sativa en la produccioacuten de biomasa seca de raiacutez y tallo fue menor registraacutendose inhibicioacuten
solamente a 125 mgCu(II)L (46 en raiacutez y 72 en tallo) y 625 mgCu(II)L (92 raiacutez y 73 en
tallo) Maksymiec et al (1994) observan baja sensibilidad en plaacutentulas de Phaseolus coccineus
expuestas 10 diacuteas en hidroponia a 20 mgCu(II)L registrando solamente 30 y 35 inhibicioacuten en
el aacuterea y peso fresco de las hojas respectivamente Varios autores evaluaron la toxicidad aguda
del Cu(II) en plaacutentulas de especies arboacutereas observando una alta variabilidad interespeciacutefica en
la sensibilidad inhibieacutendose las radiacuteculas de las maacutes sensibles a partir de 003 mgCu(II)L
(Kahle 1993 Arduini et al 1996)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
63
Con relacioacuten al efecto en la elongacioacuten de raiacuteces por efecto del cromo estudios con
plaacutentulas de C sativus L sativa y P miliaceum muestran valores de CI50-120 h de 44 37 y 17
mgCr(VI)L respectivamente (Wang 1987) indicando una elevada sensibilidad de L sativa al
cromo con relacioacuten a las otras especies ensayadas a diferencia de lo observado por este mismo
autor para el cobre Samantary (2002) observa en cultivares sensibles de Vigna radiata
inhibicioacuten total en la elongacioacuten de la radiacutecula a las 48h de exposicioacuten a 5 y 10 mgCr(VI)L
evidenciando una mayor sensibilidad respecto a la respuesta en L sativa Este autor observa
ademaacutes que en los cultivares sensibles de V radiata las concentraciones entre 25 y 10
mgCr(VI)L inhiben la germinacioacuten (entre 15 y 80 respectivamente) mientras que en los
cultivares resistentes al cromo igual a lo registrado en L sativa este paraacutemetro no se vio
afectado para dichos valores de metal
Para el caso del cadmio la evaluacioacuten de la fitotoxicidad en plaacutentulas de C sativus L
sativa y P miliaceum muestran valores de CI50(120h) para la elongacioacuten de la radiacutecula de 15 24
y 11 mgCd(II)L respectivamente indicando mayor sensibilidad de L sativa respecto de las otras
especies estudiadas (Wang 1987) La CI50 para la elongacioacuten de raiacuteces en bulbos de Allium
cepa durante 96h de exposicioacuten corresponde a 35 mgCd(II)L siendo la sensibilidad al cadmio
de esta especie del orden de la mencionada para L sativa (Fiskesjouml 1988) Para el caso de un
clon de Holcus lanatus sensible al cadmio el valor de CI50 (7d) para la elongacioacuten de la raiacutez es de
596 mgCd(II)L (Hendry et al 1992) No obstante la sensibilidad de este clon respecto de otros
de la misma especie los resultados obtenidos indican que L sativa es maacutes sensible incluso a
menor tiempo de exposicioacuten al metal Stefani et al (1991) observan que en plaacutentulas de Juncus
acutus expuestas durante 7 diacuteas a 013 y 22 mg Cd(II)L si bien no se producen efectos en la
germinacioacuten se detecta inhibicioacuten marcada en la elongacioacuten de la raiacutez (70) y en la elongacioacuten
del tallo (37) a partir de 013 mg Cd(II)L
En comparacioacuten con la sensibilidad de las plantas vasculares anteriormente mencionadas
L sativa presenta buena sensibilidad al Cu(II) Cr(IV) y Cd(II) estando los valores de CI o LOEC
en el orden de lo citado en la bibliografiacutea para diferentes especies terrestres y puntos finales
III232 Evaluacioacuten de la toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en L sativa
Los resultados del ANOVA obtenidos luego de 96h de exposicioacuten aguda indican que los efectos
en la elongacioacuten de la radiacutecula no fueron significativos cuando la exposicioacuten fue a 005 01 025
y 075 mgCr(VI)L mientras que se observoacute que el crecimiento de la radiacutecula se inhibe
significativamente (31 ) por exposicioacuten a 125 mgCr(VI)L (LSD p le 005)
La Tabla III23 muestra los resultados del ANOVA simple de las variables aacuterea foliar peso
seco nuacutemero de hojas y contenido total de clorofila luego del periodo de 4+21 d de exposicioacuten
subcroacutenica En la Tabla III24 se indican los valores de inhibicioacuten y los resultados de la
comparacioacuten de medias en los diferentes puntos finales luego de la exposicioacuten subcroacutenica al
cromo En la Tabla III25 se informan los valores de la CI25 y la CI50 correspondientes a los
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
64
diferentes puntos finales evaluados En la Figura III24 se observa el estado general de las
plaacutentulas de L sativa luego del periacuteodo de exposicioacuten en hidroponia y en la Figura III25 se
comparan las curvas dosis- respuesta para los diferentes puntos finales
Figura III24 Toxicidad subcroacutenica del cromo (VI) Aspecto general de las plaacutentulas de
Lsativa luego de 21 diacuteas de exposicioacuten en hidroponia
Los resultados del ANOVA
indican que luego de la
exposicioacuten subcroacutenica (4+21 d)
hay efecto inhibitorio significativo
en todos los puntos finales
evaluados (Tabla III23) Se
observa que la inhibicioacuten se
manifiesta auacuten a partir de la
exposicioacuten a los niveles maacutes
bajos de cromo ensayados (005
mgCr(VI)L) y en todos los
puntos finales considerados en
la exposicioacuten subcroacutenica (Figura
III24) En la Figura III25 se
puede ver la reduccioacuten en el
Tabla III23 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en Lsativa ANOVA simple de las variables aacuterea foliar peso seco nuacutemero de hojas y contenido total de clorofila luego de 4+21 d de exposicioacuten Fuente de variacioacuten GL F p
Area foliar Concentracioacuten de Cr(VI) 6 3769 0000 Error 305 - - Peso seco Concentracioacuten de Cr(VI) 6 1242 0000 Error 21 - - Nuacutemero de hojas Concentracioacuten de Cr(VI) 6 1353 0000 Error 305 - - Contenido de clorofila Concentracioacuten de Cr(VI) 6 961 0000 Error 21 - -
GL grados de libertad F razoacuten de los cuadrados medios p probabilidad
Control negativo 005 mgL 01 mgL
025 mgL 075 mgL 125 mgL
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
65
aacuterea foliar y clorosis en las plantas expuestas al cromo Los valores de inhibicioacuten para el peso
seco y el aacuterea foliar son similares para las diferentes concentraciones de cromo evaluadas
siendo estos los dos paraacutemetros en los que los efectos fueron mayores principalmente a la
menor concentracioacuten de exposicioacuten El nuacutemero de hojas por plaacutentula fue el paraacutemetro de menor
sensibilidad observaacutendose solo un 25 de inhibicioacuten para el tratamiento correspondiente a 125
mgl de Cr(VI) (Tabla III24 y Figura III25) Los valores de CI registrados en el aacuterea foliar y peso
seco son similares siendo significativamente inferiores a los valores de CI estimados para el
contenido de clorofila y el nuacutemero de hojas (Tabla III25)
Tabla III24 Efectos subcroacutenicos del cromo (VI) luego de 4+21 diacuteas de exposicioacuten Porcentaje
de inhibicioacuten en los diferentes puntos finales de ensayo
Para cada columna los valores seguidos por la misma letra no difieren significativamente entre siacute (LSD
plt005)
Tabla III25 Toxicidad subcroacutenica del cromo(VI) en L sativa CI25 y CI50 en mgL
para los diferentes puntos finales
Punto Final CI25 CI50
Area foliar CI25 lt 005 009
(0052-0175)
Peso seco CI25 lt 005 012
(0055-0259)
Nuacutemero de hojas 109
(0922-1234)
CI50 gt 125
Contenido de clorofila 009
(0062-0165)
038
(0202-0607)
Los valores indicados entre pareacutentesis corresponden al intervalo de confianza (95) No es posible la estimacioacuten de la CI50 debido a que la inhibicioacuten en este punto final fue inferior al 50 para la maacutexima concentracioacuten de toacutexico ensayada No es posible la estimacioacuten de la CI25 debido a que la inhibicioacuten en este punto final fue superior al 25 para la miacutenima concentracioacuten de toacutexico ensayada en la que se verifica inhibicioacuten significativa
Tratamientos
(mgCr(VI)L)
Area foliar
()
Peso seco
()
Nuacutemero de
hojas
()
Contenido de
clorofila
()
000 0 a 0 a 0 a 0 a
005 44 b 45 b 10 b 21 b
010 57 b c 51 b 16 b c 28 b
025 65 c 59 b c 17 c 42 b c
075 64 c 63 c 18 c 58 c
125 80 d 72 c 26 d 71 d
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
66
Figura III25 Toxicidad subcroacutenica del cromo (VI) en L sativa Efecto en el peso seco aacuterea
foliar nuacutemero de hojas y contenido de clorofila luego de 4+21 d de exposicioacuten
Las flechas indican la menor concentracioacuten de metal ensayada a la que se observa efecto significativo
(LOEC p le 005)
Si comparamos la respuesta de esta especie frente al cromo (VI) cuando la exposicioacuten es de
soacutelo 96 h (CI50 5 mgCr(VI)L) respecto de la exposicioacuten subcroacutenica (4+21 d) se observa un
incremento significativo de la sensibilidad de la especie siendo los valores de CI de un orden de
magnitud inferior al prolongar el tiempo de exposicioacuten (Tabla III25)
Como se ha indicado en el Capiacutetulo I324 los antecedentes bibliograacuteficos para
diferentes especies vegetales indican que el Cr(VI) afecta al crecimiento de vegetales mediante
distintos mecanismos interfiriendo en diferentes procesos fisioloacutegicos como ser efectos en la
fotosiacutentesis y clorosis en hojas joacutevenes dantildeo en el sistema radicular interferencia en la
obtencioacuten de nutrientes reduccioacuten del aacuterea foliar etc (Taylor et al 1979 Kleiman amp Cogliatti
1992 Jayaprakash et al 1994 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Chatterjee amp Chatterjee 2000
Samantary 2002 Singh amp Sinha 2005) En las condiciones de ensayo con una irradiancia de
300 microMm2sec una reduccioacuten del 20 en el contenido de clorofila a 005 mgCr(VI)L sumado
al dantildeo en el sistema radicular estariacutean determinando la disminucioacuten en la produccioacuten de
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 005 01 025 075 125mgCr(VI)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
2
4
6
8
10
12
14
16
mg
Inhibicioacuten mg
Peso seco
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 005 01 025 075 125mgCr(VI)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
2
4
6
8
10
12
14
cm2
Inhibicioacuten cm2
Area foliar
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 005 01 025 075 125mgCr(VI)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Ndeg d
e ho
jas
Inhibicioacuten Ndeg de hojas
Nuacutemero de hojas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 005 01 025 075 125mgCr(VI)L
d
e in
hibi
cioacuten
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
ugc
m2
Inhibicioacuten ugcm2
Contenido de clorofila
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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biomasa observada En los resultados obtenidos en la aplicacioacuten del ensayo de toxicidad
subcroacutenica con L sativa en la evaluacioacuten de la fitotoxicidad de barros industriales
contaminados con cromo tambieacuten se observoacute que el aacuterea foliar fue el paraacutemetro maacutes afectado
siendo menores los efectos en el contenido de clorofila y nuacutemero de hojas registraacutendose
efectos significativos en estos paraacutemetros a partir de la exposicioacuten a 77 mgK de cromo total
(Sobrero amp Moschione 2001)
Si se compara la respuesta de L sativa con datos bibliograacuteficos de otras especies
analizando los efectos subcroacutenicos del Cr(VI) y considerando los mismos puntos finales se
observa que eacutesta presenta elevada sensibilidad para este metal Kleiman amp Cogliatti (1992)
observaron en plaacutentulas de Triticum aestivum que la exposicioacuten a 5 y 26 mgCr(VI)L durante
14 d produce efecto significativo en la elongacioacuten de las raiacuteces (47 y 55 de inhibicioacuten
respectivamente) y en el aacuterea foliar (52 y 84 de inhibicioacuten respectivamente)
Como se ha mencionado en el capiacutetulo I323 varios autores observan efectos
beneficiosos o de estimulacioacuten en algunos paraacutemetros por exposicioacuten a concentraciones entre
005 y 01 mgCr(VI)L tanto en ensayos de crecimiento en suelo como en solucioacuten nutritiva
(Bollard 1983 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Samantary 2002) No obstante estos
antecedentes bibliograacuteficos los resultados obtenidos en este trabajo a partir de la exposicioacuten
subcroacutenica de plaacutentulas de L sativa indican que esos valores de Cr(VI) son altamente toacutexicos
para esta especie observaacutendose inhibicioacuten significativa en maacutes de un paraacutemetro de
crecimiento
III233 Evaluacioacuten de la recuperacioacuten de L sativa luego de la exposicioacuten aguda al Cr(VI)
En la Figura III26 se puede ver el aspecto general de las plaacutentulas de L sativa finalizada la
etapa de recuperacioacuten luego de 21 diacuteas de crecimiento en hidroponia luego de la exposicioacuten
aguda al Cr(VI) En la Tabla III26 se muestran los resultados del ensayo de recuperacioacuten
indicaacutendose los valores de aacuterea foliar peso seco nuacutemero de hojas y contenido de clorofila de
las plantas previamente expuestas al Cr(VI) y del control luego de 21 d de crecimiento en
hidroponia en ausencia de toacutexico Se indica ademaacutes para cada punto final el porcentaje de
recuperacioacuten respecto del control (Tabla III26)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Figura III26 Aspecto general de las plaacutentulas de L sativa luego de 21 diacuteas de
recuperacioacuten en hidroponia Las plaacutentulas fueron previamente expuestas durante 96h a la
CI50 (5 mgCr(VI)L)
Tabla III26 Recuperacioacuten de plaacutentulas de L sativa previamente expuestas durante 96 h a 5
mgCr (VI)L
Control Plaacutentulas expuestas
de recuperacioacuten
Area foliar (cmsup2) 1205 plusmn 055 a 632 plusmn 027 b 53
Peso seco (mg) 1320 plusmn 041 a 773 plusmn 061 b 59
Ndeg de hojas 685 plusmn 007 a 587 plusmn 007 b 86
Contenido de clorofila (microgcmsup2) 714 plusmn 012 a 756 plusmn 033 a 106
Media plusmn Error Estandar Para cada fila los valores seguidos por la misma letra no difieren significativamente entre siacute (Dunnett plt005) respecto del tratamiento control
Luego de 21 diacuteas de crecimiento en solucioacuten hidropoacutenica sin toacutexico (periacuteodo de recuperacioacuten)
las plantas no alcanzaron altos niveles de recuperacioacuten observaacutendose diferencias significativas
respecto del control para aacuterea foliar peso seco y nuacutemero de hojas con excepcioacuten del contenido
de clorofila (Tabla III26 y Figura III26) Considerando el aacuterea foliar y el peso seco soacutelo se
observa aproximadamente un 50 de recuperacioacuten siendo del 86 la recuperacioacuten para el
nuacutemero de hojas respecto del tratamiento control De los puntos finales considerados el
contenido de clorofila fue el paraacutemetro de recuperacioacuten maacutes raacutepida alcanzando valores que no
difieren significativamente respecto de los controles para el periacuteodo de recuperacioacuten ensayado
Si bien la recuperacioacuten no fue del 100 para todos los puntos finales considerados se
observa que existe cierta reversibilidad de los efectos agudos Los bajos valores de aacuterea foliar y
Control negativo
Plantas expuestas previamente a 5 mgCr(VI)L
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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peso seco podriacutean deberse al dantildeo ocasionado en el sistema radicular durante el periacuteodo de
exposicioacuten aguda al cromo (50 de inhibicioacuten en la elongacioacuten de la radiacutecula) habieacutendose
afectado los mecanismos de obtencioacuten de nutrientes por medio de las raiacuteces (Cary et al 1977
Taylor et al 1979 Liu et al 1992 Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Samantary 2002)
Se han realizado ensayos de recuperacioacuten por exposicioacuten al cromo con Lemnaacuteceas
(Sobrero amp Rimoldi 2002 datos no informados en este trabajo de Tesis) comparaacutendose ademaacutes
la variacioacuten inter e intraespeciacutefica en la capacidad de revertir los efectos toacutexicos Se observa que
en Lemnaacuteceas tampoco se logra recuperacioacuten inmediata en todos los paraacutemetros en los que se
evidencioacute toxicidad verificaacutendose ademaacutes variacioacuten en la capacidad de recuperacioacuten entre los
clones de Lemna gibba (clones LgP y LgJ) entre siacute y respecto del de L minor (clon LmJ) De
manera general igual a lo registrado para L sativa se observoacute que los efectos en el contenido
de clorofila son los que se revierten con mayor velocidad y en mayor proporcioacuten respecto de la
tasa de multiplicacioacuten y el crecimiento foliar Es importante remarcar que la tasa de multiplicacioacuten
se recupera maacutes lentamente e incluso en la especie maacutes sensible (Lemna gibba clon LgJ) los
efectos perduran durante la etapa de recuperacioacuten aumentando la toxicidad auacuten despueacutes de 8
diacuteas de finalizada la exposicioacuten (Sobrero amp Rimoldi 2002) En ensayos de recuperacioacuten con
Lemnaacuteceas a la exposicioacuten al herbicida glifosato (Sobrero et al 2006 datos no informados en
este trabajo de Tesis) tambieacuten se observoacute no soacutelo que la recuperacioacuten es parcial en algunos
paraacutemetros (tasa de multiplicacioacuten) sino que en otros (nuacutemero de frondes crecimiento foliar) se
evidencia que la inhibicioacuten se incrementa aunque las plantas continuacutean su crecimiento en
ausencia de toacutexico de igual manera a lo observado para el cromo
De los resultados obtenidos con L sativa y con Lemnaacuteceas se observa que la capacidad
de recuperacioacuten depende de la concentracioacuten de exposicioacuten al contaminante asiacute como del
paraacutemetro afectado y niveles de inhibicioacuten alcanzados Por otra parte asiacute como existe una gran
variabilidad en la sensibilidad inter e intraespeciacutefica tambieacuten es de esperar que estas diferencias
se manifiesten en la capacidad de detoxificacioacuten y consecuentemente en la velocidad de
recuperacioacuten (Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Crawley 1997 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli
1999)
Si comparamos la sensibilidad de L sativa al Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) con los valores de los niveles
guiacutea de proteccioacuten de la vida acuaacutetica establecidos por la SRHN y otros organismos (Capiacutetulo
VI1 Tabla VI11) se observa que las concentraciones que no producen efecto agudo (NOEC)
para estos tres metales asiacute como las que generan efectos por exposicioacuten subcroacutenica al cromo
estaacuten entre 1 a 3 oacuterdenes de magnitud por encima de dichos niveles guiacutea Esto indica que al
menos para el desarrollo de plaacutentulas de L sativa existe un intervalo de seguridad amplio para
su proteccioacuten Con relacioacuten a las concentraciones de estos metales en cuerpos de agua
superficial algunos antecedentes bibliograacuteficos para Argentina indican que los valores
registrados no seriacutean fitotoacutexicos para plaacutentulas de L sativa en exposiciones agudas aunque siacute lo
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
70
seriacutean los niveles de cromo citados en algunos sitios si se prolonga la exposicioacuten de esta
especie al metal (Colombo et al 1996 AA-AGOSBA-ILPLA-SHN 1997 Villar et al 1998
Gagneten et al 2007 SADS-PNA-OPS-UNLP 2007)
No obstante esto los valores de metales registrados en efluentes y sitios de vuelco de
eacutestos en aguas superficiales estaacuten muchas veces en el orden de la sensibilidad observada para
L sativa ya sea para los niveles de toxicidad por exposicioacuten aguda como por subcroacutenica
(Cattogio 1991 Ronco et al 1992 Cataldo et al 2001) De acuerdo a la legislacioacuten vigente
para la provincia de Buenos Aires (Ley Provincial 5965 Decreto 200960 397090 Resolucioacuten
33603) los liacutemites admisibles en efluentes para el vertido en agua superficial o conducto pluvial
son le 1 mg Cu(II)L le 02 mg Cr(VI)L y le 01 mg Cd(II)L Aunque el efluente se diluya al
incorporarse en el cuerpo de agua los niveles admisibles para el cobre se corresponden con el
valor de la CI25 y para el cadmio con el de la LOEC en la elongacioacuten de la radiacutecula a las 96h
(Tabla III22) Los liacutemites admitidos de cromo en efluentes son un orden de magnitud superior a
las concentraciones que inhiben significativamente el crecimiento de plaacutentulas de L sativa en
exposiciones subcroacutenicas
De acuerdo a lo citados para muestras de sedimentos de cuerpos de agua superficiales en
aacutereas urbano industriales (Colombo et al 1996 AA-AGOSBA-ILPLA-SHN 1997 Manassero et
al 1998) los valores de cromo total se encuentran en el orden de las concentraciones
fitotoacutexicas para L sativa para exposiciones subcroacutenicas (Sobrero amp Moschione 2001)
De acuerdo a la sensibilidad evaluada para L sativa vemos que el ensayo de toxicidad
aguda con semillas constituye una herramienta adecuada para el control de los niveles de cobre
y cadmio en efluentes y sitios de vuelco de los mismos mientras que el control de los niveles de
cromo es factible de realizar tambieacuten con esta especie pero mediante exposiciones subcroacutenicas
a la muestra
III24 CONCLUSIONES
- Los resultados de la exposicioacuten aguda de L sativa a metales pesados evidencian que el
cobre es el metal maacutes toacutexico seguido del cadmio siendo el cromo el de menor toxicidad
- En el ensayo de toxicidad aguda con L sativa la elongacioacuten de la radiacutecula constituye un
punto final de gran sensibilidad para evaluar la fitotoxicidad del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II)
- Las concentraciones de cromo entre 005 y 075 mgCr(VI) que no producen efecto fitotoacutexico
a las 96h de exposicioacuten inducen inhibicioacuten significativa en el aacuterea foliar peso seco nuacutemero
de hojas y contenido de clorofila cuando el tiempo de exposicioacuten se extiende a 25 diacuteas
- La respuesta fitotoacutexica por exposicioacuten subcroacutenica al Cr(VI) no se manifiesta con igual
intensidad en los diferentes paraacutemetros de respuesta considerados siendo
significativamente superior la inhibicioacuten observada en el aacuterea foliar y en el peso seco
- Considerando la fitotoxicidad del Cr(VI) la sensibilidad del ensayo con L sativa se
incrementa significativamente al prolongar el tiempo de exposicioacuten Los valores de CI para
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
71
la exposicioacuten subcroacutenica se reducen en un orden de magnitud respecto de la exposicioacuten
aguda permitiendo detectar fitotoxicidad auacuten a 005 mgCr(VI)L
- La respuesta observada en el bioensayo con semillas de L sativa en la exposicioacuten aguda y
subcroacutenica al cobre cromo y cadmio sugieren el posible uso de esta especie como
herramienta de control en muestras ambientales presentando buena sensibilidad para
detectar los niveles de metales posibles de encontrar en efluentes industriales o en sitios de
vuelco de los mismos siendo relevante y factible su empleo como especie diagnoacutestico
representativa en estudios ecotoxicoloacutegicos en la regioacuten
- Los efectos agudos por exposicioacuten al Cr(VI) no se revierten totalmente luego de
transcurrido un periacuteodo de crecimiento en ausencia de toacutexico
- Los ensayos de recuperacioacuten aportan informacioacuten relevante para la interpretacioacuten de las
consecuencias de los efectos fitotoacutexicos subletales de los contaminantes en los individuos y
poblaciones necesario de considerar en estudios ecotoxicologicos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
72
IV1 BIOENSAYO CON LEMNAacuteCEAS METODOLOGIacuteA PARA
LA PRODUCCIOacuteN DE BIOMASA VEGETAL EN
LABORATORIO Y PROTOCOLO DE ENSAYO DE TOXICIDAD
SUBCROacuteNICA
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
73
IV1 BIOENSAYO CON LEMNAacuteCEAS METODOLOGIacuteA PARA LA P RODUCCIOacuteN DE
BIOMASA VEGETAL EN LABORATORIO Y PROTOCOLO DE ENSAY O DE TOXICIDAD
SUBCROacuteNICA
IV11 Caracteriacutesticas generales de las Lemnaacuteceas y su aplicacioacuten en bioensayos de
toxicidad
Entre las plantas vasculares acuaacuteticas los antecedentes bibliograacuteficos indican que varias
especies de Lemnaacuteceas se han venido utilizando desde hace maacutes de 20 antildeos para la
realizacioacuten de estudios fisioloacutegicos asiacute como toxicoloacutegicos (Landolt amp Kandeler 1987 Wang
1990 Subhandra et al 1991 Huebert et al 1993ab Sinha et al 1994 Lewis 1995 Mazzeo
et al 1998 Samardakiewicz amp Woźny 2005) Organismos oficiales de proteccioacuten ambiental
tanto europeos como americanos sugieren el uso de las especies de Lemnaacuteceas en la
aplicacioacuten de protocolos estandarizados de ensayos para la evaluacioacuten de efectos fitotoacutexicos
de compuestos puros y de muestras ambientales complejas ademaacutes de su uso en la
certificacioacuten y registro de nuevas sustancias (USEPA 1985 ASTM1991b Boutin et al 1993
Boutin et al 1995 AFNOR 1996 USEPA 1996 Environment Canada 1999b OECD 2002
Environment Canada 2007)
Las comuacutenmente denominadas ldquolentejas de aguardquo son plantas vasculares acuaacuteticas
pertenecientes a la familia Lemnaceae S F Gray En esta familia encontramos diferentes
especies de los geacuteneros Spirodela Lemna Wolfiella y Wolffia siendo las del geacutenero Lemna las
maacutes utilizadas en bioensayos estandarizados de toxicidad
Las Lemnaacuteceas se caracterizan por ser plantas pequentildeas (intervalo de tamantildeo entre 1 a
60 mm2) no arraigadas (flotantes o sumergidas) y de crecimiento raacutepido duplicando su
biomasa por multiplicacioacuten vegetativa cada 1 a 3 diacuteas dependiendo de las condiciones del
medio (Landolt 1986) Estas caracteriacutesticas hacen a estos organismos ideales para su cultivo
en el laboratorio en condiciones controladas de intensidad de luz fotoperiacuteodo y temperatura
utilizando medios nutritivos de composicioacuten definida Esto posibilita mantener poblaciones
clonales indefinidamente permitiendo disponer de manera continua de material homogeacuteneo
para la realizacioacuten de bioensayos Por otra parte al ser plantas de tamantildeo tan reducido los
requerimientos de espacio y volumen de solucioacuten necesarios para el mantenimiento de
biomasa y para la realizacioacuten de los ensayos de toxicidad son miacutenimos Esto se traduce en la
reduccioacuten de costos de cultivo y en la ejecucioacuten de los bioensayos y posibilita realizar un mayor
nuacutemero de repeticiones (Landolt 1986 Wang 1990 Huebert amp Shay 1993a Lewis 1995)
Desde el punto de vista ecoloacutegico la importancia del uso de Lemnaacuteceas radica en la
variedad de ambientes acuaacuteticos en los que estas plantas vasculares se desarrollan
abarcando desde lagos lagunas charcas y otros cuerpos de agua leacutenticos con diferentes
estados troacuteficos asiacute como en las maacutergenes maacutes protegidas en ambientes loacuteticos como riacuteos y
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
74
arroyos encontraacutendose tambieacuten en aguas estuariales salobres Por otro lado es una familia de
distribucioacuten geograacutefica mundial desde zonas tropicales hasta zonas templadas (Hillman amp
Culley 1978 Wetzel 1981 Landolt 1986 Landolt 1996)
Las poblaciones de ldquolentejas de aguardquo crecen cubriendo la superficie de los cuerpos de
agua desarrollando densas carpetas vegetales que modifican las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas
de la columna de agua al reducir el paso de luz y limitar la actividad fotosinteacutetica produciendo
consecuentemente la disminucioacuten de la concentracioacuten de oxiacutegeno disuelto Debajo de la
cobertura de Lemnaacuteceas la cantidad materia orgaacutenica es mayor ya que los procesos de
degradacioacuten estaacuten retrasados por la baja concentracioacuten de oxiacutegeno Por otra parte estas
plantas segregan hidratos de carbono taninos y fenoles quedando eacutestos incorporados a la
columna de agua Como consecuencia de esto se desarrollan comunidades particulares de
lentejas de agua donde predominan como organismos productores quedando limitado en la
columna de agua el crecimiento de poblaciones algales o de otras macroacutefitas y producieacutendose
ademaacutes un mayor desarrollo de organismos detritiacutevoros y carnivoros que los encontrados en
ambientes sin Lemnaacuteceas Las Lemnaacuteceas sirven de alimento y refugio para muchos
organismos del pleuston principalmente artroacutepodos y gasteroacutepodos siendo ademaacutes
consumidas por diferentes grupos de peces anfibios y aves acuaacuteticas Por otra parte el
desarrollo de biomasa vegetal en la superficie actuacutea como reguladora de la temperatura la
evaporacioacuten y el flujo de agua en ecosistemas acuaacuteticos (Wetzel 1981 Margalef 1983
Landolt 1986)
Otro aspecto a considerar cuando se analizan las ventajas del uso de estos organismos
como especie diagnoacutestico en bioensayos de toxicidad es que al ser plantas flotantes son
especialmente susceptibles a sustancias tensoactivas compuestos hidrofoacutebicos o toda aquella
sustancia concentrada en la interfase aire-agua Por otro lado este bioensayo a diferencia de
otros con microalgas o especies sumergidas es posible aplicarlo a muestras con gran turbidez
o coloreadas asiacute como a extractos de suelo o sedimentos
Dentro del geacutenero Lemna las especies maacutes difundidas y recomendadas para el uso en
los bioensayos de toxicidad son Lemna minor y Lemna gibba entre las flotantes (ASTM1991b
Wang 1992 Boutin et al 1993 Peterson et al 1994 Singh et al 1994b Lewis 1995
USEPA 1996 Mazzeo et al 1998 Environment Canada 1999b Lytle amp Lytle 2001 OECD
2002 Environment Canada 2007) y Lemna trisulca como especie sumergida (Huebert amp Shay
1993a Huebert et al 1993 Lewis 1995 Prasad et al 2001) Otras especies como L
perpusilla L paucicostata L valdiviana y L polyrrhiza tambieacuten se han aplicado a estudios
ecotoxicoloacutegicos aunque su uso no se encuentra ampliamente difundido (Wang 1992 Lewis
1995) La especie L gibba es de amplia distribucioacuten mundial habitando principalmente zonas
de clima mediterraacuteneo tanto en Ameacuterica Europa sur y oeste de Asia y Africa (Landolt 1986)
En Argentina existen 4 especies del geacutenero Lemna (L gibba L aequinoctialis L valdiviana y
L minuta) siendo L gibba de distribucioacuten muy amplia estando citada para casi todo el paiacutes
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
75
1 cm
fm
fm fh
y
bl
r
con excepcioacuten del nordeste y el extremo austral (Landolt 1986 Cabrera amp Zardini 1993
Landolt 1996) L minor no es una especie nativa de Argentina distribuyeacutendose en regiones
frescas con clima oceaacutenico de Ameacuterica del Norte Europa Africa y oeste de Asia (Landolt
1986)
IV12 Estructura y organizacioacuten de las frondes de Lemnaacuteceas
Las Lemnaacuteceas son las plantas vasculares de menor tamantildeo constituidas por una estructura
muy peculiar con aspecto de hoja denominada fronde Una fronde es un complejo de tejidos
con muy poca diferenciacioacuten tipo taloide y se la interpreta como constituida por una porcioacuten
basal correspondiente al tallo donde se ubican los bolsillos laterales y el nudo y otra distal
con nervaduras correspondiente a una hoja Los individuos del geacutenero Lemna estaacuten
constituidos por frondes con una uacutenica raiacutez adventicia la cual posee una cofia en su extremo
distal y una vaina en la zona de unioacuten con la fronde Este oacutergano tiene como principal funcioacuten
proporcionar estabilidad a la fronde ya que la principal viacutea de absorcioacuten de nutrientes es la
superficie abaxial de la misma que estaacute en contacto directo con el medio (Landolt 1986
Landolt amp Kandeler 1987)
El crecimiento de las Lemnaacuteceas se produce por formacioacuten de yemas hijas a partir de
cada uno de los dos bolsillos o cavidades laterales ubicados en la regioacuten basal de la fronde En
condiciones oacuteptimas de concentracioacuten de nutrientes en el medio la produccioacuten de nuevas
frondes es exponencial llegando en algunas
especies de crecimiento muy raacutepido a duplicar el
nuacutemero de frondes en 24 h Las frondes hijas
permanecen conectadas a la fronde progenitora
por medio de un talluelo o estipe formando
grupos clonales o colonias de nuacutemero variable de
frondes dependiendo de la especie y condiciones
de cultivo (Figura IV11)
Figura IV11 Lemna gibba (clon LgJ)
Caracteriacutesticas generales del talo de Lemna
Fronde madre (fm) fronde hija (fh) yema (y)
bolsillos laterales (bl) raiacutez (r)
El estipe se origina en la base de la pared inferior del bolsillo lateral a partir de la fronde hija
donde se producen divisiones celulares generando nuevas ceacutelulas que se elongan hacia la
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
76
Metodologiacutea de clarificado y coloracioacuten de
preparados permanentes (Landolt 1986)
- Hervir el material fresco 2 minutos en etanol 70
- Clarificar el material sumergir unos minutos en
NaOCl al 14 (frondes transparentes)
- Tentildeir el material durante 12 h utilizando carmiacuten-
aluminio como colorante (Preparar el colorante
hirviendo durante 1h 1g de carmiacuten en una solucioacuten al
5 de Al2(SO4)324H2O)
- Enjuagar con agua destilada y deshidratar el
material pasaacutendolo 15 a 30 min por soluciones seriadas
de etanol de 70 80 95 y etanol absoluto Para
montar el material pasarlo ademaacutes por soluciones
seriadas de 23 etanol absoluto + 13 xileno 13 etanol
absoluto + 23 xileno y xileno absoluto
- Montar en baacutelsamo de Canadaacute
fronde madre Cuando las frondes hijas se separan de la fronde madre el estipe se desprende
en un punto cercano a la fronde madre reducieacutendose en tamantildeo y hacieacutendose imperceptible
(Landolt 1986 Landolt amp Kandeler 1987) La separacioacuten o abscisioacuten de las frondes hijas se
estimula mediante la aplicacioacuten de ABA (aacutecido absciacutesico) y etileno Con relacioacuten al tamantildeo y
forma de las frondes mas allaacute de las diferencias geneacuteticas que determinan la variabilidad entre
clones diferentes la respuesta en eacutestos paraacutemetros es muy variable para un mismo clon
dependiendo marcadamente de las condiciones de cultivo u otros factores externos (Landolt
1986 Taiz amp Zeiguer 2002)
Para la evaluacioacuten de efectos fitotoacutexicos en Lemnaacuteceas cuando se mencionan las
frondes madres se hace referencia a toda fronde bien desarrollada que posea una yema o
fronde hija unida a ella Una fronde hija es aquella fronde desarrollada aunque mas pequentildea
que ha emergido completamente del bolsillo lateral de la fronde que la originoacute pero permanece
unida a ella y no posee yemas o frondes hijas unidas (Figura IV11)
IV13 Obtencioacuten e identificacioacuten de los clones de Lemnaacuteceas utilizados en los
bioensayos de toxicidad
Para los bioensayos de toxicidad
con Lemnaacuteceas se utilizaron tres
clones diferentes pertenecientes a
las especies L minor y L gibba
Dos de ellos fueron proporcionados
por el Instituto de Botaacutenica General
de la Universidad Friedrich Schiller
de Jena (Alemania) siendo clones
correspondientes a las especies L
minor (clon LmJ Figura IV12 c) y
L gibba (clon LgJ Figura IV12 b)
Con el fin de comparar la
sensibilidad de los clones
mencionados con otro de
distribucioacuten local se trabajoacute con un
tercer clon obtenido a partir de
material colectado en el Arroyo El Pescado (Partido de La Plata Pcia de Buenos Aires Figura
IV13) Se aislaron ejemplares del geacutenero Lemna los que fueron clonados con el fin de
obtener biomasa geneacuteticamente homogeacutenea (Figuras IV12 a) Para la identificacioacuten de este
clon se utilizaron diferentes claves dicotoacutemicas (Landolt 1986 Watson amp Dallwitz 1992
Cabrera amp Zardini 1993) La observacioacuten de los diferentes caracteres morfoloacutegicos necesarios
para la determinacioacuten de la especie requirioacute de la aplicacioacuten de teacutecnicas especiales de
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
77
coloracioacuten a partir de material fresco seguacuten la metodologiacutea de clarificado y coloracioacuten
propuesta por Landolt (1986) para la elaboracioacuten de preparados permanentes La identificacioacuten
taxonoacutemica del material se realizoacute con la colaboracioacuten de la Profesora Nuncia M Tur
(Departamento Cientiacutefico de Plantas Vasculares Facultad de Ciencias Naturales y Museo
UNLP)
De las observaciones realizadas se identificoacute al clon LgP como perteneciente a la especie
Lemna gibba L Si bien el clon LgP corresponde a la especie L gibba al compararlo con el otro
clon de la misma especie -clon LgJ- vemos que no existe gran similitud en el tamantildeo y aspecto
de las frondes entre el clon proveniente de Alemania y el aislado en la regioacuten no siendo asiacute
con los otros caracteres taxonoacutemicos analizados (Figura IV12 a b) Landolt (1986) analizoacute la
dificultades en la identificacioacuten de esta especie haciendo especial referencia a la gran
variabilidad en el tamantildeo de las frondes citando para Argentina y California variedades de L
gibba de frondes pequentildeas y con giba (gran desarrollo de aereacutenquima en la superficie abaxial
de la fronde) poco desarrollada Para la provincia de Buenos Aires y otras localidades del paiacutes
Giardelli (1937) describe una especie similar a L gibba a la que denomina L parodiana ndashcon
frondes pequentildeas maacutes aplanadas manchas de antocianinas en los aacutepices de las frondes
joacutevenes y 1-2 semillas por fruto- especie a la cual corresponderiacutea el clon aislado (Cabrera amp
Zardini 1993) No obstante Landolt (1986 y 1996) no considera a L parodiana como una
especie diferente sino como una variedad pequentildea de L gibba y es este criterio el que se ha
considerado en este trabajo Por otro lado los cultivos en laboratorio no han florecido por lo
que el nuacutemero de oacutevulos no se ha considerado como caraacutecter taxonoacutemico para la identificacioacuten
de la especie En el Herbario de Facultad de Ciencias Naturales y Museo UNLP se encuentra
material herborizado correspondiente al clon local de L gibba (LgP) (C Sobrero 1)
Figura IV12 Aspecto general de los tres clones de Lemnaacuteceas a- L gibba clon LgP
obtenido a partir de ejemplares colectados en el Arroyo El Pescado (Bs As) b- L gibba clon
LgJ y c- L minor clon LgJ proporcionados por el Instituto de Fisiologiacutea Vegetal de la
Universidad de Jena (Alemania)
1 cm 1 cm 1 cm
a b c
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
78
Solucioacuten nutritiva (medio de Huebert et
al 1993 modificado)
Concentracioacuten de nutrientes
125microM NH4NO3 110microM CaCl2 203microM
MgSO4 15microM K2HPO4 250microM NaHCO3
Concentracioacuten de micronutrientes 09microM
EDTA-FeCl3 89 microM H3BO3 09microM MnCl2
004microM CoCl2 008microM ZnSO4 004microM
CuSO4 07microM Na2MoO4
Autoclavar a 1 atm durante 15 min La solucioacuten
de EDTA-Fe se esteriliza por filtracioacuten
(nitrocelulosa 02 microM) y se almacena en
oscuridad
pH de la solucioacuten autoclavada 74
Figura IV13 Arroyo El Pescado a la altura de la localidad de Ignacio Correa Provincia de
Buenos Aires Desarrollo de Lemnaacuteceas en un ambiente natural Este arroyo atraviesa una
regioacuten de actividad agriacutecola-ganadera y reducido desarrollo urbano
IV14 Produccioacuten de biomasa de Lemnaacuteceas en labora torio y conservacioacuten de los clones
La produccioacuten de biomasa en el laboratorio
se realiza a 22 plusmn 2 degC en condiciones de
esterilidad en Erlenmeyers de 1L utilizando
inicialmente como medio nutritivo el
recomendado por Huebert et al (1993)
Dados algunos inconvenientes en la
regulacioacuten del pH utilizando este medio
nutritivo en particular en la realizacioacuten de los
bioensayos se evaluoacute el crecimiento de los
clones realizando algunas modificaciones en
la composicioacuten del mismo (Capiacutetulo IV2)
establecieacutendose como solucioacuten nutritiva para
el mantenimiento de los clones y para la
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
79
ejecucioacuten de los bioensayos la solucioacuten de Huebert et al (1993) con modificaciones Estas
modificaciones implican el uso de NH4NO3 (125microM) como fuente de nitroacutegeno y la reduccioacuten en
la concentracioacuten de NaHCO3 utilizada (250microM)
Algunos micronutrientes catioacutenicos como el Fe y en menor medida el Cu Mn y Zn
tienden a ser insolubles en la solucioacuten nutritiva principalmente a pH mayor que 5 Para el caso
del hierro la formacioacuten de Fe2O3 3H2O (oacutexido color cafeacute-rojizo) constituye una forma insoluble
y por lo tanto no disponible para las plantas A causa de eacutesta y otras reacciones es necesario
el uso de agentes quelantes como el EDTA (aacutecido etilen-diaminotetraceacutetico) tartrato citrato
etc para mantener la solubilidad y asiacute asegurar la disponibilidad de algunos micronutrientes
en las soluciones nutritivas (Landolt amp Kandeler 1987 Salisbury amp Ross 1994 Taiz amp Zeiger
2002) Sin embargo la presencia de quelantes en el medio de ensayo interfiere en la
evaluacioacuten de la toxicidad de los metales disminuyendo la toxicidad de los mismos al reducir la
concentracioacuten de iones libres (Landolt amp Kandeler 1987 Huebert amp Shay 1992 Huebert amp
Shay 1993a Lewis 1994 Salisbury amp Ross 1994) Es por ello que es importante establecer
una relacioacuten correcta entre la incorporacioacuten de EDTA y de Fe en el medio nutritivo La relacioacuten
EDTA-Fe 11 recomendada por Huebert et al (1993) permite un buen crecimiento de los
clones sin interferir en la evaluacioacuten de la toxicidad de metales (Huebert amp Shay 1992
Huebert amp Shay 1993a Huebert et al 1993) Dado que el EDTA se descompone por accioacuten
del calor y la luz la mezcla EDTA-Fe se esteriliza por filtracioacuten (02 microM) y se incorpora
posteriormente a la solucioacuten nutritiva ya autoclavada
Los cultivos de Lemnaacuteceas se mantienen con fotoperiacuteodo (16 h luz- 8 h oscuridad) y con una
irradiancia de 70-80 microMm-2s-1 utilizando como fuente de luz tubos fluorescentes (Osram luz
diacutea) o laacutemparas de mercurio halogenado Previo a la realizacioacuten de los bioensayos los cultivos
a ser utilizados en los mismos se someten a un periacuteodo de aclimatacioacuten de 20 a 30 diacuteas de
crecimiento en condiciones de iluminacioacuten continua y con la frecuencia de renovacioacuten de
nutrientes de acuerdo con el protocolo de ensayo
La utilizacioacuten de Lemnaacuteceas en ensayos de toxicidad requiere del mantenimiento de las
mismas en cultivos esteacuteriles a fin de lograr estimaciones reales de la toxicidad de las muestras
a evaluar evitando cualquier interferencia producida por el desarrollo de algas u otros
organismos no deseados los que ademaacutes compiten por la utilizacioacuten de nutrientes Debido a
este requerimiento la produccioacuten de biomasa y los ensayos de toxicidad se realizan en
condiciones axeacutenicas libre de otros organismos (Ej algas hongos o bacterias)
Para obtener frondes no contaminadas a partir del material de campo (ej aislamiento del clon
LgP) o como metodologiacutea de limpieza en caso de contaminaciones no deseadas se realiza el
siguiente procedimiento se obtienen yemas con poco desarrollo a partir de los bolsillos
laterales de frondes bien desarrolladas y vigorosas y se las enjuaga con solucioacuten de hipoclorito
de sodio (55 mgClL 05) durante 5 min agitando en vortex Se realizan 3 enjuagues con
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
80
Medio de cultivo para desarrollo
heterotroacutefico en oscuridad (Liebert
1986 modificado)
Concentracioacuten de nutrientes 396 mM
KNO3 147 mM KHPO4 122 mM
SO4Mg7H2O 278 mM Cl2Ca2H2O 38
mM Glucosa anhidra y Agar (1) La
composicioacuten y concentracioacuten de
micronutrientes corresponde a la de la
agua destilada esteacuteril (cu 5 min en vortex) Las yemas se colocan en solucioacuten nutritiva esteacuteril
realizaacutendose repiques y enjuagues sucesivos hasta lograr cultivos sin desarrollo de algas u
otros organismos
IV15 Cultivo de Lemnaacuteceas en condiciones limitan tes para el crecimiento
Para mantener los clones conservados durante periacuteodos de tiempo prolongados sin la
necesidad de la renovacioacuten perioacutedica de la solucioacuten nutritiva y requiriendo de menor espacio
eacutestos se pueden mantener vivos en condiciones de crecimiento limitadas en oscuridad y a baja
temperatura
El cultivo se realiza a 4plusmn2ordmC en esterilidad utilizando medio soacutelido de agar al 1 y solucioacuten
nutritiva para desarrollo heterotroacutefico (Liebert 1986 modificado)
Las frondes desarrolladas en las condiciones de cultivo anteriormente mencionadas se
mantienen con tasas de crecimiento limitada
hasta seis meses Se observan etioladas
pero sin perder la capacidad de multiplicarse
Al transferir las frondes a condiciones
estandarizadas de crecimiento se verifica
una raacutepida recuperacioacuten de los cultivos A
partir de seacuteptimo diacutea de haber sido
transferidas se restablece el crecimiento y la
siacutentesis de clorofila observaacutendose un
adecuado desarrollo de las frondes
IV16 Bioensayo de toxicidad subcroacutenica con Lemnaacutec eas establecimiento de las
condiciones oacuteptimas de crecimiento a lo largo del p eriacuteodo de ensayo
Existen diferentes protocolos para la aplicacioacuten de Lemnaacuteceas como especie diagnoacutestico en
bioensayos de toxicidad (ASTM 1991b Boutin et al 1993 Huebert et al 1993 USEPA 1996
Environment Canada 1999b OECD 2002 Environment Canada 2007) Sin embargo no hay
uniformidad en la metodologiacutea aplicada para la realizacioacuten de los mismos ya sea en el
establecimiento de variables como la temperatura iluminacioacuten volumen composicioacuten y
frecuencia de renovacioacuten de la solucioacuten nutritiva nuacutemero de reacuteplicas y nuacutemero inicial de
frondes asiacute como en la seleccioacuten de los puntos finales de evaluacioacuten de efectos tiempo de
exposicioacuten y controles del ensayo (Wang 1990 ASTM 1991b Boutin et al 1993 Huebert amp
Shay 1993a Lewis 1995 USEPA 1996 Environment Canada 1999b 2007)
Para que este bioensayo de toxicidad proporcione informacioacuten comparable con la
biblografia y que la inhibicioacuten del crecimiento de los clones no sea debida a factores limitantes
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
81
de las condiciones de cultivo es necesario garantizar que el incremento del nuacutemero de frondes
en los controles sea exponencial a lo largo del tiempo de exposicioacuten (Landolt amp Kandeler 1987
Hubert amp Shay 1993a Vermaat amp Hanif 1998) Este incremento en el nuacutemero de frondes se
describe de la siguiente manera
Ft = F0 eTMt (1)
donde F0 es el nuacutemero de frondes al diacutea 0 Ft es el nuacutemero de frondes luego de un tiempo t de
diacuteas de exposicioacuten y TM es la tasa de multiplicacioacuten La ecuacioacuten 1 puede expresarse del
siguiente modo
lnFt = lnF0 + TMt (2)
Esto indica que cuando el crecimiento es exponencial existe una relacioacuten lineal entre el log Ft y
el tiempo de ensayo correspondiendo el valor de la TM (frondediacutea) a la pendiente de
regresioacuten Si las condiciones de ensayo (luz temperatura nutrientes) son limitantes la TM no
es constante durante el ensayo indicando que el crecimiento estaacute ocurriendo en situaciones
de estreacutes Cuando esto ocurre el crecimiento de las frondes es lineal por lo que la estimacioacuten
de la toxicidad de una muestra estaraacute confundida con la reduccioacuten relativa de la TM de los
controles en relacioacuten a los tratamientos y por el estreacutes de las plantas (Hillman amp Culley 1978
Landolt amp Kandeler 1987 Huebert amp Shay 1993a)
Por lo tanto para garantizar que el efecto inhibitorio observado en los diferentes niveles
de exposicioacuten a un compuesto puro o muestra compleja sea causada solo por la toxicidad de
los mismos y no esteacute incrementado por condiciones limitantes de crecimiento la
concentracioacuten volumen y frecuencia de recambio de la solucioacuten nutritiva asiacute como nuacutemero de
frondes iniciales temperatura intensidad de luz y tiempo de exposicioacuten deben ser ajustados
de modo que se mantenga el crecimiento exponencial en los controles durante el periacuteodo de
ensayo Estas condiciones soacutelo son consideradas en algunos de los protocolos anteriormente
mencionados (Huebert amp Shay 1993a Vermaat amp Hanif 1998) Durante la estandarizacioacuten de
la metodologiacutea de ensayo se evaluaron diferentes aspectos con el objetivo de establecer las
condiciones de crecimiento adecuadas durante el periacuteodo de ensayo
Por otra parte se realizaron diversos estudios con relacioacuten a la composicioacuten de la
solucioacuten nutritiva empleada tanto en el bioensayo como en el mantenimiento de los clones en
el laboratorio con el fin de lograr una menor variabilidad en el pH debido al aumento de
biomasa y de reducir la concentracioacuten de bicarbonatos (Capiacutetulo IV2)
Las sales utilizadas en las soluciones nutritivas y los reactivos utilizados en las diferentes
experiencias son de calidad analiacutetica y el agua de dilucioacuten es agua destilada
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
82
IV17 Protocolo de ensayo de toxicidad subcroacutenica con Lemnaacuteceas
El protocolo establecido para la ejecucioacuten del bioensayo subcroacutenico con Lemnaacuteceas (Figura
IV14) se aplica en la evaluacioacuten de la toxicidad de compuestos puros de muestras
ambientales de agua superficial o subterraacutenea muestras de efluentes o de elutriados y
lixiviados de muestras soacutelidas
Este es considerado un bioensayo estaacutetico con renovacioacuten siendo 14 diacuteas el tiempo de
exposicioacuten El volumen final de medio de cultivo es de 300 ml y se realizan renovaciones
parciales del medio a lo largo del periacuteodo de ensayo (50 ndash100 ml al diacutea 4 100-200 ml al diacutea 7 y
200-300 ml al diacutea 11) La solucioacuten nutritiva que se utiliza para el crecimiento de los controles y
como medio de dilucioacuten en cada tratamiento es el medio esteacuteril modificado (Capiacutetulo IV14) de
Huebert et al (1993 modificado) ajustando a pH 7 luego de autoclavar (1 atm 15 minutos)
Figura IV14 Protocolo de bioensayo de toxicidad subcroacutenica con Lemnaacuteceas
El ensayo se realiza a 22plusmn2 Cdeg en condiciones de i luminacioacuten constante y con una irradiancia
de 70-80 microMm-2s-1 utilizando como fuente de luz tubos fluorescentes (Osram luz diacutea) o
laacutemparas de mercurio halogenado
El nuacutemero de frondes iniciales es de 2 a 8 seleccionando para cada repeticioacuten individuos
de tamantildeo similar con buen aspecto y buen estado sanitario Durante el mes previo a la
Exposicioacuten (14 diacuteas)
Registro de nuacutemero de frondes (cada 2 o 3 diacuteas a lo largo del tiempo de exposicioacuten)
Elaboracioacuten de curvas de crecimiento
Medicioacuten de puntos finales TM CTC CF y NFC registro de otros signos de fitotoxicidad
Caacutelculo de la inhibicioacuten
Estimacioacuten de la CI NOEC LOEC TOEC
Evaluacioacuten de la FITOTOXICIDAD
Condiciones de exposicioacutenbull Solucioacuten nutritiva esteacuteril (Medio de Huebert et al 1993 modificado)bull volumen de ensayo 300 mlbull Semiestaacutetico (Renovacioacuten parcial de la solucioacuten nutritiva)bull 22plusmn2 degCbull Luz continua (70-80 microM m-2s-1)bull 3-5 repeticiones por tratamientobull 8 frondes iniciales por reacuteplica
Protocolo de ensayo de toxicidad subcroacutenico con Lemn aacuteceas
Especies diagnoacutestico Lemna gibba y L minor
Exposicioacuten (14 diacuteas)
Registro de nuacutemero de frondes (cada 2 o 3 diacuteas a lo largo del tiempo de exposicioacuten)
Elaboracioacuten de curvas de crecimiento
Medicioacuten de puntos finales TM CTC CF y NFC registro de otros signos de fitotoxicidad
Caacutelculo de la inhibicioacuten
Estimacioacuten de la CI NOEC LOEC TOEC
Evaluacioacuten de la FITOTOXICIDAD
Condiciones de exposicioacutenbull Solucioacuten nutritiva esteacuteril (Medio de Huebert et al 1993 modificado)bull volumen de ensayo 300 mlbull Semiestaacutetico (Renovacioacuten parcial de la solucioacuten nutritiva)bull 22plusmn2 degCbull Luz continua (70-80 microM m-2s-1)bull 3-5 repeticiones por tratamientobull 8 frondes iniciales por reacuteplica
Protocolo de ensayo de toxicidad subcroacutenico con Lemn aacuteceas
Especies diagnoacutestico Lemna gibba y L minor
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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realizacioacuten del ensayo los clones se repican semanalmente a solucioacuten nutritiva esteacuteril en las
condiciones de temperatura irradiancia y fotoperiacuteodo del ensayo Cada 2-3 diacuteas desde el inicio
del ensayo se registra el nuacutemero de frondes y yemas desarrolladas analizando a partir de
estos datos el modelo de crecimiento mediante anaacutelisis de regresioacuten Finalizado el periacuteodo de
ensayo se evaluacutean los diferentes puntos finales de fitotoxicidad La Figura IV14 resume el
protocolo de ensayo de toxicidad subcroacutenica con Lemnaacuteceas
De igual manera a lo mencionado para el bioensayo con semillas (Capiacutetulo III15) se
realizan ensayos preliminares seleccionando concentraciones de exposicioacuten seguacuten escala
logariacutetmica A partir de estos resultados se realizan las exposiciones definitivas ajustando el
intervalo de concentraciones en el disentildeo experimental seguacuten la sensibilidad de la especie
estudiada Este procedimiento se aplica de manera general a la evaluacioacuten de la toxicidad no
soacutelo de compuestos puros sino tambieacuten a mezclas complejas lixiviados o muestras
ambientales utilizando para ello nuacutemero de replicas reducido y pocos puntos en la curva de
toxicidad
IV18 Puntos finales de evaluacioacuten de la toxicida d
Para la evaluacioacuten de los efectos fitotoacutexicos en Lemnaacuteceas se utilizan diferentes puntos finales
tales como el contenido de clorofila la fijacioacuten de C14 el contenido de ATP el peso seco y
fresco el aacuterea foliar el nuacutemero de frondes finales la integridad de la colonia la elongacioacuten de
la raiacutez etc Entre los paraacutemetros maacutes utilizados se encuentra el recuento del nuacutemero de
frondes producidas y el caacutelculo de la tasa de multiplicacioacuten (ASTM 1991b Boutin et al 1993
Huebert amp Shay 1993a Huebert et al 1993 Sinha et al 1994 Lewis 1995 Lytle amp Lytle
2001 OECD 2002 Environment Canada 2007) La medicioacuten de estos dos paraacutemetros es muy
simple raacutepida precisa y no destructiva pero posee la desventaja de que el nuacutemero de frondes
producido es irrelevante en relacioacuten al aacuterea foliar o produccioacuten de biomasa En determinadas
condiciones de estreacutes la tasa de multiplicacioacuten no se altera pero siacute se observa una marcada
reduccioacuten en el aacuterea foliar de las frondes por lo que el soacutelo recuento de las mismas estariacutea
subestimando la cuantificacioacuten del efecto Es por ello que la evaluacioacuten del efecto en el aacuterea
foliar constituye un punto final relevante y complementario a la estimacioacuten del efecto en la tasa
de multiplicacioacuten (Landolt amp Kandeler 1987 Wang 1990 Lewis 1995) Como se ha
mencionado anteriormente (Capiacutetulos I3 y I4) tanto los metales pesados como el herbicida
glifosato generan clorosis y alteraciones en la fotosiacutentesis por lo que maacutes allaacute de su relevancia
como indicador del estado fisioloacutegico de la planta el contenido de clorofila es un paraacutemetro a
considerar como punto final de evaluacioacuten de la toxicidad de estos contaminantes (USEPA
1996 Mohan amp Hosetti 1997 Prasad et al 2001)
En los ensayos de toxicidad subcroacutenica con Lemnaacuteceas el efecto toacutexico de los contaminantes
estudiados se evaluoacute considerando las siguientes respuestas subletales como puntos finales
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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luego de 14 diacuteas de exposicioacuten tasa de multiplicacioacuten nuacutemero de frondes por colonia aacuterea
folia crecimiento foliar contenido de clorofila y relacioacuten claclb
Tasa de multiplicacioacuten (TM)
Este paraacutemetro considerado como punto final del ensayo se calcula a partir del nuacutemero de
frondes producidas al finalizar el periacuteodo de exposicioacuten respecto del nuacutemero de individuos
iniciales En el recuento de frondes se consideran ademaacutes las yemas desde el momento en
que estas asoman de los bolsillos laterales de las frondes madres A partir de la ecuacioacuten 2
(paacuteg 78) la TM se expresa como
TM = 1000(LogFt-LogF0)t
donde F0 es el nuacutemero de frondes al diacutea 0 Ft es el nuacutemero de frondes al final de la experiencia
y t es el tiempo de cultivo en diacuteas (Hillman amp Culley 1978 Landolt amp Kandeler 1987 Huebert amp
Shay 1993a)
Nuacutemero de frondes por colonia (NFC)
Se determina mediante el recuento de las frondes producidas que se mantienen unidas
formando cada unidad clonal o colonia De la misma manera a lo descripto para la TM en el
recuento de frondes se incluyen las yemas desde el momento en que estas asoman de los
bolsillos laterales de las frondes madres (Li amp Xiong 2004a)
Aacuterea foliar (AF) y crecimiento foliar (CF)
Para la medicioacuten del aacuterea foliar se utiliza un medidor de aacuterea foliar (LI-3100 Area Meter LI-
COR) Dado el pequentildeo tamantildeo de las frondes de Lemnaacuteceas ademaacutes del desarrollo de
aereacutenquima principalmente en L gibba la medicioacuten del aacuterea foliar se realiza a partir de la
imagen fotograacutefica ampliada de las frondes Siendo que a lo largo del periacuteodo de ensayo el
nuacutemero de individuos en cada tratamiento se va incrementando al final del mismo se cuenta
con una poblacioacuten de individuos de distinto tiempo de crecimiento y consecuentemente
distinta aacuterea foliar (Figura IV12 a b c) Es por ello que para disminuir la variabilidad en la
medicioacuten del aacuterea foliar se consideran en la cuantificacioacuten del efecto solo aquellas frondes
con un crecimiento tal que hallan desarrollado yemas hijas (frondes madres) Esta metodologiacutea
para la estimacioacuten del CF se ha aplicado en el capiacutetulo IV3
Otra manera de expresar el crecimiento de las frondes sin recurrir a la medida del aacuterea
foliar dado su tamantildeo reducido y a la dificultad e imprecisioacuten de utilizar un medidor de aacuterea
foliar es mediante la medida del eje transversal y longitudinal de la misma El CF se cuantifica
considerando las medidas del eje longitudinal mayor (EL) y del eje transversal mayor (ET)
considerando por separado la medida de las yemas y frondes hijas y la de las frondes madres
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Ademaacutes mediante la relacioacuten ELET es posible estimar cambios en la morfologiacutea normal de
las frondes (frondes maacutes anchas o maacutes angostas) Esta metodologiacutea para la estimacioacuten del CF
se ha aplicado en los capiacutetulos IV4 y IV5
Contenido de clorofila y relacioacuten claclb
Para la determinacioacuten de clorofila total en el ensayo subcroacutenico con Lemnaacuteceas se utiliza la
teacutecnica de Zscheile amp Comar (1941) mencionada en el Capiacutetulo III222 para el ensayo de
toxicidad subcroacutenica y recuperacioacuten con L sativa Se utilizan 5 ml de Dimetilformamida como
solvente de extraccioacuten para 01g de tejido fresco realizaacutendose la misma a temperatura
ambiente durante 24 hs en oscuridad y sin necesidad de maceracioacuten previa de las frondes El
contenido de clorofila se expresa respecto del peso fresco de las frondes sometidas a la
extraccioacuten y se calcula del siguiente modo
Contenido Total de Clorofila = [(Cl a + Cl b) timestimestimestimes vol] peso fresco
Peso seco (PS) o (PST)
Se determinoacute por secado en estufa a 70 degC hasta pes o constante y se expresa como peso seco
promedio por fronde (PS) o como peso seco total (PST peso seco del total de frondes
producidas al final del ensayo)
En la Tabla IV11 se indican los valores promedio de la tasa de multiplicacioacuten (TM) nuacutemero de
frondes por colonia (NFC) aacuterea foliar (AF) contenido total de clorofila (CTC) y relacioacuten clorofila
Tabla IV1 1 Valores correspondientes a los puntos finales medidos en los controles luego de
14 diacuteas de crecimiento en las condiciones del ensayo de toxicidad
Puntos Finales
TM
(d-1) NFC AF
(mm 2)
CTC
micromicromicromicrogmg(PF)
ClaClb
Clon LgP 1036 plusmn 1149 (11) 42 plusmn 123
(29)
59 plusmn 032
(5)
9393 plusmn 5020
(5)
390 plusmn 021
(5)
Clon LgJ 994 plusmn 1305 (13) 38 plusmn 079
(21)
114 plusmn 104
(9)
8540 plusmn 5265
(6)
395 plusmn 028
(7)
Clon LmJ 1178 plusmn 2316
(20)
36 plusmn 078
(22)
138 plusmn 178
(13)
9712 plusmn 7692
(8)
379 plusmn 019
(5)
TM tasa de multiplicacioacuten NFC nuacutemero de frondes por colonia AF aacuterea foliar CTC contenido total de
clorofila ClaClb relacioacuten clorofila aclorofila b Los valores corresponden a la Media plusmn desviacuteo estaacutendar
de los puntos finales medidos en los controles negativos de los bioensayos realizados en condiciones
estandarizadas de crecimiento Se indica entre pareacutentesis el coeficiente de variacioacuten
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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aclorofila b (ClaClb) de los tres clones de Lemnaacuteceas utilizados Estos valores corresponden a
los paraacutemetros normales alcanzados luego del crecimiento durante 14 diacuteas en las condiciones
del ensayo de toxicidad mencionadas anteriormente (Capiacutetulo IV17 Figura IV14)
IV19 Expresioacuten de los resultados de toxicidad
La respuesta toacutexica de las Lemnaacuteceas en los diferentes puntos finales por exposicioacuten a los
contaminantes se expresa como la concentracioacuten inhibitoria (CI10 CI25 o CI50) o como los
valores correspondientes al NOEC LOEC y TOEC los que se estiman de acuerdo a la
metodologiacutea estadiacutestica mencionada en el protocolo de toxicidad aguda con semillas (Capiacutetulo
III15) En aquellos paraacutemetros para los que no es posible calcular la CI o cuando se compara
la respuesta en varios puntos finales el efecto inhibitorio se expresa como porcentaje (Zar
1996 Environment Canada 1999a 1999b 2007)
Si bien en este capiacutetulo del trabajo de tesis se ha desarrollado la metodologiacutea del ensayo de
toxicidad subcroacutenica con Lemnaacuteceas en los capiacutetulos siguientes los diferentes estudios
realizados con estos organismos ameritan el desarrollo de un apartado metodoloacutegico
especiacutefico en cada uno de ellos en el que se consideran aspectos puntuales concernientes a
cada experiencia ademaacutes de los vinculados al disentildeo experimental y anaacutelisis estadiacutestico de los
resultados
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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IV2 CONTROL DE LA VARIACIOacuteN DE pH DEL MEDIO
NUTRITIVO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE BIOMASA VEGETAL
EN LABORATORIO Y EN EL ENSAYO DE TOXICIDAD CON
LEMNAacuteCEAS
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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IV2 CONTROL DE LA VARIACIOacuteN DE pH DEL MEDIO NUTRIT IVO PARA LA
PRODUCCIOacuteN DE BIOMASA VEGETAL EN LABORATORIO Y EN E L ENSAYO DE
TOXICIDAD CON LEMNAacuteCEAS
IV21 INTRODUCCIOacuteN Y OBJETIVOS
Los cambios de pH del medio modifican la toxicidad de un compuesto puro o una mezcla de
contaminantes dependiendo del nivel de esta variacioacuten y de las caracteriacutesticas quiacutemicas de
cada compuesto (Newman amp Jagoe 1996 Manahan 2007) Para el caso particular de los
metales la toxicidad dependeraacute de la especie quiacutemica en la que estos se encuentren
determinando esto su biodisponibilidad en general si el medio se acidifica muchos de los
metales se hallan como iones libres siendo eacutesta la forma de mayor toxicidad para la biota
(Huebert amp Shay 1992 Huebert et al 1993 Kahle 1993 Gupta et al 1996 Bowers et al
1997) Para el caso del cromo la solubilidad de las especies quiacutemicas de Cr(III) y Cr(IV)
depende del pH del medio El Cr(III) se halla solubilizado en medios muy aacutecidos hallaacutendose a
pH entre 45 y 10 totalmente precipitado como Cr(OH)3 El Cr(VI) a pH gt6 se halla
solubilizado como anioacuten CrO4-2 mientras que a menor pH el CrO4
-2 incorpora protones
predominando las formas HCrO4- y Cr2O7
-2 tambieacuten solubles (Barlett 1997 Bories 1997
Hossner et al 1998 USEPA 1998) Para el caso del herbicida glifosato y algunos de los
componentes presentes en los productos formulados el pH del medio condiciona su
biodisponibilidad y consecuentemente su toxicidad (Tsui amp Chu 2003)
Por otro lado a valores elevados de pH el Fe y otras sales nutritivas precipitan como
hidroacutexidos dejando de estar disponible para las raiacuteces disminuyendo ademaacutes la velocidad de
absorcioacuten de otros nutrientes (Salisbury amp Ross 1994 Taiz amp Zeiguer 2002) Es por ello que
se recomienda que los bioensayos de toxicidad se realicen manteniendo el pH del medio
constante durante el periacuteodo de ensayo (APHA 1998 USEPA 1994 Gupta et al 1996)
La solucioacuten nutritiva utilizada inicialmente para la produccioacuten de biomasa y en la
ejecucioacuten del bioensayo de toxicidad con Lemnaacuteceas es la propuesta por Huebert et al (1993)
Esta tiene en su composicioacuten NaHCO3 (500 microM) y como fuente de nitroacutegeno KNO3 (250 microM)
La presencia de NaHCO3 en el medio nutritivo puede modificar la disponibilidad de
algunos iones e interferir en la evaluacioacuten de toxicidad de determinados contaminantes por lo
que es preferible reducir su concentracioacuten Si bien algunas especies de Lemnaacuteceas requieren
de bicarbonatos como fuente de carbono inorgaacutenico en particular especies sumergidas
(Landolt et al 1986 Huebert et al 1993) es conveniente la reduccioacuten de los mismos en el
medio nutritivo para evitar interferencias en la evaluacioacuten de la toxicidad de algunos metales
por problemas de precipitacioacuten al modificar el pH del medio (Toumllgyessy 1993 Newman amp
Jagoe 1996)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
89
Por otro lado durante el transcurso del ensayo la incorporacioacuten selectiva de iones por
las plantas determina la variacioacuten del pH del medio haciendo que eacuteste se torne levemente
alcalino a medida que aumenta el nuacutemero de frondes durante los 14 diacuteas de crecimiento La
absorcioacuten de iones NO3ndash y de otros aniones va acompantildeada de la incorporacioacuten de H+ o la
eliminacioacuten de OHndash para mantener el balance de cargas interno El NO3ndash se incorpora con gran
velocidad contribuyendo con el raacutepido aumento del pH de la solucioacuten nutritiva Contrariamente
la absorcioacuten de NH4+ y otros cationes es simultaacutenea al ingreso de OHndash o a la liberacioacuten de H+
produciendo la disminucioacuten del pH del medio (Landolt amp Kandeler 1987 Kahle 1993 Salisbury
amp Ross 1994 Crawley 1997 Taiz amp Zeiger 2002)
Los valores de pH alcanzados luego de 14 diacuteas de crecimiento de las Lemnaacuteceas en la
solucioacuten nutritiva de Huebert et al (1993) con 250 microM de KNO3 y 500 microM de NaHCO3 son
(Media plusmn ee n=8) clon LgP 818 plusmn 004 clon LgJ 831 plusmn 008 y clon LmJ 829 plusmn 003
Los objetivos planteados en este trabajo son bull Evaluar la variacioacuten del pH del medio de Huebert et al (1993) a lo largo del periacuteodo de
ensayo modificando dos componentes de este medio nutritivo
1 La reduccioacuten de la concentracioacuten de NaHCO3
2 Modificacioacuten de la fuente de nitroacutegeno (NH4NO3 vs KNO3))
bull Evaluar el efecto de estas modificaciones de la composicioacuten del medio nutritivo de Huebert
et al (1993) en el crecimiento de los tres clones de Lemna spp
IV 2 2 METODOLOGIacuteA
IV221 Modificacioacuten de la concentracioacuten de NaHCO 3 en la solucioacuten nutritiva efecto sobre
el crecimiento de Lemnaacuteceas y variacioacuten del pH del medio a lo largo del periacuteodo de
ensayo
Se estudioacute el crecimiento de los clones de Lemnaacuteceas clones LgP LgJ y LmJ en la solucioacuten
nutritiva (Huebert et al 1993) modificando de su composicioacuten original soacutelo la concentracioacuten de
NaHCO3 La composicioacuten de la solucioacuten de Huebert et al (1993) es 250microM KNO3 110microM
CaCl2 203microM MgSO4 15microM K2HPO4 500microM NaHCO3 09microM EDTA-FeCl3 89 microM H3BO3
09microM MnCl2 004microM CoCl2 008microM ZnSO4 004microM CuSO4 07microM Na2MoO4
Se evaluoacute el crecimiento en medios con las siguientes concentraciones de NaHCO3 500
microM -concentracioacuten original del medio nutritivo- 375 microM 250 microM y 125 microM El protocolo de
ensayo se realiza seguacuten lo descripto en el Capiacutetulo IV17 y los puntos finales evaluados al final
del mismo (14 diacuteas) fueron peso seco total (PST) y tasa de multiplicacioacuten (TM) medidos de
acuerdo a lo descripto en el Capitulo IV18 Durante el periacuteodo de ensayo se registroacute cada 3
diacuteas el nuacutemero de frondes producidas a fin de verificar el modelo de crecimiento El efecto de la
concentracioacuten de bicarbonato sobre la produccioacuten de PST y en la TM se evaluoacute mediante
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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ANOVA (Fisher LSD) y el modelo de crecimiento durante el periacuteodo de ensayo mediante
anaacutelisis de regresioacuten A lo largo del periodo de exposicioacuten se registroacute la variacioacuten del pH del
medio nutritivo
IV222 Modificacioacuten de la fuente de nitrogeno en la solucioacuten nutritiva (KNO 3 a NH4NO3)
efecto sobre el crecimiento de Lemnaacuteceas y variacioacute n del pH del medio a lo largo del
periacuteodo de ensayo
Con el fin de minimizar las variaciones de pH a lo largo del periacuteodo de ensayo con Lemnaacuteceas
se reemplazoacute la fuente de nitroacutegeno de la solucioacuten nutritiva original (Huebert et al 1993)
utilizaacutendose NH4NO3 en reemplazo del KNO3
Se evaluoacute el crecimiento de los clones durante un periacuteodo de 14 diacuteas en solucioacuten nutritiva
con 250uM KNO3 y 125uM NH4NO3 correspondiendo estas concentraciones a 35 mgNL El
ensayo de crecimiento se realizoacute seguacuten el protocolo descripto en el Capiacutetulo IV17 en la
solucioacuten nutritiva original (Huebert et al 1993) pero utilizando 250microM NaHCO3 de acuerdo a los
resultados obtenidos de la evaluacioacuten del crecimiento y variacioacuten del pH con diferentes
concentraciones de NaHCO3 en el medio (Capiacutetulo IV231) Se determinoacute el efecto en la tasa
de multiplicacioacuten y el peso seco al final del periacuteodo de ensayo analizando los resultados
mediante el meacutetodo de lsquot Studentlsquo de comparacioacuten de medias El crecimiento de los clones se
evaluoacute mediante anaacutelisis de regresioacuten A lo largo del periodo de exposicioacuten se registroacute la
variacioacuten del pH del medio nutritivo
IV23 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN
IV231 Modificacioacuten de la concentracioacuten de NaHCO 3 en la solucioacuten nutritiva efecto sobre
el crecimiento de Lemnaacuteceas y variacioacuten del pH del medio a lo largo del periacuteodo de
ensayo
La Tabla IV21 muestra el efecto de la variacioacuten de la concentracioacuten de NaHCO3 del medio
nutritivo en el peso seco total y la tasa de multiplicacioacuten de los tres clones de Lemnaacuteceas En la
Tabla IV22 se indican los resultados del anaacutelisis de regresioacuten de las curvas de crecimiento de
las Lemnaacuteceas en medios con diferente concentracioacuten de NaHCO3
De los resultados obtenidos se observa que luego de los 14 diacuteas de crecimiento en
solucioacuten nutritiva con diferentes concentraciones de NaHCO3 la TM no se modificoacute
significativamente en ninguno de los niveles ensayados observaacutendose igual respuesta en los
tres clones utilizados (Tabla IV21) Por otra parte a lo largo del periacuteodo de ensayo se verifica
que los tres clones siguen un modelo de crecimiento exponencial en todos los niveles del
tratamiento (Tabla IV22) Sin embargo siacute se evidencian diferencias significativas en la
produccioacuten de biomasa modificaacutendose el peso seco final con la concentracioacuten de NaHCO3 del
medio de ensayo (Tabla IV21)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Tabla IV21 Peso seco total (PST) y tasa de multiplicacioacuten (TM) de tres clones de Lemnaacuteceas
luego de 14 diacuteas de crecimiento en solucioacuten nutritiva con 4 niveles de NaHCO3
Clon LgP
Clon LgJ Clon LmJ
NaHCO3 PST TM
PST TM PST TM
500micromicromicromicroM 115plusmn096 a 134plusmn3 222plusmn032 a 131plusmn1 264plusmn122 a 136plusmn1
375micromicromicromicroM 134plusmn088 a b 138plusmn2 206plusmn300 a 130plusmn2 197plusmn2 13 b 127plusmn2
250micromicromicromicroM 153plusmn036 b 137plusmn1 218plusmn123 a 131plusmn1 215plusmn2 56 a b 127plusmn4
125micromicromicromicroM 121plusmn067 a b 124plusmn3 121plusmn347 b 127plusmn3 132plusmn155 c 128plusmn2
PST peso seco (mg) del total de las frondes desarrolladas al final del ensayo Los valores de peso seco y
tasa de multiplicacioacuten corresponden al promedio de cuatro repeticiones plusmn ee
Los niveles que poseen igual letra no difieren significativamente entre si (ple005)
Tabla IV22 Crecimiento de tres clones de Lemnaacuteceas luego de 14 diacuteas en solucioacuten nutritiva
con diferentes concentraciones de NaHCO3
Clon LgP
Clon LgJ Clon LmJ
NaHCO3 b
R2 b R2 b R2
500micromicromicromicroM 0620 0988 0675 0994 0687 0993
375micromicromicromicroM 0661 0993 0665 0994 0683 0989
250micromicromicromicroM 0696 0996 0716 0993 0655 0980
125micromicromicromicroM 0538 0990 0691 0990 0781 0989
La relacioacuten entre el ln del nuacutemero de frondes (NFt) y el tiempo de cultivo (t) transcurrido es linear lo que
indica que el crecimiento fueacute exponencial durante los 14 diacuteas de ensayo b coeficiente de regresioacuten R2
coeficiente de correlacioacuten diferencias significativas (ple001)
El peso seco del clon LgP es significativamente mayor en el medio con 250microM y 375microM de
NaHCO3 respecto de aquellos con 500microM y 125microM
En los ensayos con el clon LgJ el peso seco acumulado en un medio con 125microM de
NaHCO3 es significativamente menor al obtenido cuando el crecimiento se realiza en medios
con 500microM 375microM o 250microM de NaHCO3
El clon LmJ es el que mostroacute mayor variacioacuten del PST al reducir la concentracioacuten de
NaHCO3 en el medio obtenieacutendose la menor biomasa con 125microM de NaHCO3 La biomasa
desarrollada es la misma si el crecimiento ocurre en soluciones con concentracioacuten de NaHCO3
de 500microM y 250microM siendo los valores de peso seco en estas concentraciones
significativamente mayores a los observados en los otros niveles ensayados
Con relacioacuten a la modificacioacuten del pH del medio durante el transcurso del ensayo se
observa que las tendencias son similares cuando el crecimiento ocurre en soluciones nutritivas
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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con diferente concentracioacuten de NaHCO3 (Figura IV21) Ademaacutes se puede observar que no se
registraron grandes variaciones de pH a lo largo del periacuteodo de ensayo excepto para el medio
con 375microM de NaHCO3 Los valores maacuteximos de pH alcanzados fueron (Media plusmn ee n=4) 82 plusmn
Figura IV21 Efecto de la concentracioacuten de NaHCO3 en la variacioacuten del
pH en cultivos de Lemnaacuteceas durante el periacuteodo de ensayo
Clon LgP
65
67
69
71
73
75
77
79
81
83
0 5 10 15 Diacuteas
pH
Clon LgJ
65
67
69
71
73
75
77
79
81
83
0 5 10 15 Diacuteas
pH
Clon LmJ
65
67
69
71
73
75
77
79
81
83
0 5 10 15 Diacuteas
pH
500uM NaHCO3 375uM NaHCO3
250uM NaHCO3 125uM NaHCO3
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
93
001 (500microM) 75 plusmn 013 (375microM) 806 plusmn 005 (250microM) 79 plusmn 007 (125microM) no observaacutendose
diferencias entre los tres clones
Por lo tanto siendo que en los tres clones se observa buena produccioacuten de biomasa y
crecimiento exponencial de la poblacioacuten cuando la concentracioacuten de NaHCO3 en el medio de
crecimiento es de 250microM y con el fin de reducir la cantidad de este componente en la solucioacuten
nutritiva de ensayo se modifica su concentracioacuten utilizaacutendose 250microM en lugar de los 500microM
originales (Huebert et al 1993)
IV232 Modificacioacuten de la fuente de nitroacutegeno en la solucioacuten nutritiva (KNO 3 a NH4NO3)
efecto sobre el crecimiento de Lemnaacuteceas y variacioacute n del pH del medio a lo largo del
periacuteodo de ensayo
En la Tabla IV23 se muestran los resultados de los efectos en el crecimiento de los tres
clones de Lemnaacuteceas en solucioacuten nutritiva con KNO3 o NH4NO3 como fuente de N
indicaacutendose los efectos en el peso seco total (PST) y en la tasa de multiplicacioacuten (TM) En la
Tabla IV24 se indican los resultados de las curvas de crecimiento de las Lemnaacuteceas en
solucioacuten nutritiva con KNO3 y NH4NO3 En la Figura IV22 se representa la variacioacuten de pH en
la solucioacuten nutritiva con diferente fuente de nitroacutegeno a lo largo de los 14 diacuteas de crecimiento
Tabla IV23 Crecimiento de los clones de Lemnaacuteceas en solucioacuten nutritiva con KNO3 o
NH4NO3 como fuente de nitroacutegeno Evaluacioacuten del efecto en el peso seco (PS) y en la tasa de
multiplicacioacuten (TM)
Clon LgP Clon LgJ Clon LmJ Fuente de N
(35 mgL)
TM PST TM PST TM PST
KNO3 250micromicromicromicroM 126plusmn3 0060plusmn 0007 121plusmn1 0105plusmn 0021 145plusmn1 0096plusmn 0015
NH4NO3125micromicromicromicroM 130plusmn3 0043plusmn 0006 129plusmn1 0117plusmn 0008 152plusmn1 0116plusmn 0008
PS peso seco (mg) por fronde desarrollada al final del ensayo Los valores de peso seco y tasa de
multiplicacioacuten corresponden al promedio de 5 repeticiones plusmn ee ple001
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
94
Tabla IV24 Crecimiento de los tres clones de Lemnaacuteceas durante14 diacuteas en solucioacuten
nutritiva con KNO3 o NH4NO3 como fuente de nitroacutegeno
Clon LgP Clon LgJ Clon LmJ Fuente de N
(35 mgl)
b R2 b R2 b R2
KNO3 250micromicromicromicroM 0280 0986 0268 0990 0323 0992
NH4NO3125micromicromicromicroM 0293 0981 0288 0990 0338 0992
La relacioacuten entre el ln del nuacutemero de frondes (NFt) y el tiempo de cultivo (t) transcurrido es linear lo que
indica que el crecimiento fueacute exponencial durante los 14 diacuteas de ensayo b coeficiente de regresioacuten R2
coeficiente de correlacioacuten p le001
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
95
Figura IV22 Variacioacuten del pH en cultivos de Lemnaacuteceas Crecimiento
durante 14 diacuteas en soluciones nutritivas conteniendo KNO3 o NH4NO3
como fuente de nitroacutegeno
Clon LgJ
6
62
64 66
68
7
72
74 76
78
8
0 5 10 15 Diacuteas
pH
Clon LmJ
6
62
64
66
68
7
72
74
76
78
8
0 5 10 15
Diacuteas
pH
250uM KNO3 125uM NH4NO3
Clon LgP
6
62
64
66
68
7
72
74
76
78
8
0 5 10 15Diacuteas
pH
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
96
En los clones LgJ y LmJ la tasa de multiplicacioacuten difiere significativamente dependiendo de la
fuente de N del medio siendo mayor cuando crecen en medio conteniendo NH4NO3 Sin
embargo la tasa de multiplicacioacuten en el clon LgP no varioacute al modificar la composicioacuten del
medio siendo el crecimiento similar en ambas soluciones ensayadas
En ninguno de los tres clones se observaron modificaciones significativas en el peso
seco al cambiar la fuente de nitroacutegeno de la solucioacuten (Tabla IV23)
Es de destacar que al sustituir el KNO3 por NH4NO3 se logra una menor variabilidad del pH
a lo largo del periacuteodo de ensayo (Figura IV22) observaacutendose ademaacutes un mejor crecimiento del
clon LgP (frondes maacutes vigorosas)
Debido a la importancia de lograr la mayor estabilidad posible del pH durante los ensayos
de toxicidad y dados los resultados expuestos anteriormente se considera conveniente el
reemplazo de la fuente de nitroacutegeno del medio propuesto por Huebert et al (1993) utilizaacutendose
en posteriores ensayos el NH4NO3 en la solucioacuten nutritiva a una concentracioacuten de 125microM
IV24 CONCLUSIONES
- En los tres clones se observa buena produccioacuten de biomasa y crecimiento exponencial de la
poblacioacuten en el medio de crecimiento con menor concentracioacuten de NaHCO3 (250microM) y con
125microM de NH4NO3
- El reemplazo de la fuente de nitroacutegeno (KNO3 por NH4NO3) produce una mayor estabilidad en
el pH del medio de crecimiento de los clones de Lemnaacuteceas durante el periodo de ensayo sin
afectar la tasa de multiplicacioacuten y produccioacuten de biomasa seca de los mismos
- Se establece como medio nutritivo para el crecimiento de Lemnaacuteceas en laboratorio y para la
ejecucioacuten de los bioensayos de toxicidad subcroacutenica la solucioacuten nutritiva propuesta por
Huebert et al (1993) modificada cuya composicioacuten es la siguiente
Nutrientes 125microM NH4NO3 110microM CaCl2 203microM MgSO4 15microM K2HPO4 250microM NaHCO3
Micronutrientes 09microM EDTA-FeCl3 89 microM H3BO3 09microM MnCl2 004microM CoCl2 008microM
ZnSO4 004microM CuSO4 07microM Na2MoO4
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
97
IV3 EVALUACIOacuteN DE LA SENSIBILIDAD DE LEMNAacuteCEAS A
LA EXPOSICIOacuteN SUBCROacuteNICA A COMPUESTOS PUROS
EFECTO COMPARATIVO DEL Cu(II) Cr(VI) Y Cd(II)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
98
IV3 EVALUACIOacuteN DE LA SENSIBILIDAD DE LEMNAacuteCEAS A LA EXPOSICIOacuteN
SUBCROacuteNICA A COMPUESTOS PUROS EFECTO COMPARATIVO D EL Cu(II)
Cr(VI) Y Cd(II)
IV31 INTODUCCIOacuteN Y OBJETIVOS
Como ya se ha mencionado en el capitulo III21 existe un amplio espectro de sensibilidad en la
respuesta fitotoacutexica al cobre cromo y cadmio dependiendo esta diversidad en no soacutelo de la
especie sino que tambieacuten del punto final de toxicidad evaluado y del tiempo de exposicioacuten al
contaminante (Hendry et al 1992 Lewis 1995 Gupta et al 1996 Crawley 1997 Mohan amp
Hosetti 1999 Prasad et al 2001 Wu amp Zhang 2002 Liu et al 2004 Miretzky et al 2004)
Cuando se selecciona una especie como organismo diagnoacutestico para ser utilizado en un
bioensayo de toxicidad es de gran relevancia evaluar su sensibilidad frente a la exposicioacuten a
compuestos puros analizando ademaacutes la respuesta en diferentes puntos finales Para el caso de
las Lemnaacuteceas tambieacuten se observa esta variabilidad inter e intraespeciacutefica (Wang 1992
Huebert amp Shay 1993b Mohan amp Hosetti 1999 Paradiso Giles 2000 Lytle amp Lytle 2001 Li amp
Xiong 2004a) no existiendo una tendencia general en la respuesta por lo que es relevante
conocer la sensibilidad de los tres clones de Lemna spp seleccionados a la exposicioacuten a
metales pesados
Por otra parte este tipo de informacioacuten de igual manera a los resultados obtenidos con el
ensayo con L sativa constituye un aporte original al conocimiento de mecanismos de accioacuten de
contaminantes en plantas vasculares establecieacutendose los umbrales de respuesta y niveles de
dantildeo en distintos paraacutemetros frente a la exposicioacuten a diferentes concentraciones de metales
(Environment Canada 1999a Castillo 2004) Este conocimiento permitiraacute establecer
potenciales aplicaciones ya sea como especies sensibles en bioensayos de toxicidad o para el
caso de las especies tolerantes en procesos de bioremediacioacuten como bioacumuladoras de
metales Ademaacutes la generacioacuten de datos de fitotoxicidad del cobre cromo y cadmio es
necesaria para su incorporacioacuten en caacutelculos de estimacioacuten de riesgo de ecosistemas acuaacuteticos
asiacute como para el establecimiento de niveles guiacutea para la proteccioacuten de ambientes acuaacuteticos (van
Leeuwen 1990 Suter 1993 SRHN 2003b SRHN 2004 SRHN 2005)
Los objetivos planteados en este trabajo fueron los siguientes
bull Evaluar la sensibilidad de los clones de Lemnaacuteceas (Lemna gibba clones LgP y LgJ L
minor clon LmJ) frente a la exposicioacuten subcroacutenica a los metales pesados Cu(II) Cr(VI) y
Cd(II)
bull Comparar la sensibilidad entre poblaciones clonales de la especie L gibba con diferente
origen geograacutefico clon local (LgP) y clon de Alemania (LgJ)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
99
bull Comparar la sensibilidad de diferentes puntos finales de respuesta para la evaluacioacuten de
efectos fitotoacutexicos en Lemnaacuteceas
bull Establecer los umbrales de respuesta por exposicioacuten al Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) para cada uno
de los clones y cada punto final
IV 3 2 METODOLOGIacuteA
Se estudioacute de manera comparativa la fitotoxicidad de tres metales pesados ndash Cobre (II) Cromo
(VI) y Cadmio (II)- Para cada uno de estos metales se analizoacute la sensibilidad de los tres clones
de Lemnaacuteceas (L gibba clones LgP y LgJ L minor clon LmJ) considerando como puntos
finales de evaluacioacuten de la toxicidad el efecto en la tasa de multiplicacioacuten (TM) en el aacuterea foliar
(AF) en el contenido total de clorofila (CTC) y en la relacioacuten clorofila aclorofila b (ClaClb) La
metodologiacutea de ensayo utilizada corresponde a la descripta en el Capiacutetulo IV17 y los puntos
finales se midieron seguacuten lo especificado en el Capiacutetulo IV18 Previo a la realizacioacuten de los
ensayos las plantas se aclimataron durante un mes en las condiciones de exposicioacuten en
laboratorio
Los bioensayos se realizaron por duplicado con 4 repeticiones por cada concentracioacuten del
metal estudiada trabajando simultaacuteneamente con los tres clones y analizando la toxicidad de
cada metal independientemente En todos los ensayos realizados se verificoacute que la produccioacuten
de biomasa en los controles negativos siguiera un modelo de crecimiento exponencial siendo
eacuteste un requisito del control durante el desarrollo del bioensayo (Huebert amp Shay 1993a)
A partir de los resultados de los ensayos preliminares con los tres metales y tres clones
se realizaron las exposiciones definitivas ajustando el intervalo de concentraciones utilizadas
con cada metal de acuerdo a la sensibilidad de la especie considerada El intervalo de
concentraciones de exposicioacuten ensayados para cada metal fue de 01 a 125 mgCu(II)L 01 a 5
mgCr(VI)L para los clones LgP y LgJ y 005 a 3 mgCr(VI)L para el clon LmJ y 001 a 035
mgCd(II)L para los tres clones
Los patrones de metales se prepararon a partir de sales de Cd y Cu metaacutelico en HNO3 y
de K2Cr2O7 todos de calidad analiacutetica en agua nanopura verificaacutendose su concentracioacuten final
por espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica (Varian Spectra AA) por aspiracioacuten directa en llama
(APHA-AEEA-WPCF 1992)
Se evaluoacute la toxicidad de estos metales exponiendo los tres clones a las distintas
concentraciones realizaacutendose las correspondientes curvas concentracioacuten-respuesta y el
respectivo anaacutelisis de regresioacuten y la estimacioacuten de la CI25 y CI50 Se calculoacute ademaacutes los valores
de NOEC LOEC y TOEC Los valores de NOEC LOEC y TOEC y las estimaciones de la CI25 y
CI50 se calcularon de acuerdo a lo especificado en el Capiacutetulo III15
Dada la variabilidad en la respuesta de los clones entre las repeticiones de los ensayos el
anaacutelisis estadiacutestico de los resultados se realizoacute considerando un grupo de 2 experimentos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
100
analizado a traveacutes del ANOVA para una estructura de tratamientos en esquema factorial
utilizaacutendose en cada uno de ellos un disentildeo enteramente casualizado (Carranza 1998) Este
anaacutelisis se realizoacute para cada metal estudiado evaluando la respuesta de los tres clones en cada
uno de los puntos finales anteriormente mencionados (TM AF CTC y ClaClb) Todos los
cuadros de ANOVA se muestran resumidos presentando solamente los valores
correspondientes a los efectos principales y a las interacciones auacuten en aquellos casos en que
eacutestas no sean significativas
A fin de visualizar comparativamente la respuesta de los tres clones en la TM AF y CTC al
aumentar la concentracioacuten de metal se realizoacute el ajuste de cada variable a un modelo de
regresioacuten Por otro lado se realizoacute un anaacutelisis de comparacioacuten de pendientes de las ecuaciones
de regresioacuten lineal correspondiente a cada punto final comparaacutendose la respuesta de los tres
clones a cada uno de los metales estudiados Para ello dado que la relacioacuten entre el aumento
de la concentracioacuten de metal y la respuesta en los puntos finales no es lineal se trabajoacute con
diferentes transformaciones de los datos de manera de lograr el ajuste a un modelo de regresioacuten
lineal manteniendo la normalidad y homogeneidad de la varianza de los valores transformados
Para el caso de los puntos finales CTC o el AF que presentan exaltacioacuten o inversioacuten en la
respuesta a bajas concentraciones de exposicioacuten a algunos de los metales el ajuste al modelo
de regresioacuten se realizoacute considerando solamente el intervalo de respuesta en el cual se verifica
toxicidad (inhibicioacuten respecto del tratamiento control) Las comparaciones muacuteltiples de las
pendientes se realizaron con el meacutetodo de Tukey (Sokal amp Rohlf 1979 Zar 1996)
IV 3 3 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN
IV 3 3 1 TOXICIDAD SUBCRONICA DEL COBRE (II)
Los efectos fitotoacutexicos del Cu(II) en los clones de Lemna spp luego de la exposicioacuten durante
14 diacuteas pueden verse en la Figura IV31 Se compara las plantas expuestas al metal con
aquellas del tratamiento control (Figura IV31 clon LgP a b c clon LgJ d e f Clon LmJ g h
i) indicaacutendose solamente los efectos de la exposicioacuten a tres concentraciones de metal
correspondientes a la curva concentracioacuten-respuesta 05 (Figura IV31 a d g) 075 (Figura
IV31 b e h) y 1 mgCu(II)L (Figura IV31 c f i) Se evidencia el efecto de este metal en la
reduccioacuten del aacuterea foliar y en el contenido de clorofila De manera general en las plantas
expuestas a 075 y 1 mgl se observa clorosis siendo este efecto maacutes pronunciado en las
frondes de mayor tiempo de crecimiento (frondes con yemas y con mayor aacuterea foliar)
observaacutendose en las yemas y frondes joacutevenes un mayor contenido de clorofila (Figura IV31 b
c e f h i)
La reduccioacuten en el aacuterea foliar de las frondes es significativo manifestaacutendose en los tres
clones auacuten a la concentracioacuten de 05 mgCu(II)L Ademaacutes en la Figura IV31 puede verse el
efecto del cobre en el crecimiento de las raiacuteces de las plantas expuestas a 05 mgCu(II)L Figura
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
101
Figura IV31 Toxicidad del Cu(II) en Lemnaacuteceas efectos en el desarrollo del aacuterea foliar y en el contenido total de clorofila luego de 14 diacuteas de exposicioacuten a b c L gibba (clon LgP) plantas expuestas a 05 075 y 1 mgCu(II)L respectivamente d e f L gibba (clon LgJ) plantas expuestas a 05 075 y 1 mgCu(II)L respectivamente g h i L minor (clon LmJ) plantas expuestas a 05 075 y 1 mgCu(II)L respectivamente En cada fotografiacutea el grupo de plantas ubicado a la izquierda corresponde al control y a la derecha al expuesto
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
102
Tabla IV31 Toxicidad subcroacutenica del Cu(II) en Lemnaacuteceas ANOVA de un grupo de dos experimentos Anaacutelisis de la respuesta en la TM AF CTC y relacioacuten ClaClb
Tasa de Multiplicacioacuten
Fuente de variacioacuten GL F p
Ensayo 1 79 11 0000 Clon 2 13 0436 Cobre 5 194 0003 ClonCobre 10 46 0012 Error 95
Area Foliar
Fuente de variacioacuten G L F p
Ensayo 1 00 0888 Clon 2 2854 0000 Cobre 5 5471 0000 ClonCobre 10 2890 0000 Error 683
Clorofila Total
Fuente de variacioacuten GL F p
Ensayo 1 463 0000 Clon 2 41 0174 Cobre 6 619 0000 ClonCobre 9 08 0628 Error 96
Relacioacuten ClaClb
Fuente de variacioacuten GL F p
Ensayo 1 2754 0000 Clon 2 08 0553 Cobre 6 139 0003 ClonCobre 9 07 0062
(Figura IV31a d g) siendo la inhibicioacuten significativa (frondes sin raiacuteces o raiacuteces de algunos
miliacutemetros solamente) luego de la exposicioacuten a 075 y 1 mgCu(II)L (Figura IV31b c e f h i)
Otro efecto observado es la abscisioacuten temprana de las frondes hijas lo que se manifiesta por la
tendencia de las frondes joacutevenes y yemas a separarse de las frondes progenitoras con una
reduccioacuten en el nuacutemero de frondes-yemas por colonia con el aumento de la concentracioacuten de
exposicioacuten al metal (Figura IV31 c e f)
En la Tabla IV31 se indica el ANOVA de los resultados obtenidos en los diferentes
puntos finales luego de la exposicioacuten de los tres clones de Lemnaacuteceas al cobre Los resultados
del ANOVA muestran que la fitotoxicidad del cobre fue altamente significativa en los cuatro
puntos finales (Tabla IV31) para los tres clones evaluados Si bien existen diferencias
significativas en la respuesta al cobre en la TM CTC y ClaClb entre los dos ensayos el anaacutelisis
de la varianza se realiza considerando un grupo de dos experimentos por lo que las
conclusiones para cada factor (punto final) continuacutean siendo vaacutelidas Para el caso del anaacutelisis de
los efectos del cobre en el AF
no existen diferencias
significativas entre los resultados
obtenidos en los dos ensayos
La Tabla IV32 muestra los
resultados del anaacutelisis de
regresioacuten y comparacioacuten de
pendientes de las curvas
concentracioacuten-respuesta para los
puntos finales AF TM y CTC de
los clones de Lemnaacuteceas luego
de 14 diacuteas de exposicioacuten al
Cu(II)
En la Tabla IV33 se
indican las concentraciones de
cobre correspondientes al
NOEC LOEC y TOEC y en la
Tabla IV34 los valores de las
CI25 y CI50 para los puntos
finales AF TM CTC y ClaClb
obtenidos a partir de las curvas
concentracioacuten-respuesta de los
clones de Lemnaacuteceas expuestos
al cobre
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
103
Tabla IV32 Toxicidad subcroacutenica del Cu(II) en Lemnaacuteceas Anaacutelisis de regresioacuten de las curvas
de toxicidad para la respuesta en la tasa de multiplicacioacuten (TM) aacuterea foliar (AF) y contenido total
de clorofila (CTC)
TM1 AF CTC1
a b R2 a b R2 a b R2
Clon LgP 1086 -2706 a 0818 3498 -2133 a 0962 1298 -0528 ab 0918
Clon LgJ 1053 -2374 a 0844 6613 -5916 b 0969 1092 -0471 a 0889
ClonLmJ 1209 -4204
b 0848 8340 -8074 c 0965 1371 -0726 b 0850
Todas las regresiones fueron estadiacutesticamente significativas (p le 001)1 Variable dependiente
con transformacioacuten raiacutez cuadrada a ordenada al origen b coeficiente de regresioacuten
(pendiente) R2 coeficiente de determinacioacuten
Pendientes estadiacutesticamente diferentes (p le 001) los valores seguidos por igual letra no
difieren entre siacute
Tabla IV33 Toxicidad subcroacutenica del cobre en Lemnaacuteceas NOEC LOEC TOEC para los
diferentes puntos finales
Punto Final Lgibba (clon LgP) Lgibba (clon LgJ) Lminor (clon LmJ)
NOEC LOEC TOEC NOEC LOEC TOEC NOEC LOEC TOEC
TM 025 050 035 010 025 016 025 050 035
AF 010 025 016 010 025 016 010 025 016
CTC 075 1 087 050 075 061 075 1 087
ClaClb 075 1 087 050 075 061 075 1 087
Los valores corresponden a mgCu(II)L
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
104
Tabla IV34 Toxicidad subcroacutenica del cobre en Lemnaacuteceas CI25 y CI50 en mgCu(II)L para los
diferentes puntos finales
Lgibba (clon LgP) Lgibba (clon LgJ) Lminor (clon LmJ) Punto
Final CI25 CI50 CI25 CI50 CI25 CI50
TM 087
(073-099)
119
(115-123)
082
(064-091)
123
(118-125)
067
(040-083)
097
(089-104)
AF 010 gt CI25 lt
025
105
(091-132)
010 gt CI25 lt
025
068
(066-072)
033
(029-037)
081
(068-093)
CTC 093
(090-096)
115
(112-118)
074
(071-077)
093
(089-097)
085
(079-091)
099
(092-108)
ClaClb 108
(104-111)
121
(116-125)
090
(087-095)
gt 125 081
(074-089)
110
(106-113)
Los valores indicados entre pareacutentesis corresponden al intervalo de confianza (95)
No es posible la estimacioacuten de la CI50 debido a que la inhibicioacuten en este punto final fue inferior al 50 para la
maacutexima concentracioacuten de toacutexico ensayada No es posible la estimacioacuten de la CI25 debido a que la inhibicioacuten en este
punto final fue superior al 25 para la miacutenima concentracioacuten de toacutexico ensayada en la que se verifica inhibicioacuten
significativa
VI 3 3 11 Efecto del Cu(II) en la Tasa de Mult iplicacioacuten (TM)
Al evaluar la respuesta toacutexica en la TM frente a la exposicioacuten subcroacutenica al cobre vemos que
existe interaccioacuten significativa entre el efecto del metal y el comportamiento de los clones
indicando que la respuesta de los clones en este punto final es diferente (Tabla IV31)
La curva concentracioacuten-respuesta (Figura IV32) muestra el efecto fitotoacutexico del cobre
con un decaimiento leve en la TM de modo similar en los clones LgP y LgJ principalmente a
bajos niveles de exposicioacuten al metal evidenciaacutendose un mayor efecto al aumentar la
concentracioacuten Se observa ademaacutes que la respuesta variacutea en los tres clones verificaacutendose en
el Clon LmJ que la TM disminuye de manera maacutes pronunciada en el intervalo de
concentraciones ensayado Esta diferencia en el comportamiento de los clones se verificoacute al
realizar el anaacutelisis de regresioacuten y la comparacioacuten de las pendientes de las curvas de toxicidad
correspondiente a cada uno de ellos (Tabla IV32) encontraacutendose que los dos clones de L
gibba (LgP y LgJ) no difieren significativamente entre siacute siendo las pendientes de ambos
diferentes de la del clone de L minor (Clon LmJ)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
105
Figura IV32 Toxicidad subcroacutenica del Cu(II) en Lemnaacuteceas Efecto en la tasa de
multiplicacioacuten Los valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos
Al evaluar el efecto inhibitorio en la TM (Tabla IV34 Figura IV32) observamos que los valores
de la CI25 y CI50 son similares en los tres clones siendo el clon LmJ levemente maacutes sensible El
orden de sensibilidad de los clones al evaluar la TM es clon LmJ gt clon LgP gt clon LgJ
No obstante esto en exposiciones a bajas concentraciones de metal vemos que la mayor
sensibilidad se manifiesta en el Clon LgJ siendo 025 mgCu(II)L la miacutenima concentracioacuten
ensayada en la que se detecta efecto (LOEC) en la TM y 01 mgCu(II)L el valor miacutenimo de
exposicioacuten en donde no se detectoacute inhibicioacuten significativa (NOEC) Para los clones LgP y LmJ
el valor de LOEC y NOEC es de 025 y 050 mgCu(II)L respectivamente (Tabla IV33)
VI3312 Efecto del Cu(II) en el Aacuterea Foliar (AF )
En la Figura IV33 se muestran las curvas concentracioacuten-respuesta de los tres clones de
Lemnaacuteceas considerando el efecto en el aacuterea foliar como punto final para la evaluacioacuten de la
fitotoxicidad del cobre Al evaluar comparativamente la respuesta de los clones se ve que la
inhibicioacuten en el aacuterea foliar no se manifestoacute de la misma manera en los tres encontraacutendose
interaccioacuten significativa entre eacutestos y el efecto de los diferentes tratamientos con cobre (Tabla
IV31) De manera general se observa que el mayor efecto en este punto final se manifiesta en
los clones LgJ y LmJ mientras que el clon LgP es el menos afectado (Figura IV33) Al realizar
el anaacutelisis de regresioacuten y la comparacioacuten de las pendientes de las curvas de toxicidad
correspondiente a cada uno de los clones se verificoacute que las mismas difieren significativamente
(Tabla IV32) comportaacutendose cada clon de manera diferente El orden de sensibilidad de los
Cu(II) mgLclon LgP clon LgJ clon LmJ
Tas
a de
Mul
tiplic
acioacute
n d-1
-02 00 02 04 06 08 10 12 1440
60
80
100
120
140
160
clon LgP= 1105 + 86X - 442X2
clon LgJ= 1068 - 144X - 232X2
clon LmJ= 1402 - 125X - 523X2
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
106
clones al evaluar los valores correspondientes a la CI50 (Tabla IV34 Figura IV33) es clon
LgJ gt clon LmJ gt clon LgP
Figura IV33 Toxicidad subcroacutenica del Cu(II) en Lemnaacuteceas Efecto en el aacuterea foliar Los
valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos
Para los tres clones el valor del LOEC es 025 mgCu(II)L (Tabla IV33) siendo similar la
sensibilidad de estos clones para detectar efectos en el aacuterea foliar por exposicioacuten a bajas
concentraciones del metal Las diferencias entre los clones en la respuesta inhibitoria en el aacuterea
foliar se manifiestan al incrementarse los niveles de exposicioacuten al metal
VI3313 Efecto del Cu(II) en el Contenido Total de Clorofila (CTC)
Al evaluar la respuesta en el CTC frente a la exposicioacuten subcroacutenica a concentraciones de cobre
entre 01 y 125 mgl el ANOVA indica que el comportamiento de los tres clones es similar no
existiendo interaccioacuten entre el efecto del metal y la respuesta de los mismos (Tabla IV31) En la
curva dosis respuesta (Figura IV34) se puede ver que en los tres clones de Lemnaacuteceas
estudiados el Cu(II) produce dos tipos de efectos en el CTC exaltacioacuten o inhibicioacuten
dependiendo de la concentracioacuten de exposicioacuten considerada Se observa un leve incremento en
el CTC en exposiciones a 025 y 05 mgCu(II)L registraacutendose toxicidad a partir de 075
mgCu(II)L (Figura IV34 Tabla IV33)
Al considerar solamente la respuesta fitotoacutexica vemos que el comportamiento de los
clones es diferente (Tabla IV32 Figura IV34) Si comparamos los valores correspondientes a
Cu(II) mgLclon LgP clon LgJ clon LmJ
Are
a F
olia
r m
m2
-02 00 02 04 06 08 10 12 140
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Clon LgP = 56 - 42X + 135X2
Clon LgJ = 119 - 108X + 38X2
Clon LmJ = 151 - 96X + 032X2
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
107
la CI25 y CI50 (Tabla IV34 Figura IV34) estos no difieren en gran medida entre los tres clones
No obstante esto el orden de sensibilidad de los clones es igual al observado para el efecto en
el AF clon LgJ gt clon LmJ gt clon LgP
Figura IV34 Toxicidad subcroacutenica del Cu(II) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido
total de clorofila Los valores corresponden al promedio de los valores de las
repeticiones de ambos ensayos
El clon LgJ igual a lo observado para la TM tambieacuten muestra alta sensibilidad para detectar
efecto en el contenido total de clorofila a bajas concentraciones de exposicioacuten (Tabla IV33)
Al comparar la respuesta de los tres clones de Lemnaacuteceas expuestos al cobre el clon
LgJ es el maacutes sensible al evaluar los efectos en CTC y AF no soacutelo al considerar la CI50 sino
tambieacuten en la respuesta observada en exposiciones a bajas concentraciones del metal Al
evaluar la toxicidad en la TM la mayor sensibilidad se observa en el clon LmJ
VI 3 314 Efecto del Cu(II) en la relacioacuten clor ofila aclorofila b (ClaClb)
La evaluacioacuten de la respuesta de las Lemnaacuteceas en eacuteste paraacutemetro se analiza de manera
comparativa con el efecto del cobre en el contenido total de clorofila (CTC) La variacioacuten de
ambos puntos finales y la sensibilidad de cada clon se indican comparativamente en la Figura
IV35
De manera general se observa que en los tres clones expuestos al cobre la relacioacuten
ClaClb no se mantuvo constante sino que disminuye significativamente con el aumento de la
Cu(II) mgLclon LgP clon LgJ clon LmJ
Con
teni
do T
otal
de
Clo
rofil
a ug
g(P
F)-1
-02 00 02 04 06 08 10 12 14100
300
500
700
900
1100
Clon LgP = 9068 + 4539X - 7155X2
Clon LgJ = 8194 + 2413X - 5895X2
Clon LmJ = 8785 + 4693X - 8329X2
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
108
concentracioacuten (Tabla IV31 Figura IV35) Al comparar esta respuesta con la observada en el
CTC vemos que la relacioacuten ClaClb se modifica a las mismas concentraciones de exposicioacuten al
Cu(II) en las que se verifica reduccioacuten significativa en el CTC No obstante esto los valores de
inhibicioacuten en el CTC siempre fueron mayores a los observados en la relacioacuten ClaClb (Figura
IV35 arsquo brsquo y crsquo) Al comparar el comportamiento de los clones vemos que si bien el menor
valor de LOEC se registra en el clon LgJ al evaluar la CI25 y la CI50 el clon maacutes sensible es el
de L minor (Tabla IV33 y IV34)
En la Figura IV36 se grafica la variacioacuten de la relacioacuten ClaClb para cada uno de los clones
comparativamente con la respuesta en el contenido de clorofila a (Cla) y clorofila b (Clb) (Figura
IV36 a b c) indicaacutendose ademaacutes el porcentaje de inhibicioacuten en cada paraacutemetro (Figura IV36
aacute bacute cacute)
Si analizamos el comportamiento del contenido de Cla y Clb en la reduccioacuten en el CTC y
de la relacioacuten ClaClb vemos que en los tres clones el aumento en la clorosis por efectos del
cobre es debida en mayor medida a la reduccioacuten en el contenido de Cla (Figura IV36) La
reduccioacuten en la Cla respecto de la reduccioacuten en la Clb es mayor a concentraciones de cobre
mayores lo que se manifiesta en una mayor inhibicioacuten en la relacioacuten ClaClb Esta variacioacuten en
la respuesta con el aumento del nivel de exposicioacuten al cobre se manifiesta claramente en el
clon de L minor (Figura IV36 c crsquo) evidenciaacutendose efectos similares en la Cla y la Clb a 075
mgCu(II)L sin alteracioacuten de la relacioacuten ClaClb mientras que si la exposicioacuten es a
concentraciones mayores la inhibicioacuten en la Cla es mayor alteraacutendose consecuentemente la
relacioacuten ClaClb
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
109
Figura IV35 Toxicidad subcroacutenica del Cu(II) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido total
de clorofila (CTC) y en la relacioacuten clorofila aclorofila b (ClaClb)
a b y c CTC en microgmg(Peso Fresco) y relacioacuten ClaClb de los clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ
respectivamente) expuestos a diferentes concentraciones de Cu(II) Los valores corresponden al promedio de
las repeticiones de ambos ensayos (Media plusmn ee n=7)
arsquo brsquo y crsquo Porcentaje de inhibicioacuten en el CTC y ClaClb en los clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ
respectivamente Los valores corresponden al promedio de la inhibicioacuten en ambos ensayos plusmn error estaacutendar
(n=7) Las flechas indican la menor concentracioacuten de metal a la que se observa efecto significativo (LOEC p
le 001)
Clon LgP
100
300
500
700
900
1100
0 025 05 075 1 125
005115225335445a
Clon LmJ
100
300
500
700
900
1100
0 025 05 075 1 125
Cu(II) mgl
005115225335445
CTC claclb
c
Clon LgJ
100
300
500
700
900
1100
0 025 05 075 1 125
CT
C u
gg(
PF
)
005115225335445
cla
clb
b
Clon LgP
-20
0
20
40
60
80
100
025 05 075 1 125
a
Clon LgJ
-20
0
20
40
60
80
100
025 05 075 1 125
in
hibi
cioacuten
b
Clon LmJ
-20
0
20
40
60
80
100
025 05 075 1 125
Cu(II) mgl
CTC claclb
c
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
110
Figura IV36 Toxicidad subcroacutenica del Cu(II) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido de
clorofila a (Cla) clorofila b (Clb) y en la relacioacuten clorofila aclorofila b (ClaClb)
a b y c Contenido de clorofila a (Cla) y clorofila b (Clb) en microgg(Peso Fresco) y relacioacuten ClaClb en los clones
de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente expuestos a diferentes concentraciones de Cu(II) Los
valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos (Media plusmn error estaacutendar n=7)
arsquo brsquo y crsquo Porcentaje de inhibicioacuten en el contenido de clorofila a (Cla) y clorofila b (Clb) y en la relacioacutenClaClb
en los clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente Los valores corresponden al promedio de la
inhibicioacuten en ambos ensayos (Media plusmn error estaacutendar n=2) Las flechas indican la menor concentracioacuten de
metal ensayada a la que se observa efecto significativo (LOEC p le 001)
50
250
450
650
850
1050
0 025 05 075 1 125
005115225335445
Clon LgP
a
50
250
450
650
850
1050
0 025 05 075 1 125
Cla
- C
lb u
gg
(PF
)
005115225335445
Cla
Clb
Clon LgJ
b
50
250
450
650
850
1050
0 025 05 075 1 125Cu(II) mgl
005
115
225
335
445
Clorofila a Clorofila bClaClb
Clon Lm Jc
-100
102030405060708090
025 05 075 1 125
Clon LgP
a
-100
102030405060708090
025 05 075 1 125
in
hibi
cioacuten
Clon LgJ
b
-100
102030405060708090
025 05 075 1 125
Cu(II) mgl
Clorofila a Clorofila b ClaClb
Clon Lm J
c
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
111
Frente a la exposicioacuten subcroacutenica de Lemnaacuteceas al Cu(II) la reduccioacuten en el CTC constituye un
punto final de sensibilidad similar a la variacioacuten en la relacioacuten ClaClb La clorosis generada por
el cobre es debida principalmente a la reduccioacuten en el contenido de Cla
VI3315 Sensibilidad de la respuesta de los clo nes de Lemnaacuteceas a la exposicioacuten
subcroacutenica al Cu(II) comparacioacuten del efecto en el aacuterea foliar (AF) en la tasa de
multiplicacioacuten (TM) y en el contenido total de clor ofila (CTC)
Cuando analizamos de manera general la respuesta de cada punto final considerado (TM
AF CTC y relacioacuten ClaClb) se observa que si bien los efectos fitotoacutexicos del cobre se
manifiestan en todos ellos la sensibilidad de cada uno fue diferente Dado que la sensibilidad en
la respuesta en la variacioacuten de la relacioacuten ClaClb es baja este punto final no se consideraraacute en
la siguiente discusioacuten
En la Figura IV37 se indica de manera comparada para cada uno de los tres clones de
Lemnaacuteceas la respuesta inhibitoria en los puntos finales AF TM y CTC La figura muestra los
porcentajes de inhibicioacuten alcanzados luego de la exposicioacuten durante 14 diacuteas a las diferentes
concentraciones de cobre (Figura IV37 abc)
De manera general al considerar los valores de CI50 los clones responden con
sensibilidad similar en los distintos puntos finales manifestando el clon LgJ una mayor
variabilidad en la respuesta siendo el aacuterea foliar el punto final maacutes sensible (Tabla IV34) De
acuerdo a los valores de CI50 obtenidos en los clones LgP LgJ y LmJ el orden de sensibilidad
de los puntos finales evaluados es AF gt TM gt CTC
La diferencia en la sensibilidad del aacuterea foliar respecto de los demaacutes puntos finales se
manifiesta con maacutes intensidad a valores menores de inhibicioacuten lo que se evidencia si se
comparan los valores de CI25 o de LOEC (Tablas IV33 y IV34) Se observa que en los clones
LgP y LmJ la reduccioacuten en el AF fue significativa en exposiciones a 025 mgCu(II)L (Figura
IV37 a y c) siendo este punto final de mayor sensibilidad respecto de la TM y CTC para
detectar toxicidad a bajas concentraciones de metal En el clon LgJ la exposicioacuten a 025
mgCu(II)L produjo inhibicioacuten significativa en el AF y TM Los efectos en el CTC si bien son
severos cuando la exposicioacuten al Cu(II) es a concentraciones altas empiezan a manifestarse
recieacuten a partir de 075 mgL valores de exposicioacuten mayores respecto de la sensibilidad para los
demaacutes puntos finales En los clones LgP y LmJ los efectos en el CTC se manifiestan con valores
de exposicioacuten al cobre 4 y 2 veces mayores a los necesarios para generar efectos significativos
en el AF y TM respectivamente (Figura IV37)
Se observa en general que el AF es el punto final maacutes sensible para evaluar la
exposicioacuten a bajas concentraciones de Cu
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
112
Figura IV37 Toxicidad subcroacutenica del Cu(II) en Lemnaacuteceas Efecto
comparativo en el aacuterea foliar (AF) en la tasa de multiplicacioacuten (TM) y en el
contenido total de clorofila (CTC)
a b y c Porcentaje de inhibicioacuten en el AF en la TM y en el CTC en los clones
de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente Los valores corresponden al
promedio de la inhibicioacuten en ambos ensayos plusmn error estaacutendar (n=7) Las
flechas indican la menor concentracioacuten de metal a la que se observa efecto
significativo (LOEC p le 001)
C lo n L g P
2 8 3 14 2 4 7
5 5
183 1
5 5
4 8-4- 4
3 4
6 0
- 1 0
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
0 2 5 0 5 0 7 5 1 1 2 5
a
C lo n L m J
2 1
3 64 9
5 9
8 1
112 5
5 2
6 6
10
5 6
7 6
4 - 2
- 1 0
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
0 2 5 0 5 0 7 5 1 1 2 5C u ( I I) m g l
A F T M C T C
c
C lo n L g J
3 04 0
5 5 5 5
6 9
10 15 19
3 8
5 2
2 4
6 17 4
-2- 6
- 1 0
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
0 2 5 0 5 0 7 5 1 1 2 5
in
hibi
cioacuten
b
7
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
113
Es importante remarcar que si bien la exposicioacuten al cobre en el intervalo entre 025 y 05
mgCu(II)L genera en los tres clones un leve incremento aunque no significativo en el
contenido de clorofila esta respuesta se la interpreta como un efecto no deseado maacutes auacuten
cuando se evidencia inhibicioacuten en otros puntos finales a estos valores de exposicioacuten (Figura
IV37)
Si comparamos la sensibilidad de los clones estudiados con la respuesta de otras
Lemnaacuteceas a este metal vemos que existen referencias de especies maacutes y menos sensibles a
lo observado para L gibba y L minor en este trabajo La respuesta observada por Landolt amp
Kandeler (1987) en L minor y L aequinoctialis indican inhibicioacuten en el crecimiento a 0051 y
0095 mgCu(II)L Mohan amp Hosetti (1999) informa valores en CI50 en el nuacutemero de frondes
producidas entre 01 y 11 mgCu(II)L para L minor y 01 mgCu(II)L para L valdiviana y entre
09 y 13 para L gibba Para la especie L trisulca el valor de CE50 para la tasa de multiplicacioacuten
corresponde a 023 mgCu(II)L luego de 14 diacuteas de exposicioacuten (Huebert et al 1993) Con
relacioacuten a los efectos en el CTC Wahaab et al (1995) observan en L minor que a 025
mgCu(II)L hay clorosis significativa luego de 10 diacuteas de exposicioacuten mientras que a 1 mgCu(II)L
se produce la muerte de los individuos Por otra parte Boniardi et al (1998) observan una alta
tolerancia de Lgibba al cobre informando valores de inhibicioacuten en la produccioacuten de biomasa
del 35 y 73 luego de la exposicioacuten a 25 y 67 mgCu(II)L respectivamente siendo estos
niveles cobre no tolerados por los clones LgJ y LgP utilizados en este estudio Prasad et al
(2001) estudiaron los efectos del cobre en L trisulca observando que en esta especie la
toxicidad (clorosis) es significativa recieacuten cuando la exposicioacuten es a 15 y 3 mgCu(II)L Estos
autores informan de igual manera a lo observado en nuestros resultados que los efectos del
cobre son maacutes marcados en la reduccioacuten del contenido de Cla respecto de la Clb Con relacioacuten
a la exaltacioacuten en el CTC Prasad et al (2001) tambieacuten observan aumento en el contenido de
Cla y Clb en L trisulca por exposicioacuten al cobre pero a valores de 0064 mgCu(II)L
concentracioacuten de un orden de magnitud inferior a lo observado para los clones LgP LgJ y LmJ
en este trabajo El estudio realizado por Frankart et al (2002) en L minor indica que la
exposicioacuten a 02 y 04 mgCu(II)L producen efecto significativo en la fotosiacutentesis a las 72 hs de
exposicioacuten observaacutendose reduccioacuten en la capacidad fotosinteacutetica y en los mecanismos de
umlquenchinguml (extincioacuten) fotoquiacutemico y no fotoquiacutemico A estos valores de exposicioacuten la
respuesta observada en este trabajo para los clones de L gibba y L minor es de exaltacioacuten en
el CTC observaacutendose inhibicioacuten a concentraciones mayores (Figura IV35)
Estudios realizados en otras especies acuaacuteticas y palustres tambieacuten indican una gran
variacioacuten en la sensibilidad de respuesta en diferentes puntos finales de evaluacioacuten de la
toxicidad Por ejemplo Stefani et al (1991) evaluaron la sensibilidad de Juncus acutus
considerando el efecto en la germinacioacuten y el crecimiento inicial durante 15 diacuteas de exposicioacuten
A las concentraciones ensayadas - 007 a 12 mgCu(II)L ndash no hay efecto en la germinacioacuten Sin
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
114
embargo la radiacutecula no se desarrolloacute en ninguno de los niveles de cobre ensayados
inhibieacutendose ademaacutes el crecimiento del tallo a partir de 03 mgCu(II)L (35) alcanzando el 70
de inhibicioacuten a 12 mgCu(II)L Gupta et al (1994) evaluaron los efectos subletales del Cu(II) ndash
01 a 5 mgCu(II)L- en el contenido de clorofila en hojas y peroxidacioacuten lipiacutedica en raiacuteces en
Scirpus lacustris y Bacopa monnieri luego de 7 diacuteas de exposicioacuten Estos autores observan
reduccioacuten en el CTC y efecto en la peroxidacioacuten lipiacutedica soacutelo a 5 mgCu(II)L indicando una baja
sensibilidad de ambas especies a este metal Esto mismo se observa en ensayos con Hydrilla
verticillata (7 diacuteas) con concentraciones de metal entre 01 y 5 mgCu(II)L donde se verifica
efecto en el CTC a partir de exposiciones a 05 mgCu(II)L alcanzando la maacutexima inhibicioacuten
(59) a 5 mgCu(II)L mientras que la inhibicioacuten registrada en el contenido de proteiacutenas fue de
soacutelo el 23 a 5 mgCu(II)L (Gupta et al 1996)
En comparacioacuten con la sensibilidad de otras plantas vasculares acuaacuteticas o palustres
anteriormente mencionadas se evidencia que los tres clones utilizados presentan buena
sensibilidad al cobre y los valores de CI o LOEC estaacuten en el orden de lo informado en la
bibliografiacutea para diferentes especies y puntos finales
IV332 TOXICIDAD SUBCROacuteNICA DEL CROMO (VI)
En la Figura IV38 se observan los efectos fitotoacutexicos en plantas de los tres clones de
Lemnaacuteceas expuestas durante 14 diacuteas al Cr(VI) en comparacioacuten con aquellas del tratamiento
control (Clon LgP Figura IV38 a b c clon LgJ Figura IV38 d e f Clon LmJ Figura IV38
g h i) Se indican soacutelo los efectos de la exposicioacuten a tres concentraciones de metal
correspondientes a la curva concentracioacuten-respuesta 025 (Figura IV38 a d g) 15 (Figura
IV38 b e h) y 3 mgCr(VI)L (Figura IV38 c f i) Al igual que lo descrito para el cobre es
significativo el efecto del cromo en la reduccioacuten en el aacuterea foliar y en el contenido de clorofila
observaacutendose mayor clorosis en las plantas expuestas a 15 y 3 mgL particularmente en
ambos clones de L gibba (Figura IV38 b c d e y f) En la Figura IV38 puede verse de
manera general en los tres clones el mismo patroacuten de clorosis descrito para el cobre la
reduccioacuten en el contenido de clorofila es mayor en las frondes de mayor edad observaacutendose
que en las yemas y frondes hijas joacutevenes la clorosis es menor
La reduccioacuten en el aacuterea foliar de las frondes se manifiesta en los tres clones auacuten a la
concentracioacuten de 025 mgL evidenciaacutendose ademaacutes la inhibicioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces en las plantas expuestas a 15 y 3 mgL Cr(VI) (Figura IV38 b c e f h i) Otro efecto
observado es la tendencia de las frondes joacutevenes y yemas a separarse de las frondes
progenitoras antes de completar su desarrollo reducieacutendose el nuacutemero de frondes-yemas por
colonia con el aumento de la concentracioacuten de exposicioacuten al metal (Figura IV38 c e f)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
115
Figura IV38 Toxicidad del Cr(VI) en Lemnaacuteceas efectos en el desarrollo del aacuterea foliar y en el contenido total de clorofila luego de 14 diacuteas de exposicioacuten a b c L gibba (clon LgP) plantas expuestas a 025 15 y 3 mgCr(VI)L respectivamente d e f L gibba (clon LgJ) plantas expuestas a 025 15 y 3 mgCr(VI)L respectivamente g h i L minor (clon LmJ) plantas expuestas a 025 15 y 3 mgCr(VI)L respectivamente En cada fotografiacutea el grupo de plantas ubicado a la izquierda corresponde al control y a la derecha al expuesto
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
116
Tabla IV35 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI)
en Lemnaacuteceas ANOVA de un grupo de dos
experimentos Anaacutelisis de la respuesta en la
TM AF CTC y relacioacuten ClaClb
Tasa de Multiplicacioacuten
Fuente GL F p Ensayo 1 499 0000 Clon 2 47 0174 Cromo 6 597 0000 Cloncromo 9 07 0668 Error 9
Area Foliar
Fuente GL F p Ensayo 1 02 0645 Clon 2 14234 0000 Cromo 6 592 0000 Cloncromo 9 86 0002 Error 670
Clorofila Total
Fuente GL F p Ensayo 1 463 0000 Clon 2 41 0174 Cromo 6 619 0000 Cloncromo 9 08 0628 Error 96
Relacioacuten ClaClb
Fuente GL F p Ensayo 1 2754 0000 Clon 2 08 0553 Cromo 6 139 0003 Cloncromo 9 07 0062 Error 88
En la Tabla IV35 se indica el ANOVA de
los resultados de la exposicioacuten de los clones
de Lemnaacuteceas al cromo Analizando como
las variables respuesta los puntos finales
TM CTC y ClaClb para este metal se
observa que existen diferencias significativas
entre los dos ensayos pero dado que se
realiza el anaacutelisis de la varianza
considerando un grupo de dos experimentos
las conclusiones para cada factor (punto
final) continuacutean siendo vaacutelidas Con relacioacuten
al anaacutelisis de los efectos del cromo en el AF
no existieron diferencias entre los resultados
obtenidos en los dos ensayos
Al analizar el efecto del cromo en los
cuatro puntos finales considerados los
resultados del ANOVA muestran que eacuteste
fue altamente significativo en cada uno de
ellos (Tabla IV35)
La Tabla IV36 muestra los resultados
del anaacutelisis de regresioacuten y comparacioacuten de
pendientes de las curvas concentracioacuten-
respuesta para los puntos finales AF TM y
CTC de los tres clones de Lemnaacuteceas luego
de 14 diacuteas de exposicioacuten al Cr(VI)
En la Tabla IV37 se indican los
valores del NOEC LOEC y TOEC y en la Tabla IV38 los valores de las CI25 y CI50 para los
puntos finales AF TM CTC y ClaClb correspondientes a las curvas concentracioacuten-respuesta
de los tres clones de Lemnaacuteceas expuestos al cromo
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
117
Tabla IV36 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en Lemnaacuteceas Anaacutelisis de regresioacuten de las curvas
de toxicidad para la respuesta en la tasa de multiplicacioacuten (TM) aacuterea foliar (AF) y contenido total
de clorofila (CTC)
TM1 AF1 CTC1
a b R2 a b R2 a b R2
Clon LgP 440 -2924 0940 404 - 0130 a 0984 653 -3652 0880
Clon LgJ 440 -2859 0907 458 - 0134 a 0904 632 -4806 0951
ClonLmJ 445 -3297 0928 479 - 0151 b 0889 653 -4724 0897
Todas las regresiones fueron estadiacutesticamente significativas (p le 001) 1 variable dependiente e
independiente con transformacioacuten logariacutetmica a ordenada al origen b coeficiente de regresioacuten
Tabla IV37 Toxicidad subcroacutenica del cromo en Lemnaacuteceas NOEC LOEC TOEC para los
diferentes puntos finales
Punto Final Lgibba (clon LgP) Lgibba (clon LgJ) Lminor (clon LmJ)
NOEC LOEC TOEC NOEC LOEC TOEC NOEC LOEC TOEC
TM 010 025 016 010 025 016 005 010 007
AF 025 075 043 010 025 016 010 025 016
CTC 025 075 043 010 025 016 025 075 043
ClaClb 025 075 043 025 075 043 075 15 11
Los valores corresponden a mgCr(VI)L
Tabla IV38 Toxicidad subcroacutenica del cromo en Lemnaacuteceas CI25 y CI50 en mgL para los
diferentes puntos finales
Lgibba (clon LgP) Lgibba (clon LgJ) Lminor (clon LmJ) Punto
Final CI25 CI50 CI25 CI50 CI25 CI50
TM 064
(052-078)
349
(272-462)
070
(051-098)
417
(363-477)
049
(025-069)
300
(255-360)
AF 100
(057-176)
gt 5 01 gt CI25 lt
025
255
(205-324)
040
(025-069)
gt 3
CTC 080
(061-129)
305
(252-373)
032
(015-049)
090
(075-104)
055
(044-064)
128
(106-146)
ClaClb 167
(061-322)
443
(375-496)
089
(061-112)
354
(150 -484)
212
(145-255)
gt 3
Los valores indicados entre pareacutentesis corresponden al intervalo de confianza (95) No es posible la
estimacioacuten de la CI50 debido a que la inhibicioacuten en este punto final fue inferior al 50 para la maacutexima
concentracioacuten de toacutexico ensayada No es posible la estimacioacuten de la CI25 debido a que la inhibicioacuten en
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
118
este punto final fue superior al 25 para la miacutenima concentracioacuten de toacutexico ensayada en la que se
verifica inhibicioacuten significativa
IV3321 Efecto del Cr(VI) en la Tasa de Multipl icacioacuten (TM)
Al evaluar la respuesta de la TM frente a la exposicioacuten subcroacutenica al cromo los tres clones
responden de manera similar no existiendo interaccioacuten entre el efecto del metal y el
comportamiento de los clones (Tabla IV35)
La Figura IV39 muestra las curvas concentracioacuten-respuesta para el Cr(VI) El efecto
fitotoacutexico de este metal se manifiesta con un marcado decaimiento en la TM principalmente a
bajas concentraciones de exposicioacuten al metal siendo este comportamiento similar en los tres
clones (Figura IV39) Esta similitud en la respuesta se verificoacute al realizar el anaacutelisis de
regresioacuten y la comparacioacuten de las pendientes de las curvas de toxicidad correspondiente a
cada uno de los clones encontraacutendose que las mismas no difieren significativamente (Tabla
IV36) Al evaluar el efecto inhibitorio en la TM (Tabla IV38 Figura IV39) observamos que
si bien los valores son del mismo orden de magnitud al comparar la CI50 la sensibilidad de los
clones es clon LmJ gt clon LgP gt clon LgJ
Esta mayor sensibilidad del clon LmJ se manifiesta tambieacuten en exposiciones a bajas
concentraciones de metal registraacutendose en este clon la menor concentracioacuten para la CI25
(Tabla IV38) siendo 01 mgCr(VI)L el valor del LOEC obtenido para la TM (Tabla IV37)
Figura IV39 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en Lemnaacuteceas Efecto en la tasa de
multiplicacioacuten Los valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos
ensayos
Cr(VI) mgL
Tas
a de
Mul
tiplic
acioacute
n m
m2
00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5540
50
60
70
80
90
100
110
120
130
Clon LgP = 738 - 351log10(X)
Clon LmJ = 763 - 334log10(X)
Clon LgP = 748 - 341log10(X)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
119
IV3322 Efecto del Cr(VI) en el Area Foliar (AF )
En la Figura IV310 se muestran las curvas concentracioacuten-respuesta de los tres clones de
Lemnaacuteceas considerando el efecto en el aacuterea foliar como punto final de toxicidad del cromo
De manera general se observa que el mayor decaimiento se produjo a bajas concentraciones
de metal (entre 025 y 075 mgL) mientras que los niveles de inhibicioacuten alcanzados a
concentraciones mayores se mantuvieron sin grandes variaciones Al evaluar
comparativamente la respuesta de los clones se comproboacute que la reduccioacuten en el aacuterea foliar
no se manifestoacute de la misma manera en los tres encontraacutendose interaccioacuten significativa entre
eacutestos y el efecto de los diferentes tratamientos con cromo (Tabla IV35) Al realizar el anaacutelisis
de regresioacuten y la comparacioacuten de las pendientes de las curvas de toxicidad correspondiente a
cada uno de los clones se verificoacute que las mismas difieren significativamente (Tabla IV36)
Figura IV310 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en Lemnaacuteceas Efecto en el aacuterea foliar
Los valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos
Frente al incremento en la concentracioacuten del cromo se observa que el comportamiento del clon
LmJ es diferente al de los clones LgP y LgJ siendo similar la respuesta toacutexica en estos dos
clones de L gibba (Tabla IV36 Figura IV310) Para los clones LgJ y LmJ el valor del LOEC
es inferior al observado para el clon LgP (025 y 075 mgCr(VI)L respectivamente Tabla
IV37) Si se comparan los valores de CI (Tabla IV37 Figura IV310) a bajos y altos niveles
de inhibicioacuten (CI25 y CI50) para la respuesta en el aacuterea foliar vemos que la sensibilidad de los
clones es la siguiente clon LgJ gt clon LmJ gt clon LgP
Cr(VI) mgLClon LgP Clon LgJ Clon LmJ
Are
a F
olia
r m
m2
00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 552
4
6
8
10
12
14
Clon LgP = 426 - 125log10(X)
Clon LmJ = 861 - 347log10(X)
Clon LgJ = 723 - 213log10(X)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
120
IV3323 Efecto del Cr(VI) en el Contenido Total de Clorofila (CTC)
Al evaluar la respuesta en el CTC frente a la exposicioacuten subcroacutenica a distintas concentraciones
de cromo el ANOVA indica que el comportamiento de los tres clones es similar no existiendo
interaccioacuten entre el efecto del metal y la respuesta de los mismos (Tabla IV35) Por otra parte
la similitud en la reduccioacuten en el CTC de los clones se verificoacute al realizar el anaacutelisis de
regresioacuten y la comparacioacuten de las pendientes de las curvas de toxicidad correspondiente a
cada uno de ellos encontraacutendose que las mismas no difieren significativamente (Tabla IV36)
La Figura IV311 muestra la curva de toxicidad al Cr(VI) manifestaacutendose el efecto fitotoacutexico
con una marcada disminucioacuten en la CTC en los tres clones de Lemnaacuteceas estudiados (Figura
IV311) Para la especie L gibba se observa una significativa diferencia en la sensibilidad de
los dos clones siendo el clon LgJ maacutes afectado en el CTC ya sea a altas o bajas
concentraciones de cromo (Tabla IV37 Figura IV311) Si bien el clon de L minor fue poco
afectado a bajas concentraciones (LOEC 075 mgCr(VI)L Tabla IV37) la curva de toxicidad
descripta presenta una pendiente muy marcada alcanzando altos valores de inhibicioacuten
superiores a los observados en el clon LgP para la maacutexima concentracioacuten de cromo ensayada
Al comparar los valores de CI25 y CI50 (Tabla IV38 Figura IV311) vemos que la sensibilidad
de los clones es clon LgJ gt clon LmJ gt clon LgP
Figura IV311 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido total
de clorofila Los valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos
clon LgP clon LgJ clon LmJ
00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Cr(VI) mgL
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
Con
teni
do T
otal
de
Clo
rofil
a ug
mg(
PF
)-1
Clon LgP = 6532 - 4091log10(X)
Clon LmJ = 5788 - 4126log10(X)
Clon LgJ = 4711 - 3364log10(X)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
121
Igual a lo registrado para el cobre al comparar la respuesta de los tres clones de Lemnaacuteceas
expuestos al cromo el clon LgJ es el maacutes sensible al evaluar los efectos en CTC y AF no soacutelo
al considerar la CI50 sino tambieacuten en la respuesta observada en exposiciones a bajas
concentraciones del metal Al evaluar la toxicidad en la TM la mayor sensibilidad se observa
en el clon LmJ
IV3324 Efecto del Cr(VI) en la relacioacuten clorof ila aclorofila b (ClaClb)
En la Figura IV312 se indica como se modifica la relacioacuten ClaClb de manera comparativa con
la variacioacuten en el CTC en los tres clones de Lemnaacuteceas expuestos al cromo
De manera general en los tres clones la relacioacuten ClaClb no permanece constante sino
que disminuye significativamente con el aumento de la concentracioacuten (Tabla IV35 Figura
IV312) Sin embargo al comparar esta respuesta con la observada en el CTC vemos que la
relacioacuten ClaClb no disminuye de manera significativa a las concentraciones de exposicioacuten al
Cr(VI) maacutes bajas donde siacute hay inhibicioacuten en el CTC Por otra parte la disminucioacuten del CTC
siempre es mayor a lo observado para la relacioacuten ClaClb (Figura IV312 arsquo brsquo y crsquo) Se
observa que la inhibicioacuten en ambos puntos finales ha sido mayor en L gibba respecto de L
minor Al comparar el comportamiento de los clones de L gibba vemos que si bien la
exposicioacuten a 025 mgL Cr(VI) produjo inhibicioacuten significativa del CTC en el clon LgJ no se
observoacute el mismo efecto en el clon LgP siendo menor la sensibilidad de eacuteste en exposiciones a
bajas concentraciones del metal (Figura IV312 arsquo brsquo) Para el caso de la respuesta del clon
LgP al aumentar la concentracioacuten del metal el efecto en la relacioacuten ClaClb sigue un
comportamiento similar a la inhibicioacuten observada en el CTC (Figura IV312 a arsquo) mientras que
en el clon LgJ se ve que a bajas concentraciones de exposicioacuten (025 y 075 mgL Cr(VI)) los
efectos en relacioacuten a la inhibicioacuten en la relacioacuten ClaClb son maacutes marcados en el CTC (Figura
IV312 b brsquo) En la especie L minor (clon LmJ) no se verifica clorosis luego de la exposicioacuten a
01 mgL Cr(VI) mientras que a 025 mgL Cr(VI) se registra un aumento aunque no
significativo en el CTC (Figura IV38 a d g Figura IV312 c) En este clon la diferencia en la
sensibilidad de ambos puntos finales es mayor siendo los porcentajes de efecto en la relacioacuten
ClaClb muy bajos en comparacioacuten a los registrados en el CTC (Figura IV312 c crsquo)
Frente a la exposicioacuten subcroacutenica de Lemnaacuteceas al Cr(VI) la reduccioacuten en el CTC
constituye un punto final de mayor sensibilidad si se la compara con la variacioacuten en la relacioacuten
ClaClb
Si analizamos el comportamiento del contenido de clorofila a (Cla) y clorofila b (Clb) en la
reduccioacuten en el CTC y de la relacioacuten ClaClb vemos que en el clon LgP el aumento en la
clorosis es debida en mayor medida a la reduccioacuten en el contenido de Cla (Figura IV313 a
arsquo) Si bien se observa una inhibicioacuten del 25 en el contenido de Clb a 5 mgCr(VI)L esta
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
122
reduccioacuten no es estadiacutesticamente significativa Para el caso del clon LgJ tambieacuten la reduccioacuten
en el CTC y en la relacioacuten ClaClb se debe principalmente a una mayor incidencia del cromo en
Figura IV312 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido total de
clorofila (CTC) y en la relacioacuten clorofila aclorofila b (ClaClb)
a b y c CTC en microgg(Peso Fresco) y relacioacuten ClaClb de los clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ
respectivamente) expuestos al Cr(VI) Los valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos
(Media plusmn error estaacutendar n=7)
arsquo brsquo y crsquo Porcentaje de inhibicioacuten en el CTC y ClaClb en los clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ
respectivamente Los valores corresponden al promedio de la inhibicioacuten en ambos ensayos plusmn error estaacutendar (n=2)
Las flechas indican la menor concentracioacuten de metal ensayada a la que se observa efecto significativo (LOEC p le
001)
Clon LmJ
200
400
600
800
1000
1200
0 01 025 075 15 3 5Cr(VI) mgl
0051
152253
35445
CTC claclb
c
Clon LgJ
200
400
600
800
1000
1200
0 01 025 075 15 3 5
CT
C u
gg(
PF
)
005115225335445
cla
clb
b
Clon LgP
200
400
600
800
1000
1200
0 01 025 075 15 3 5
005115225335445
Clon LgP
0
20
40
60
80
100
01 025 075 15 3 5
a
Clon LgJ
0
20
40
60
80
100
01 025 075 15 3 5
in
hibi
cioacuten
b
Clon LmJ
-20
0
20
40
60
80
100
01 025 075 15 3 5
Cr(VI) mgl
CTC claclb
c
a
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
123
Figura IV313 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido de
clorofila a (Cla) clorofila b (Clb) y en la relacioacuten clorofila aclorofila b (ClaClb)
a b y c Contenido de clorofila a (Cla) y clorofila b (Clb) en microgg(Peso Fresco) y relacioacuten ClaClb en los clones de
Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente expuestos a diferentes concentraciones de Cr(VI) Los valores
corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos (Media plusmn error estaacutendar n=7)
arsquo brsquo y crsquo Porcentaje de inhibicioacuten en el contenido de clorofila a (Cla) y clorofila b (Clb) y en la relacioacutenClaClb en los
clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente Los valores corresponden al promedio de la inhibicioacuten en
ambos ensayos (Media plusmn error estaacutendar n=2) Las flechas indican la menor concentracioacuten de metal ensayada a la
que se observa efecto significativo (LOEC p le 001)
50
250
450
650
850
1050
0 01 025 075 15 3 5
-05
05
15
25
35
45Clon LgPa
50
250
450
650
850
1050
0 01 025 075 15 3 5
Cla
- C
lb u
gg
(PF
)
005115225335445
Cla
Clb
Clon LgJ
b
50
250
450
650
850
1050
0 01 025 075 15 3Cr(VI) mgl
005115225335445
Clorofila a Clorofila b
ClaClb
Clon LmJc
01020304050607080
01 025 075 15 3 5
Clon LgP
a
01020304050607080
01 025 075 15 3 5
in
hibi
cioacuten
Clon LgJ
b
-100
1020304050607080
01 025 075 15 3 5
Cr(VI) mgl
Clorofila a Clorofila b ClaClb
Clon LmJ
c
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
124
el contenido de Cla No obstante esto en este clon el efecto en la Clb se manifiesta con una
reduccioacuten significativa a partir de exposiciones a 025 mgCr(VI)L siendo ademaacutes los niveles
de inhibicioacuten en la Cla y Clb similar a este valor de cromo pero aumentando el efecto sobre la
Cla con el incremento de la concentracioacuten del metal (Figura IV313 b brsquo) En el clon de L
minor (Figura IV313 c crsquo) si bien la mayor inhibicioacuten se manifiesta en la Cla el efecto en la
Clb fue alto por lo que se verifican bajos valores de inhibicioacuten en la relacioacuten ClaClb (30 a 3
mgCr(VI)L) La reduccioacuten en la relacioacuten ClaClb registrada en los tres clones de Lemnaacuteceas
expuestas al cromo se debe a la mayor inhibicioacuten en la Cla respecto de la Clb
IV3325 Sensibilidad de la respuesta de los clo nes de Lemnaacuteceas a la exposicioacuten
subcroacutenica al Cr(VI) comparacioacuten del efecto en el aacuterea foliar (AF) en la tasa de
multiplicacioacuten (TM) y en el contenido total de clor ofila (CTC)
Cuando analizamos para cada uno de los clones la respuesta en todos los puntos finales (TM
AF CTC y relacioacuten ClaClb) consideraacutendolos de manera conjunta se observa que si bien en
todos ellos se manifiestan efectos fitotoacutexicos por la exposicioacuten al cromo la sensibilidad de cada
uno fue diferente Dado que la respuesta en la relacioacuten ClaClb es baja este punto final no se
consideraraacute en la siguiente discusioacuten
En la Figura IV314 se indica de manera comparada para los tres clones de Lemnaacuteceas
la respuesta inhibitoria en los puntos finales AF TM y CTC La figura muestra los porcentajes
de inhibicioacuten alcanzados luego de la exposicioacuten durante 14 diacuteas a las diferentes
concentraciones de cromo (Figura IV314 abc)
De manera general se observa que en los tres clones el efecto del cromo en la reduccioacuten
de la TM fue significativo auacuten en exposiciones a 01 mgL Cr(VI) en el clon LmJ (Figura
IV314 c) y a 025 mgL Cr(VI) en los clones LgP y LgJ (Figura IV314 a b) siendo eacuteste un
punto final de mayor sensibilidad respecto del AF y CTC para detectar toxicidad a bajas
concentraciones de metal (Tabla IV37) Por otra parte al evaluar la toxicidad del cromo a altas
concentraciones el paraacutemetro mas afectado en los tres clones es el CTC registraacutendose en
este punto final la maacutexima inhibicioacuten y consecuentemente los valores de CI50 menores (Figura
IV314 Tabla IV38)
En el caso del clon LgP vemos que el cromo inhibe maacutes la TM con respecto al AF
aumentando esta diferencia en la respuesta con el incremento de la concentracioacuten del metal
En comparacioacuten con los efectos en el CTC la sensibilidad en la TM fue mayor a bajas
concentraciones (025 y 075 mg Cr(VI)L) mientras que a valores mayores la respuesta se
iguala siendo la inhibicioacuten en el CTC levemente mayor cuando la exposicioacuten al metal es a 5
mgCr(VI)L (Figura IV314 a)
El comportamiento del clon LgP frente al cromo descrito en el paacuterrafo anterior se
corresponde con los valores de CI50 obtenidos para cada punto final observaacutendose que la
concentracioacuten de metal que produce el 50 de inhibicioacuten en la TM es similar a la necesaria
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Clo n L g J
5 7
11
2 636
4 35 4
21
4 7
62 667 1
514 44 1
60
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
0 1 0 2 5 0 7 5 1 5 0 3 0 0 5
in
hib
icioacute
n
b
C lo n L m J
2 2
36 3 7 39
1017
334 4
5040
5 3 5 8
-1 0
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
0 1 0 25 0 7 5 1 5 0 3 0 0 5C r (V I) m g l
A F T M C T C
c
Clo n L g P
53
2 4
384 9
61
3 9
8
2 3 2 533
4 9
28
12
3 8
40
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
0 1 0 2 5 0 7 5 15 3 5
a
Figura IV314 Toxicidad subcroacutenica del Cr(VI) en Lemnaacuteceas Efecto
comparativo en el aacuterea foliar (AF) en la tasa de multiplicacioacuten (TM) y en
el contenido total de clorofila (CTC)
a b y c Porcentaje de inhibicioacuten en el AF en la TM y en el CTC en los
clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente Los valores
corresponden al promedio de la inhibicioacuten en ambos ensayos plusmn error
estaacutendar (n=2) Las flechas indican la menor concentracioacuten de metal a
la que se observa efecto significativo (LOEC p le 001)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
126
para obtener igual inhibicioacuten en el CTC Para el AF el valor de la CI50 es mayor indicando una
menor sensibilidad de este punto final (Tabla IV38) De acuerdo a los valores de CI50
obtenidos en el Clon LgP el orden de sensibilidad de los puntos finales evaluados es el
siguiente CTC gt TM gt AF
Contrariamente a la respuesta observada en el clon LgP en el clon LgJ el efecto del
cromo en la TM es menor en relacioacuten a los otros paraacutemetros estudiados siendo el CTC el
punto final de mayor sensibilidad frente a la exposicioacuten al cromo registraacutendose inhibicioacuten
altamente significativa auacuten a las concentraciones menores (025 mgCr(VI)L 20) Por otra
parte si bien a 025 mgL Cr(VI) la inhibicioacuten en el AF fue significativa pero inferior a la
observada en la TM y en el CTC (6 11 y 21 respectivamente) el efecto de la exposicioacuten a
concentraciones mayores de cromo produjo en este punto final mayor inhibicioacuten con relacioacuten a
la TM (Figura IV314b) Si se compara la CI50 del cromo en los tres puntos finales (Tabla
IV38) el orden de sensibilidad de los mismos en el clon LgJ es el siguiente CTC gt AF gt TM
Al evaluar el efecto del cromo en el clon LmJ vemos en la Figura IV314c que la
sensibilidad en la respuesta de cada uno de los puntos finales en relacioacuten con los demaacutes
paraacutemetros es muy dependiente de la concentracioacuten de metal a la que las plantas han sido
expuestas Como se mencionoacute anteriormente la TM se inhibe significativamente a 01
mgCr(VI)L (10) mientras que los valores de CTC y el AF no se ven afectados por esta
concentracioacuten de metal No obstante al aumentar la concentracioacuten de metal la mayor
inhibicioacuten se registra en el CTC mientras que los efectos en el AF no son muy marcados auacuten
en las plantas expuestas a 3 mgCr(VI)L (40)
Si comparamos los valores correspondientes a la CI50 del cromo en los tres puntos finales
(Tabla IV38) el orden de sensibilidad para los mismos en el clon LmJ es el siguiente CTC gt
TM gt AF
Es de destacar que si bien en los tres clones estudiados la sensibilidad es diferente
seguacuten el punto final considerado es en el clon LgJ donde las diferencias son maacutes conspicuas
siendo mayor el intervalo de concentraciones para el 50 de respuesta Por ejemplo la CI50
del punto final maacutes sensible (CTC) y del menos sensible (TM) es 09 y 417 mgCr(VI)L
respectivamente (Tabla IV38)
Si bien al comparar los valores de CI50 en los tres clones de Lemnaacuteceas el CTC es el
punto final de mayor sensibilidad al cromo a bajas concentraciones de exposicioacuten la TM es el
punto final mas apropiado para detectar fitotoxicidad
En las plantas del clon LmJ expuestas a 01 mgLCr(VI) se observoacute una leve exaltacioacuten
aunque no estadiacutesticamente significativa (p le 005) tanto en el contenido de clorofila como en
el aacuterea foliar Estos resultados estariacutean avalando lo citado por otros autores (Bollard 1983
Barceloacute amp Poschenrieder 1997 Vajpayee et al 2000) quienes describen la estimulacioacuten de
diferentes paraacutemetros en exposiciones al cromo entre 005 y 01 mgL En coincidencia con el
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
127
aumento en el AF se cita el efecto beneficioso en este mismo paraacutemetro en exposiciones a
0052 mgLCr(VI) En relacioacuten al efecto en el contenido de clorofila se describen el retraso en
los procesos de senescencia foliar y la mejora en la ultraestructura de los cloroplastos (Barceloacute
amp Poschenrieder 1997 Chatterjee amp Chatterjee 2000 Singh amp Sinha 2005) Sin embargo al
no existir estudios con periacuteodos de exposicioacuten maacutes prolongados estas conclusiones deben
limitarse al caso particular de las condiciones subcroacutenicas ensayadas Por otra parte al evaluar
en el clon LmJ el efecto en la TM se observoacute reduccioacuten significativa de este paraacutemetro a 01
mgL Cr(VI) lo que nos advierte de igual manera a lo mencionado para el cobre acerca de la
interpretacioacuten y significado de la exaltacioacuten de alguacuten punto final luego de la exposicioacuten a un
contaminante
Con relacioacuten a los efectos del Cr(VI) en el contenido total de clorofila otros autores
tambieacuten observaron inhibicioacuten en este paraacutemetro (Jana 1987 Gupta et al 1994 Vajpayee et
al 2000 Samantary 2002) Estudios realizados por Vajpayee et al (2000) indican para
Nymphaea alba reduccioacuten en el CTC por inhibicioacuten en la biosiacutentesis de clorofila observando
que los efectos son mayores en la Cla respecto de la Clb La exposicioacuten de Nymphaea alba a
valores entre 05 y 10 mgCr(VI)L produce reduccioacuten significativa en la actividad de una de las
enzimas precursora de la siacutentesis de clorofila la aacutecido δ-aminolevulinico deshidratasa y la
consecuente inhibicioacuten en el CTC a esas concentraciones de exposicioacuten (Vajpayee et al
2000) Por otro lado Samantary (2002) contrariamente a lo observado en este trabajo informa
que la reduccioacuten en la Cla y en la Clb es muy similar siendo incluso mayor el efecto en la Clb
De igual manera a lo mencionado para el cobre si comparamos la sensibilidad de los
clones estudiados con la respuesta de otras Lemnaacuteceas al cromo se observa que existen
referencias de especies maacutes y menos sensibles en comparacioacuten a lo observado para L gibba y
L minor en este trabajo Para el caso de Spirodela polyrrhiza y Lemna aequinoctialis Landolt amp
Kandeler (1987) citan inhibicioacuten del crecimiento a partir de exposiciones a 1 mgCr(VI)L
mientras que para L minor la sensibilidad es muy alta reducieacutendose el crecimiento a 0001
mgCr(VI)L y observaacutendose a niveles de 0052 mgCr(VI)L inhibicioacuten en el aacuterea foliar
contenido de clorofila a y b y alteraciones en los cloroplastos Por otro lado Wahaab et al
(1995) evaluaron la eficiencia de L minor expuestas a 025 y 1 mgCr(III)L en la remocioacuten de
este metal (75 y 100 de remocioacuten respectivamente) sin evidenciar efectos fitotoacutexicos
luego de 10 diacuteas de exposicioacuten a esas concentraciones Boniardi et al (1999) observaron
valores de inhibicioacuten en la produccioacuten de biomasa de L gibba del 43 y 65 luego de la
exposicioacuten a 05 y 1 mgCr(II)L respectivamente Mohan amp Hosetti (1999) informan para L
minnor valores de CI50 en el nuacutemero de frondes producidas entre 6 y 35 mgCr(VI)L para 7 y
14 diacuteas de exposicioacuten respectivamente siendo estos valores muy altos en relacioacuten a lo
observado en este trabajo para los tres clones de Lemna
Con relacioacuten a la toxicidad del cromo para otras especies acuaacuteticas Jana (1987) evaluoacute el
efecto de 1 mgCr(VI)L en las plantas vasculares Hydrilla verticillata y Eichornia crassipes
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
128
ademaacutes del alga Oedogonium aerolatum La exposicioacuten a esta concentracioacuten de cromo
durante 28 diacuteas no produjo efecto en ninguna de las tres especies al evaluar el contenido de
clorofila aminoaacutecidos totales proteiacutenas totales contenido de P ADN y ARN asiacute como el
efecto en la actividad de varias enzimas Sin embargo siacute se observoacute acumulacioacuten de cromo en
las tres especies siendo en las raiacuteces de E crassipes seguida por H verticillata donde se
registra la maacutexima acumulacioacuten sin generar efectos fitotoacutexicos (Jana 1987) Para el caso de
las especies palustres Scirpus lacustris y Bacopa monnieri Gupta et al (1994) evaluaron los
efectos del 01 a 5 mgCr(VI)L en el contenido de clorofila en las hojas y en la peroxidacioacuten
lipiacutedica en raiacuteces luego de 7 diacuteas de exposicioacuten Estos autores observaron reduccioacuten
significativa en ambos puntos finales y ambas especies soacutelo a 5 mgCr(II)L
Para la especie terrestre Vigna radiata Samantary (2002) compara la sensibilidad de
cultivares resistentes y sensibles al cromo informando para los sensibles inhibicioacuten
significativa en el contenido de Cla Clb y proteiacutenas y en el crecimiento de raiacuteces y tallo luego
de la exposicioacuten durante 96 hs a valores de cromo entre 14 y 10 mgCr(VI)L A este intervalo de
concentraciones los cultivares resistentes no soacutelo no se inhibieron en ninguno de estos
paraacutemetros sino que evidencian exaltacioacuten en el contenido de Cla Clb y proteiacutenas indicando
que la sensibilidad al cromo dentro de la especie puede variar en maacutes de un orden de magnitud
entre los cultivares sensibles y los resistentes (Samantary 2002)
Como se puede observar en comparacioacuten con la sensibilidad de otras plantas vasculares
acuaacuteticas palustres o terrestres anteriormente mencionadas se evidencia que los tres clones
utilizados presentan buena sensibilidad al cromo siendo los valores de CI o LOEC del mismo
orden de magnitud o incluso menores a lo informado en la bibliografiacutea para diferentes especies
y puntos finales
IV333 TOXICIDAD SUBCRONICA DEL CADMIO (II)
En la Figura IV315 se observan los efectos fitotoacutexicos en plantas de los tres clones de
Lemnaacuteceas expuestas durante 14 diacuteas al Cd(II) en comparacioacuten con el tratamiento control
(Clon LgP Figura IV315 a b c clon LgJ Figura IV315 d e f Clon LmJ Figura IV315 g
h i) Se indican solamente los efectos de la exposicioacuten a tres concentraciones de metal
correspondientes a la curva concentracioacuten-respuesta 0075 (Figura IV315 a d g) 0125
(Figura IV315 b e h) y 0200 mgCd(II) L (Figura IV315c f i) De la misma manera a lo
mencionado para el cobre y el cromo es evidente el efecto del cadmio en la reduccioacuten en el
aacuterea foliar y en el contenido de clorofila En las plantas expuestas a 0125 y 0200 mgL se
observa marcada clorosis siendo los clones LgP y LgJ los maacutes afectados (Figura IV315 b c
e f i) Se evidencia en los tres clones que la clorosis es maacutes marcada en las frondes de
mayor tiempo de crecimiento (frondes con yemas y con mayor aacuterea foliar) observaacutendose en las
yemas y frondes joacutevenes un mayor contenido de clorofila Ademaacutes se ve que el aumento de la
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
129
Figura IV315 Toxicidad del Cd(II) en Lemnaacuteceas efectos en el desarrollo del aacuterea foliar y en el contenido total de clorofila luego de 14 diacuteas de exposicioacuten a b c L gibba (clon LgP) plantas expuestas a 0075 0125 y 02 mgCd(II)L respectivamente d e f L gibba (clon LgJ) plantas expuestas a 0075 0125 y 02 mgCd(II)L respectivamente g h i L minor (clon LmJ) plantas expuestas a 0075 0125 y 02 mgCd(II)L respectivamente En cada fotografiacutea el grupo de plantas ubicado a la izquierda corresponde al control y a la derecha al expuesto
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
130
Tabla IV39 Toxicidad subcroacutenica del Cd(II) en Lemnaacuteceas ANOVA de un grupo de dos experimentos Anaacutelisis de la respuesta en la TM AF CTC y relacioacuten ClaClb
Tasa de Multiplicacioacuten
Fuente GL F p Ensayo 1 38 0055 Clon 2 97 0009 Cadmio 5 308 0001 Cloncadmio 10 58 0005 Error 108
Area Foliar
Fuente GL F p Ensayo 1 21 0147 Clon 2 1964 0005 Cadmio 5 1936 0000 Cloncadmio 10 163 0000 Error 670
Clorofila Total
Fuente GL F p Ensayo 1 77 0007 Clon 2 264 0037 Cadmio 5 153 0005 Cloncadmio 10 48 0011 Error 94
Relacioacuten ClaClb
Fuente GL F p Ensayo 1 869 0000 Clon 2 10 0499 Cadmio 5 73 0024 Cloncadmio 10 46 0019 Error 78 GL grados de libertad F razoacuten de los cuadrados medios p probabilidad
clorosis se verifica a partir del periacutemetro extendieacutendose desde el extremo distal de la fronde
hacia la zona proximal en donde se hallan los bolsillos laterales Asiacute como se verificoacute con el
cobre y en menor medida con el cromo es notable particularmente en el clon LmJ (Figura
IV315 h i) que si bien se observan frondes con una elevada clorosis eacutestas son capaces de
desarrollar yema hijas verdes
Con relacioacuten a la reduccioacuten en el aacuterea foliar este efecto se manifiesta en las frondes de
los tres clones auacuten a la concentracioacuten de 0075 mgL En la Figura IV315 puede verse
ademaacutes al igual que lo observado para el cobre y el cromo una severa inhibicioacuten en el
crecimiento de las raiacuteces en las plantas expuestas a 0075 mgCd(II)L incrementaacutendose este
efecto a 0125 y 0200 mgCd(II)L Otro efecto detectado es la tendencia de las frondes
joacutevenes y yemas a separarse de las frondes progenitoras (abscisioacuten temprana) reducieacutendose
el nuacutemero de frondes-yemas por colonia con el aumento de la concentracioacuten de exposicioacuten al
metal (Figura IV315 bc e f i)
En la Tabla IV39 se indica el
ANOVA de los resultados obtenidos
luego de la exposicioacuten de los tres clones
de Lemnaacuteceas al cadmio Analizando las
variables respuesta TM y AF para este
metal se observa que no existen
diferencias significativas entre los dos
ensayos mientras que siacute las hay al
considerar la respuesta en el CTC y
ClaClb Dado que se realiza el anaacutelisis
de la varianza considerando un grupo de
dos experimentos las conclusiones para
cada factor (punto final) continuacutean siendo
vaacutelidas aunque se evidencien diferencias
en la respuesta entre los ensayos
Al analizar el efecto del cadmio en
los cuatro puntos finales considerados
los resultados del ANOVA muestran que
eacuteste fue significativo en cada uno de
ellos (Tabla IV39) Si bien no se
evidencia diferencias significativas entre
la respuesta de los tres clones al evaluar
la relacioacuten ClaClb si difiere
significativamente el comportamiento de
los mismos al evaluar la TM el AF y el
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
131
CTC Siacute hay interaccioacuten significativa entre los factores cloncadmio en los 4 puntos finales
evaluados (Tabla IV39)
En la Tabla IV310 se indican los resultados del anaacutelisis de regresioacuten y comparacioacuten de
pendientes de las curvas dosis-respuesta para los puntos finales AF TM y CTC de los tres
clones de Lemnaacuteceas luego de 14 diacuteas de exposicioacuten al Cd(II) De igual manera a lo
evidenciado a traveacutes del ANOVA se observa que existen diferencias significativas en las
pendientes de las curvas dosis-respuesta de los tres clones en los puntos finales considerados
En la Tabla IV311 se indican para los tres clones los valores del NOEC LOEC y TOEC
y en la Tabla IV312 los valores de las CI25 y CI50 para los puntos finales AF TM CTC y
ClaClb correspondientes a los tres clones de Lemnaacuteceas expuestos al cadmio
Tabla IV310 Toxicidad subcroacutenica del Cd(II) en Lemnaacuteceas Anaacutelisis de regresioacuten de las
curvas de toxicidad para la respuesta en la tasa de multiplicacioacuten (TM) aacuterea foliar (AF) y
contenido total de clorofila (CTC)
TM1 AF2 CTC3
a b R2 a b R2 a b R2
Clon LgP 3211 1971 a 0923 0602 -1203 a 0924 0988 -2663 a 0931
Clon LgJ 3211 1875 a 0874 0111 -2280 b 0945 0950 -1985 b 0893
ClonLmJ 1851 0722 b 0839 1023 -1313 a 0906 1009 -1547b 0867
Todas las regresiones fueron estadiacutesticamente significativas (p le 001) a ordenada al origen b coeficiente de
regresioacuten (pendiente) R2 coeficiente de determinacioacuten Pendientes estadiacutesticamente diferentes (p le 001) los
valores seguidos por igual letra no difieren entre siacute
1 variable dependiente con transformacioacuten inversa (1y100) y variable independiente con transformacioacuten
logariacutetmica (log (x + 035)) 2 variables dependiente e independiente con transformacioacuten logariacutetmica (log y y log (x +
035) respectivamente) 3 variable independiente con transformacioacuten logariacutetmica (log (x + 035))
Tabla IV311 Toxicidad subcroacutenica del cadmio en Lemnaacuteceas NOEC LOEC TOEC para los
diferentes puntos finales
Punto Final Lgibba (clon LgP) Lgibba (clon LgJ) Lminor (clon LmJ)
NOEC LOEC TOEC NOEC LOEC TOEC NOEC LOEC TOEC
TM 0010 0025 0016 0010 0025 0016 0010 0025 0016
AF 0025 0075 0043 0010 0025 0016 0010 0025 0016
CTC 0025 0075 0043 0075 0125 0097 0075 0125 0097
ClaClb 0125 0200 0158 0125 0200 0158 0200 0350 0265
Los valores corresponden a mgCd(II)L
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
132
Tabla IV312 Toxicidad subcroacutenica del cadmio en Lemnaacuteceas CI25 y CI50 en mgL para los
diferentes puntos finales
Lgibba (clon LgP) Lgibba (clon LgJ) Lminor (clon LmJ) Punto
Final CI25 CI50 CI25 CI50 CI25 CI50
TM 007
(005-008)
019
(016-025)
009
(006-011)
027
(023-031)
016
(010-021)
gt 0 35
AF 011
(008-013)
019
(017-020)
004
(003-006)
013
(009-016)
004
(003-007)
015
(010-021)
CTC 009
(008-010)
013
(011-015)
016
(013-019)
026
(023-029)
015
(012-017)
032
(028-035)
ClaClb 013
(011-015)
021
(018-024)
024
(018-032)
gt 0 35 gt 035 gt 0 35
Los valores indicados entre pareacutentesis corresponden al intervalo de confianza (95)
No es posible la estimacioacuten de la CI25 o CI50 debido a que la inhibicioacuten en este punto final fue inferior al 25 o
50 respectivamente para la maacutexima concentracioacuten de toacutexico ensayada
IV3331 Efecto del Cd(II) en la Tasa de Multiplicacioacuten (TM)
Al evaluar la respuesta toacutexica en la TM frente a la exposicioacuten subcroacutenica al cadmio los tres
clones responden de modo diferente existiendo interaccioacuten entre el efecto del metal y el
comportamiento de los clones (Tabla IV39) La Figura IV316 muestra la curva dosis-
respuesta para el Cd(II) manifestaacutendose el efecto fitotoacutexico con un marcado decaimiento en la
TM principalmente a bajas concentraciones de exposicioacuten al metal En esta figura se observa
ademaacutes que la respuesta no es similar en los tres clones lo cual lo indica ademaacutes el anaacutelisis
de regresioacuten y la comparacioacuten de pendientes de las curvas de toxicidad correspondiente a cada
uno de ellos Se observa en la Tabla IV310 que las pendientes de las curvas difieren
significativamente siendo el comportamiento del clon LmJ diferente de los dos clones de L
gibba en que las curvas de toxicidad para la TM son similares
En los tres clones los efectos en la TM no son significativos a la menor concentracioacuten
ensayada (0010 mgCd(II)L) mientras que se observa inhibicioacuten significativa a partir de la
exposicioacuten a 0025 mgCd(II)L (Tabla IV311) Esto indica que la respuesta de los tres clones
para detectar niveles bajos de cadmio es similar y las diferencias en la sensibilidad de los
mismos se observan a niveles mayores de inhibicioacuten Los valores de CI25 y CI50 indican que el
clon LgP es el maacutes sensible de los tres mientras que el clon LmJ es el de menor sensibilidad
con valores de CI25 y CI50 que duplican lo observado para LgP y LgJ (Tabla IV312) El orden de
sensibilidad de los clones al evaluar los valores correspondientes a la CI50 para la TM es de
clon LgP gt clon LgJ gt clon LmJ
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
133
Figura IV316 Toxicidad subcroacutenica del Cd(II) en Lemnaacuteceas Efecto en la tasa de
multiplicacioacuten Los valores corresponden al promedio de los valores de las repeticiones de
ambos ensayos
IV3332 Efecto del Cd(II) en el Area Foliar (AF)
En la Figura IV317 se muestran las curvas dosis-respuesta de los tres clones de Lemnaacuteceas
considerando el efecto en el aacuterea foliar como punto final para la evaluacioacuten de la fitotoxicidad
del cadmio De manera general se observa que el mayor decaimiento se produjo a bajas
concentraciones (entre 0025 y 0200 mgCd(II)L) mientras que a las concentraciones mayores
los efectos se acentuacutean pero con variaciones menores Al evaluar comparativamente la
respuesta de los clones se comproboacute que la inhibicioacuten en el aacuterea foliar no se manifestoacute de la
misma manera en los tres encontraacutendose interaccioacuten significativa entre eacutestos y el efecto de los
diferentes tratamientos con cadmio (Tabla IV39) Al realizar el anaacutelisis de regresioacuten y la
comparacioacuten de las pendientes de las curvas de toxicidad correspondiente a cada uno de los
clones se verificoacute que las mismas difieren significativamente (Tabla IV310) Frente al
incremento en la concentracioacuten del cadmio se observa que el comportamiento del clon LgJ es
diferente al de los clones LgP y LmJ siendo similar la respuesta toacutexica en estos dos clones
(Tabla IV310 Figura IV317) Si comparamos la respuesta a los valores de exposicioacuten maacutes
bajos en los clones LgJ y LmJ el AF se inhibe significativamente a 0010 mgCd(II)L mientras
que el clon LgP se ve afectado en este punto final a partir de 0025 mgCd(II)L (Tabla IV311)
Los valores de CI25 y CI50 tambieacuten evidencian la mayor sensibilidad de los clones LgJ y LmJ en
el AF respecto del clon local siendo menor esta diferencia a valores mayores de inhibicioacuten
Cd(II) mgLClon LgP Clon LgJ Clon LmJ
Tas
a de
Mul
tiplic
acioacute
n d-1
-005 000 005 010 015 020 025 030 035 04030
40
50
60
70
80
90
100
Clon LgJ = 80 - 235X + 493X2
Clon LgP = 87 - 315X + 493X2
Clon LmJ = 92 - 200X + 335X2
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
134
(Tabla IV312) El orden de sensibilidad de los clones al evaluar los valores correspondientes
a la CI25 y CI50 en el AF es clon LgJ = clon LmJ gt clon LgP
Figura IV317 Toxicidad subcroacutenica del Cd(II) en Lemnaacuteceas Efecto en el aacuterea foliar Los
valores corresponden al promedio de los valores de las repeticiones de ambos ensayos
IV3333 Efecto del Cd(II) en el Contenido Total de Clorofila (CTC)
Al evaluar la respuesta en el CTC de los tres clones al cadmio el ANOVA indica que el
comportamiento de los mismos no es similar existiendo ademaacutes interaccioacuten entre el efecto del
metal y la respuesta de los mismos (Tabla IV39) La Figura IV318 muestra la curva de
toxicidad del Cd(II) manifestaacutendose efectos fitotoacutexicos en el clon LgP con una reduccioacuten
marcada en la CTC observaacutendose que en los clones LgJ y LmJ si bien tambieacuten hay efecto en
el CTC el decaimiento la curva de toxicidad es maacutes gradual Por otra parte el anaacutelisis de
regresioacuten y la comparacioacuten de las pendientes de las curvas de toxicidad en el CTC de los clones
(Tabla 2) tambieacuten indican que la respuesta del clon LgP difiere significativamente de la de los
clones LgJ y LmJ los que responden de manera similar
En los tres clones los efectos en el CTC no son significativos a las concentraciones de
exposicioacuten menores (0010 y 0025 mgCd(II)L) mientras que se observa inhibicioacuten significativa
a partir de la exposicioacuten a 0075 mgCd(II)L en el clon LgP y a 125 mgCd(II)L en los clones
LgJ y LmJ (Tabla IV311) Esto indica que la respuesta de los tres clones para detectar niveles
bajos de cadmio no es similar y estas diferencias tambieacuten se observan a niveles mayores de
inhibicioacuten Los valores de CI25 y CI50 indican que el clon LgP es el maacutes sensible de los tres
mientras que el clon LmJ es el de menor sensibilidad con valores de CI50 que triplican lo
observado para el clon local (Tabla IV312)
Cd (II) mgLClon LgP Clon LgJ Clon LmJ
Are
a F
olia
r m
m2
-005 000 005 010 015 020 025 030 035 0400
2
4
6
8
10
12
14
Clon LgP = 645 - 233X + 358X2
Clon LmJ = 119 - 516X + 876X2
Clon LgJ = 97 - 459X + 696X2
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
135
El orden de sensibilidad de los clones al evaluar el CTC a niveles altos y bajos de exposicioacuten
es clon LgP gt clon LgJ gt clon LmJ
Figura IV318 Toxicidad subcroacutenica del Cd(II) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido total de
clorofila Los valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos
IV3334 Efecto del Cd(II) en la relacioacuten clorof ila aclorofila b (ClaClb)
En la Figura IV319 se muestra la variacioacuten en la relacioacuten ClaClb comparativamente con el
efecto en el CTC en los tres clones de Lemnaacuteceas expuestos durante 14 diacuteas al cadmio De
acuerdo a lo que se observa en la Figura IV319 y de igual manera a lo informado para los
efectos fitotoacutexicos del cromo y del cobre la sensibilidad de la respuesta en el CTC fue mayor
en los tres clones si se la compara con la relacioacuten ClaClb De manera general se observa que
en los tres clones expuestos al cadmio la relacioacuten ClaClb no se mantuvo constante sino que
se modifica significativamente con el aumento de la concentracioacuten (Tabla IV39 Figura
IV319) Sin embargo al comparar esta respuesta con la observada en el CTC vemos que la
relacioacuten ClaClb no disminuye de manera significativa a las concentraciones de exposicioacuten al
Cd(II) maacutes bajas donde se verifica significancia en el efecto en el CTC sino que por el
contrario aumenta cuando la exposicioacuten es a 0025 y 0075 mgCd(II)L Los efectos en la
relacioacuten ClaClb comienzan a ser significativos recieacuten a 02 mgCd(II)L en el clon LgP y a 035
mgCd(II)L en los clones LgJ y LmJ (Tabla IV311 Figura IV319 arsquo brsquo y crsquo) Por otra parte
los valores de inhibicioacuten en el CTC siempre fueron mayores a los registrados en la relacioacuten
ClaClb observaacutendose que estas diferencias son maacuteximas en el clon LmJ (Figura IV319 arsquo brsquo
y crsquo)
Cd(II) mgLClon LgP Clon LgJ Clon LmJ
Con
teni
do T
otal
de
Clo
rofil
a u
gg
(PF
)
-005 000 005 010 015 020 025 030 035 0400
200
400
600
800
1000
1200
Clon LgP = 1046 - 4988X + 6857X2
Clon LgJ = 891 - 1078X - 2242X2
Clon LmJ = 1072 - 2114X + 1174X2
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
136
Figura IV319 Toxicidad subcroacutenica del Cd(II) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido total de
clorofila (CTC) y en la relacioacuten clorofila aclorofila b (ClaClb)
a b y c CTC en microgmg(PF) y relacioacuten ClaClb de los clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ
respectivamente expuestos al Cd(II) Los valores corresponden al promedio de las repeticiones de
ambos ensayos (Media plusmn error estaacutendar n=7)
arsquo brsquo y crsquo Porcentaje de inhibicioacuten en el CTC y ClaClb en los clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ
respectivamente Los valores corresponden al promedio de la inhibicioacuten en ambos ensayos plusmn error
estaacutendar (n=7) Las flechas indican la menor concentracioacuten de metal a la que se observa efecto
significativo (p le 001)
Clon LmJ
100200300400500600700800900
100011001200
0 0025 0075 0125 02 035
Cd(II) mgl
005115225335445
CTC claclb
c
Clon LgJ
100200300400500600700800900
100011001200
0 0025 0075 0125 02 035
CT
C u
gg(
PF
)
005115225335445
cla
clb
b
Clon LgP
100200300400500600700800900
100011001200
0 0025 0075 0125 02 035
005115225335445a
Clon LgJ
-20
0
20
40
60
80
100
0025 0075 0125 02 035
in
hibi
cioacuten
b
Clon LmJ
-20
0
20
40
60
80
100
0025 0075 0125 02 035
Cd(II) mgl
CTC claclb
c
Clon LgP
-20
0
20
40
60
80
100
0025 0075 0125 02 035
a
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
137
En la Figura IV320 se grafica para cada uno de los clones expuestos al Cd(II) la variacioacuten de
la relacioacuten ClaClb comparativamente con la respuesta en el contenido de clorofila a (Cla) y
clorofila b (Clb) (Figura IV320 a b c) Se indica ademaacutes el porcentaje de inhibicioacuten en cada
paraacutemetro (Figura IV320 aacute bacute cacute)
Si analizamos el comportamiento de la variacioacuten en el contenido de Cla y Clb en la
reduccioacuten en el CTC y de la relacioacuten ClaClb vemos que la respuesta no es similar en el
intervalo de concentraciones de cadmio evaluadas (Figura IV320 aacute bacute cacute) Cuando la
exposicioacuten a este metal ocurre a concentraciones altas en los tres clones el aumento en la
clorosis por efectos del cadmio es debido mayoritariamente a la reduccioacuten en el contenido de
Cla (Figura IV320) La reduccioacuten en la Cla respecto de la reduccioacuten en la Clb es mayor a las
maacuteximas concentraciones de cadmio ensayadas lo que se manifiesta en una mayor inhibicioacuten
en la relacioacuten ClaClb No obstante esto en los clones de L gibba se observa que cuando la
exposicioacuten se realiza a bajas concentraciones (0025 y 0075 mgCd(II)L) la inhibicioacuten es
mayor en el contenido de Clb lo que explica el aumento de la relacioacuten ClaClb a esos niveles
de exposicioacuten
IV3335 Sensibilidad de la respuesta de los clo nes de Lemnaacuteceas a la exposicioacuten
subcroacutenica al Cd(II) comparacioacuten del efecto en el aacuterea foliar (AF) en la tasa de
multiplicacioacuten (TM) y en el contenido total de clor ofila (CTC)
Si bien los efectos fitotoacutexicos de la exposicioacuten subcroacutenica al cadmio se manifiestan en todos los
puntos finales considerados (TM AF CTC y relacioacuten ClaClb) la sensibilidad en la respuesta
de cada uno fue diferente Dado que de igual manera a lo observado para el cobre y cromo la
respuesta en la variacioacuten de la relacioacuten ClaClb es de baja sensibilidad este punto final no se
consideraraacute en la siguiente discusioacuten
En la Figura IV321 se indica de manera comparada para cada uno de los tres clones de
Lemnaacuteceas la respuesta inhibitoria en los puntos finales AF TM y CTC luego de la exposicioacuten
durante 14 diacuteas a diferentes concentraciones de cadmio
De manera general se observa que en los tres clones el efecto del cadmio en la
reduccioacuten de la TM fue significativo a partir de la exposicioacuten a 0025 mgCd(II)L (Figura
IV321a) A esta concentracioacuten de cadmio en los clones LmJ y LgJ tambieacuten se inhibe
significativamente el AF mientras que en el clon LgP los efectos se evidencian a partir de
0075 mgCd(II)L Si bien en los tres clones el CTC alcanza valores de inhibicioacuten muy altos los
efectos en este punto final comienzan a evidenciarse a partir de 0075 mgCd(II)L para el clon
local y a 0125 mgCd(II)L para los clones LgJ y LmJ (Tabla IV311 Figura IV321) siendo el
AF el paraacutemetro que menor sensibilidad presenta a bajas concentraciones de cadmio
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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50150250350450550650750850950
1050
0 0025 0075 0125 02 035
005115225335445
Clon LgP
a
50150250350450550650750850950
1050
0 0025 0075 0125 02 035
Cla
- C
lb u
gm
g (P
F)
005115225335445
Cla
Clb
Clon LgJ
b
50150250350450550650750850950
1050
0 0025 0075 0125 02 035Cd(II) mgl
0
05
1
15
2
25
3
35
4
45
Clorofila a Clorofila bClaClb
Clon Lm Jc
-100
102030405060708090
100
0025 0075 0125 02 035
Clon LgP
a
-100
102030405060708090
100
0025 0075 0125 02 035
in
hibi
cioacuten
Clon LgJ
b
-20-10
0102030405060708090
100
0025 0075 0125 02 035
Cd(II) mgl
Clorofila a Clorofila b ClaClb
Clon Lm J
c
Figura 6 Toxicidad subcroacutenica del Cd(II) en Lemnaacuteceas Efecto en el contenido de clorofila a (Cla)
clorofila b (Clb) y en la relacioacuten clorofila aclorofila b (ClaClb)
a b y c Contenido de clorofila a (Cla) y clorofila b (Clb) en microgg(Peso Fresco) y relacioacuten ClaClb en los
clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente expuestos a diferentes concentraciones de
Cd(II) Los valores corresponden al promedio de las repeticiones de ambos ensayos (Media plusmn error
estaacutendar n=7)
arsquo brsquo y crsquo Porcentaje de inhibicioacuten en el contenido de clorofila a (Cla) y clorofila b (Clb) y en la
relacioacutenClaClb en los clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente Los valores
corresponden al promedio de la inhibicioacuten en ambos ensayos (Media plusmn error estaacutendar n=2) Las flechas
indican la menor concentracioacuten de metal ensayada a la que se observa efecto significativo (LOEC p le
001)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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C lon L gP
15
3 4
5 4 54
273 6
5 3 5 9
18
5 0
7 485
176
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
0 0 1 0 0 2 5 0 0 7 5 0 1 2 5 0 2 0 0 0 3 5 0
a
C lon L gJ
2 536
5 2
6 980
1023
3 34 2
5 4
14
3 3
7 1
6
-1 0
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
0 0 1 0 0 2 5 0 0 7 5 0 1 2 5 0 2 0 0 0 3 5 0
i
nh
ibic
ioacuten
b
Clo n Lm J
2 0
3 54 5
5 66 3
19 2 13 0 3 3
17
3 7
52
8
-1 0
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
0 0 1 0 0 2 5 0 0 7 5 0 1 2 5 0 2 0 3 5
C d ( II) m g l
A F T M C T C
c
Figura IV321 Toxicidad subcroacutenica del Cd(II) en Lemnaacuteceas
Efecto comparativo en el aacuterea foliar (AF) en la tasa de
multiplicacioacuten (TM) y en el contenido total de clorofila (CTC)
a b y c Porcentaje de inhibicioacuten en el AF en la TM y en el CTC en los
clones de Lemnaacuteceas LgP LgJ y LmJ respectivamente Los valores
corresponden al promedio de la inhibicioacuten en ambos ensayos plusmn error
estaacutendar (n=7) Las flechas indican la menor concentracioacuten de metal a la
que se observa efecto significativo (p le 001)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
140
Al evaluar la sensibilidad considerando la CI50 en los tres puntos finales vemos que para el clon
LgJ la respuesta en la TM AF y CTC es similar En los clones LgJ y LmJ es el AF el paraacutemetro
maacutes afectado y la TM el de menor sensibilidad (Tabla IV312 Figura IV321)
Al comparar la respuesta de los tres clones expuestos al cadmio el clon LgP es el maacutes
sensible al evaluar los efectos en la TM y CTC no soacutelo al considerar la CI50 sino tambieacuten en la
respuesta observada en exposiciones a bajas concentraciones del metal El AF es el paraacutemetro
maacutes sensible en los clones LgJ y LmJ
Si comparamos la sensibilidad de los clones estudiados con diferentes referencias
bibliograacuteficas de la respuesta de otras Lemnaacuteceas a este metal se observa una amplia
variabilidad en la sensibilidad respecto a lo observado para L gibba y L minor en este trabajo
Landolt amp Kandeler (1987) citan para las especies Lemna minor y Spirodela polyrrhiza
inhibicioacuten del crecimiento a concentraciones superiores a 0011 y 0045 mgCd(II)L
respectivamente Para el caso de L gibba describen efecto en el crecimiento de la raiacutez y
clorosis a partir de 0112 mgCd(II)L e inhibicioacuten del crecimiento a 112 mgCd(II)L (Landolt amp
Kandeler 1987) Huebert amp Shay (1992 y 1993b) observan en la Lemnaacutecea L trisulca
expuesta a 0034 y 0071 mgCd(II)L durante 14 diacuteas una marcada inhibicioacuten en la tasa de
multiplicacioacuten (35 y 68 respectivamente) y en el peso seco (83 y 96 respectivamente)
Los resultados obtenidos por Singh et al (1994) indican que la exposicioacuten de L minor a 01
mgCd(II)L durante 24 h no produce efectos significativos en el peso fresco contenido de
clorofila y proteiacutenas totales mientras que a las 48 h de exposicioacuten los valores de inhibicioacuten
registrados en estos paraacutemetros corresponden al 25 14 y 33 respectivamente Sajwan
amp Ornes (1994) observan en la especie S polyrrhiza inhibicioacuten significativa en el nuacutemero de
frondes producidas luego de 4 semanas de exposicioacuten a 004 mgCd(II)L mientras que valores
de 763 mgCd(II)L inhiben completamente el crecimiento luego de 7 diacuteas de exposicioacuten
Mohan amp Hosetti (1997) observan para L minor reduccioacuten significativa en el CTC y proteiacutenas
totales por exposicioacuten a 0056 mgCd(II)L (8 diacuteas) alcanzando el 50 de inhibicioacuten en el CTC
recieacuten a 056 mgCd(II)L Mohan amp Hosetti (1999) informan valores de CI50 en el nuacutemero de
frondes producidas entre 02 y 05 mgCd(II)L para L minor entre 015 y 03 mgCu(II)L para L
valdiviana entre 06 y 09 mgCd(II)L para L polyrrhiza y 6 mgCd(II)L para L paucicostata Li
amp Xiong (2004b) observan en ensayos con L paucicostata que la exposicioacuten al Cd(II) genera
en esta especie la disgregacioacuten de las colonias a partir de 009 mgCd(II)L (24h) alcanzando
valores de CE50(24h) para este paraacutemetro final a 011 mgCd(II)L
La exposicioacuten de plaacutentulas de Juncus acutus a 013 mgCd(II)L produce inhibicioacuten
marcada en la elongacioacuten de la raiacutez (70) siendo este efecto mayor que en la elongacioacuten del
tallo (37) (Stefani et al 1991) No obstante la alta sensibilidad de Lemnaacuteceas y otras
especies acuaacuteticas Maine et al (2001) observan en Pistia stratiotes una gran tolerancia al
cadmio entre valores de 1 a 6 mgCd(II)L
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
141
Para especies terrestres varios antecedentes bibliograacuteficos indican una alta resistencia a
este metal Los resultados obtenidos por Kummerovaacute amp Brandejsovaacute (1994) en plaacutentulas de
Zea mays muestran una alta tolerancia de esta especie al cadmio con relacioacuten a la sensibilidad
observada para Lemnaacuteceas Estos autores observan reduccioacuten en la biomasa de hojas y tallos
en el aacuterea foliar y en el contenido de clorofila a los 6 diacuteas de exposicioacuten a 1124 mgCd(II)L
mientras que a valores de 112 y 1124 mgCd(II)L la inhibicioacuten en el contenido de clorofila se
manifiesta a los 11 diacuteas con reduccioacuten de la biomasa y el aacuterea foliar recieacuten a los 17 diacuteas
Skoacuterzyńska-Polit et al (1995) evaluaron el efecto del cadmio en plaacutentulas de Phaseolus
coccineus expuestas a 28 mgCd(II)L observando luego de 16 diacuteas de crecimiento la
supervivencia de las mismas aunque evidenciando inhibicioacuten en el aacuterea foliar en la
concentracioacuten de clorofila y en la actividad del PSII ademaacutes de alteraciones en la arquitectura
del mesoacutefilo y la ultraestructura de los cloroplastos Esta alta tolerancia al cadmio tambieacuten la
describen Kovačević et al (1999) en plantas joacutevenes de Triticum aestivum expuestas durante 5
diacuteas a 1124 mgCd(II)L observando una marcada reduccioacuten en la biomasa foliar y radical
pero a valores de cadmio tres oacuterdenes de magnitud superior a lo descrito para los clones de
Lemna en este trabajo
De igual manera a lo descrito para el cromo y el cobre en comparacioacuten con la
sensibilidad de otras plantas vasculares acuaacuteticas o terrestres anteriormente mencionadas los
tres clones de Lemnaacuteceas utilizados presentan buena sensibilidad al cadmio estando los
valores de CI o LOEC en el orden de lo informado en la bibliografiacutea para diferentes especies y
puntos finales
IV334 CONSIDERACIONES RESPECTO DE LA EVALUACIOacuteN DE LA FITOTOXICIDAD
DEL Cu(II) Cr(VI) Y Cd(II) A PARTIR DE LOS PUNTOS FINALES SELECCIONADOS EL
AacuteREA FOLIAR (AF) LA TASA DE MULTIPLICACIOacuteN (TM) E L CONTENIDO TOTAL DE
CLOROFILA (CTC) Y LA RELACIOacuteN ClaClb
Con relacioacuten a la seleccioacuten de los puntos finales considerados TM AF CTC y ClaClb en la
evaluacioacuten de la fitotoxicidad de los tres metales se analizan de manera general las ventajas y
desventajas del uso de los mismos y su respuesta en los tres clones de Lemnaacuteceas
Con respecto a la respuesta de la TM se observa que este paraacutemetro es de alta
sensibilidad Pequentildeas variaciones en la TM son faacutecilmente cuantificables independientemente
del tamantildeo de la especie siendo ademaacutes un paraacutemetro muy sensible a leves variaciones
ambientales o cambios en la composicioacuten del medio nutritivo (Landolt amp Kandeler 1987
Environment Canada 1999b) Por otra parte la medicioacuten de la TM es de alta simplicidad baja
variabilidad y de muy bajos costos por no requerir el uso de instrumental o reactivos
especiacuteficos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
142
A pesar que la inhibicioacuten en el AF es un paraacutemetro de buena sensibilidad incluso a bajas
concentraciones de toacutexico (Tablas IV34 IV38 y IV312) se observan algunas dificultades
metodoloacutegicas en su determinacioacuten Al evaluar el efecto fitotoacutexico de un contaminante mediante
la inhibicioacuten en el AF es importante considerar la variacioacuten debida a las diferentes edades de
las frondes producidas y el crecimiento de las mismas al final del periacuteodo de ensayo siendo
necesario discriminar este factor del efecto del toacutexico Si bien como se describioacute en el Capitulo
IV183 solamente se utilizan en la medicioacuten del AF aquellas frondes que hayan desarrollado
frondes hijas o yemas esta seleccioacuten lleva impliacutecita cierta subjetividad metodoloacutegica Por otra
parte la medicioacuten de eacuteste paraacutemetro implica mayor dificultad y tiempo de ejecucioacuten ademaacutes de
requerir el uso de instrumental especiacutefico Para el caso particular del clon LgP el AF promedio
es bajo en relacioacuten a la de los clones LgJ y LmJ (592 plusmn 032 1141 plusmn 104 y 138 plusmn 178 mm2
respectivamente) por lo que los efectos en este punto final generados por la exposicioacuten a bajas
concentraciones de un compuesto toacutexico podriacutean ser subestimados por las limitaciones
metodoloacutegicas de la medicioacuten del mismo
De los resultados obtenidos con los tres metales pesados se observa de manera general
que en el clon LgP la respuesta inhibitoria en el AF fue inferior a la manifestada por los clones
LgJ y LmJ (Tablas IV34 IV38 y IV312) En exposiciones del clon LgP al cobre el AF se
inhibe maacutes que la TM pero los niveles de inhibicioacuten alcanzados en este punto final son menores
en comparacioacuten con los de los otros dos clones (Tabla IV34)
Para el caso de la respuesta de los puntos finales a bajos niveles de exposicioacuten a los
metales se observa de manera general que si bien la inhibicioacuten en el AF es de buena
sensibilidad en algunos casos los efectos en la TM son significativos a concentraciones
menores La respuesta del clon LgP a bajas concentraciones de exposicioacuten al cobre indica que
la TM es un punto final de evaluacioacuten de fitotoxicidad de mayor sensibilidad que el AF Para el
cadmio los mayores efectos se verifican en la TM observaacutendose al igual que con el cobre que
a bajas concentraciones los efectos son significativos en la TM pero no asiacute en el AF En la
exposicioacuten del clon LgP al cromo a bajas concentraciones se detecta efecto en el AF y TM En el
clon LgJ la sensibilidad a bajas concentraciones fue mayor en la TM para el cobre mientras que
con cadmio y cromo la respuesta es similar en la TM y AF En el clon de L minor se evidencia
mayor sensibilidad de la TM a bajas exposiciones al cromo mientras que para cobre y cadmio la
respuesta en la TM y AF es similar
En los tres clones la TM constituye un punto final de buena sensibilidad para la
evaluacioacuten de la fitotoxicidad del cobre cobre y cadmio a bajos niveles de exposicioacuten
De manera general en los tres clones y para los tres metales evaluados si bien se
observa efecto inhibitorio muy marcado en el CTC eacuteste se manifiesta a altas concentraciones
de exposicioacuten Los valores de LOEC para el CTC fueron en todos los casos para los tres
metales y en los tres clones mayores a los valores para la TM (Tablas IV33 IV37 y IV311)
Esto mismo se observa para el AF con la excepcioacuten de la respuesta del clon LgP al cromo y
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
143
cadmio en donde los valores de LOEC son similares (Tablas IV33 IV37 y IV311) El CTC no
constituye un punto final relevante para detectar toxicidad en Lemnaacuteceas por exposicioacuten a bajas
concentraciones de cobre cromo o cadmio La mayor sensibilidad de la TM y AF podriacutea deberse
a un raacutepido efecto del toacutexico en las ceacutelulas meristemaacuteticas y en el crecimiento y diferenciacioacuten
celular en relacioacuten a las alteraciones en la biosiacutentesis o degradacioacuten de la clorofila Sinha et al
(1994) tambieacuten observaron una mayor sensibilidad en la TM respecto de otros puntos finales
Estos autores estudiaron la toxicidad del Fe(III) y el Mn(II) en la Lemnaacutecea Spirodela polyrrhiza
observando que la TM se inhibe detectando toxicidad auacuten a bajas concentraciones de estos
metales en donde el CTC y la produccioacuten de biomasa (peso seco) no se modifican No obstante
estos resultados otros autores considerando la exposicioacuten a otros contaminantes observan
respuestas diferentes en la sensibilidad de distintos puntos finales Kwan amp Smith (1988)
evaluaron la fitotoxicidad en Lemnaacuteceas por exposicioacuten al talio comparando la respuesta en el
aacuterea foliar peso seco y tasa de multiplicacioacuten observando mayor sensibilidad en el aacuterea foliar
siendo la CE50 y el umbral de toxicidad de menor sensibilidad que evaluar el efecto en la TM y
en el peso fresco Por otra parte estos autores no observan diferencias significativas en la
respuesta toacutexica al comparar el peso seco y la tasa de multiplicacioacuten Vesonder et al (1992)
evaluacutean la actividad fitotoacutexica de micotoxinas en L minor en el contenido de clorofila y en la tasa
de multiplicacioacuten considerando ambos puntos finales como indicadores sensibles de
fitotoxicidad y complementarios respecto de la respuesta fisioloacutegica observada
Asiacute como se verificoacute con el cobre y en menor medida con el cromo es notable
particularmente en el clon LmJ (Figura IV315 h i) que si bien se observan frondes con una
elevada clorosis eacutestas son capaces de desarrollar yema hijas verdes Esto indicariacutea que no
existe un efecto en el desarrollo de los cloroplastos a partir de los protoplastidios de las ceacutelulas
meristemaacuteticas ni tampoco inhibicioacuten en la siacutentesis de clorofila durante la morfogeacutenesis de la
yema Si bien el Cd(II) y el Cu(II) son de gran movilidad dentro de la planta existiriacutea una
distribucioacuten o translocacioacuten diferencial de estos metales (u otro nutriente) hacia las zonas
meristemaacuteticas por lo que seriacutea necesario un periodo de exposicioacuten directa al Cd(II) de la
fronde en desarrollo para evidenciar efectos en la clorofila
Es importante considerar que para la cuantificacioacuten del contenido total de clorofila en
Lemnaacuteceas expuestas a los metales pesados o a otros contaminantes se toma un grupo de
frondes del total de las desarrolladas al finalizar el ensayo luego de 14 diacuteas de crecimiento
Esto implica que la determinacioacuten de este punto final se realiza sobre una poblacioacuten
heterogeacutenea de plantas que poseen diferente edad y que han tenido distintos tiempos de
exposicioacuten al contaminante Consecuentemente y como puede observarse en las Figuras
IV31 IV38 y IV315 el nivel de inhibicioacuten en el CTC no es el mismo en todas las frondes y
los valores de efecto cuantificados e informados corresponden a la inhibicioacuten promedio de una
poblacioacuten de plantas con 1 a 14 diacuteas de exposicioacuten Por lo tanto vale destacar que a nivel
individual los valores de dantildeo en las frondes de mayor tiempo de exposicioacuten son superiores a
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
144
los informados Esto puede ser claramente observado en las Figuras IV31 IV38 y IV315
donde las frondes mayores estaacuten totalmente cloroacuteticas mientras que no ocurre lo mismo con
las yemas hijas recientemente formadas
Con relacioacuten a los valores de exaltacioacuten en el CTC observados a bajas concentraciones
de exposicioacuten al cobre (a 025 y 050 mg Cu(II)L) y cadmio (0010 y 0025 mgCd(II)L) es
importante destacar que no se pueden interpretar como una respuesta beneficiosa para la
planta sino que deben evaluarse de manera conjunta a lo observado en otros puntos finales A
estas concentraciones donde el CTC no soacutelo no se ve inhibido sino que ademaacutes hay un efecto
de estimulacioacuten (hormesis) se observan efectos inhibitorios en el AF y TM en ambos metales
Esto remarca la importancia de considerar simultaacuteneamente la respuesta en diferentes puntos
finales para poder estimar con mayor confiabilidad la fitotoxicidad de un contaminante en
particular a bajos niveles de exposicioacuten
Con respecto a la medicioacuten de la variacioacuten de la relacioacuten ClaClb vemos que este punto
final no aporta mayor sensibilidad al bioensayo de toxicidad con Lemnaacuteceas pero siacute proporciona
informacioacuten necesaria para la comprensioacuten de la respuesta fisioloacutegica de estas plantas
vasculares frente a la exposicioacuten a metales pesados Otro aspecto a considerar si comparamos
la metodologiacutea de determinacioacuten del contenido de clorofila y relacioacuten ClaClb con la del aacuterea
foliar y la tasa de multiplicacioacuten es que estas uacuteltimas son medidas no destructivas lo cual
permite el seguimiento de los efectos toacutexicos durante el periacuteodo de ensayo
Como se ha mencionado tanto para el cobre cromo y cadmio (Figura IV31 IV38 y
IV315) estos metales pesados producen reduccioacuten en el nuacutemero de frondes por colonia
observaacutendose ademaacutes que este efecto se manifiesta a bajos niveles de exposicioacuten en los tres
metales En el trabajo realizado por Rimoldi et al (2004) tambieacuten utilizando el clon LgP de L
gibba se compara la sensibilidad en la respuesta de los puntos finales TM CTC y AF con el
efecto en el nuacutemero de frondes por colonia (NFC) luego de 14 diacuteas de exposicioacuten al Cu(II)
Cr(VI) y Cd(II) Estos autores muestran la buena sensibilidad del NFC como punto final de
evaluacioacuten de efectos fitotoacutexicos de los metales y otros contaminantes La respuesta en la
desagregacioacuten de frondes en las colonias comienza a evidenciarse a concentraciones similares
a lo observado en el presente estudio para el AF a partir de 025 mgL en los tratamientos con
Cu y Cr y desde 0075 mgL en el tratamiento Cd desarrollaacutendose asiacute colonias con menor
nuacutemero de frondes Si se compara con los efectos en la TM se observa que eacutestos ocurren a
partir de 05 mgL para el Cu 025 para el Cr y 0025 para el cadmio siendo el NFC de mayor
sensibilidad en el tratamiento con Cu menor en el del Cd y similar en el del Cr Con respecto al
CTC la sensibilidad en el NFC fue mayor para todos los metales Li amp Xiong (2004a y 2004b)
tambieacuten estudiaron los efectos en la desagregacioacuten de las colonias en L paucicostata como un
biomarcador de la fitotoxicidad de contaminates recomendaacutendolo como punto final de raacutepida
respuesta y muy buena sensibilidad El nuacutemero de frondes por colonia (NFC) constituye un
punto final de muy buena sensibilidad para la evaluacioacuten de la fitotoxicidad de los metales Cu(II)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
145
Cr(VI) y Cd(II) del orden de la TM y AF Es ademaacutes de faacutecil cuantificacioacuten y con la ventaja de
ser una evaluacioacuten no destructiva lo que permite realizar el seguimiento de la toxicidad en el
tiempo y sin recurrir a un nuacutemero mayor de replicados en el ensayo La reduccioacuten en el nuacutemero
de frondes por colonia podriacutea estar relacionado con el aumento de la produccioacuten de etileno y la
consecuente estimulacioacuten de los mecanismos de abscisioacuten (Taiz amp Zeiguer 2002 Li amp Xiong
2004 a y b) Para el caso de Spirodela punctata el crecimiento en solucioacuten nutritiva con 002mM
de Cu(II) produce un aumento de entre 20 a 30 veces en la produccioacuten de etileno de las frondes
(Landolt amp Kandeler 1987)
En numerosos trabajos y protocolos de toxicidad (Huebert amp Shay 1992 Environment
Canada 1999a Environment Canada 1999b Mohan amp Hosetti 1999 Paradiso Giles 2000
Castillo 2004) se informa o compara la toxicidad de un contaminante mediante la CI50 Se
evidencia en este trabajo al comparar la sensibilidad de los puntos finales o de los clones
considerando la respuesta toacutexica en todo el intervalo de la curva de toxicidad y no solamente a
partir de los valores de CI50 ya que eacutesta no es similar en todo el intervalo de concentraciones
ensayadas No siempre la respuesta entre los clones y en los diferentes puntos finales es la
misma cuando se compara la exposicioacuten a concentraciones bajas y altas de un contaminante
Se observa que un punto final puede tener una alta sensibilidad (capacidad de evidenciar
toxicidad) a muy bajas concentraciones de exposicioacuten o no manifestar efecto hasta que la
exposicioacuten no alcanza determinados umbrales de respuesta
Si bien no se ha considerado como un punto final en la comparacioacuten de la respuesta de
los clones de Lemnaacuteceas a los tres metales se observa que el crecimiento de las raiacuteces se ve
afectado significativamente en los tres clones a partir de 01 025 y 0025 mgL de Cu(II) Cr(VI)
y Cd(II) respectivamente (Figuras IV31 IV38 y IV315) siendo la respuesta en este punto
final de muy buena sensibilidad e importante de considerar en la evaluacioacuten de efectos
fitotoacutexicos de contaminantes Otros autores tambieacuten sentildealan el dantildeo de estos metales en los
sistemas radicales de plantas vasculares (Wang 1987 Hendry amp Crawford 1992 Samantary
2002)
La exposicioacuten al cobre en concentraciones superiores a las esenciales asiacute como el
cadmio y cromo genera en las plantas estreacutes oxidativo produciendo un incremento de especies
reactivas de oxiacutegeno en las ceacutelulas causando saturacioacuten o destruccioacuten de los sistemas
antioxidantes y el consecuente dantildeo en biomoleacuteculas en el aparato fotosinteacutetico entre otros
efectos celulares (Weckx amp Clijsters 1996 Briat amp Leburn 1999 Sanitaacute di Toppi amp Gabbrielli
1999 Samantary 2002 Liu et al 2004 Frankart et al 2002 Sobrero amp Ronco 2009) Estos
efectos a nivel molecular y celular si no son contrarrestados por los mecanismos antioxidantes y
de reparacioacuten celular se manifiestan a niveles superiores de la organizacioacuten y fisiologiacutea de las
plantas con alteraciones en la funcionalidad vegetal (Briat amp Leburn 1999 Sanitaacute di Toppi amp
Gabbrielli 1999) Si bien este trabajo no se ha centrado en la evaluacioacuten del estreacutes oxidativo
generado por los metales pesados y su correlacioacuten con los dantildeos a nivel molecular y celular en
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
146
trabajos previos se ha observado para el caso del clon local de Lgibba (clon LgP) que la
exposicioacuten a 025 mgCu(II)L y 0025 mgCd(II)L genera el aumento significativos en la
produccioacuten de especies reactivas de oxiacutegeno (Sobrero amp Ronco 2009) A estas concentraciones
se observaron en este trabajo y para el mismo clon efectos significativos del cobre en el aacuterea
foliar (LOEC en el AF Tabla IV33) y del cadmio en la tasa de multiplicacioacuten (LOEC en la TM
Tabla IV33)
Si bien los puntos finales utilizados en este trabajo de tesis aportan informacioacuten
relevante varios autores han evaluado otros mecanismos de respuesta de los sistemas
vegetales frente a condiciones de estreacutes ambiental de modo tal que indiquen de manera precoz
la toxicidad tanto en el tiempo de respuesta como en el nivel de dantildeo previo a observar efectos
en paraacutemetros de crecimiento En relacioacuten a esto existen numerosos trabajos en los que se
considera la respuesta abarcando efectos a nivel bioquiacutemico y fisioloacutegico tales como
modificaciones en la actividad de enzimas reguladoras de estreacutes oxidativo (superoacutexido
dismutasa catalasa glutatioacuten reductasa etc) produccioacuten de radicales libres peroxidacioacuten
lipiacutedica y alteraciones en la permeabilidad de membranas entre otros (Hendry 1994
Jayaprakash et al 1994 Roy amp Haumlnninen 1994 Gille amp Sigler 1995 Weckx amp Clijsters 1996
Mohan amp Hosetti 1997 Lytle amp Lytle 2001 Liu et al 2004) No obstante los efectos en estos
puntos finales son de difiacutecil interpretacioacuten en la aplicacioacuten de este bioensayo de toxicidad como
herramienta de regulacioacuten ambiental dado el desconocimiento de la relevancia ecoloacutegica de
este tipo de dantildeo en relacioacuten con el efecto en el crecimiento de las poblaciones vegetales
(Wang 1990 Boutin et al 1993 Lewis 1995)
La tendencia general observada en los resultados de la toxicidad de los tres metales se
puede expresar mediante los valores promedio de las CI50 para los distintos puntos finales y
para los tres clones de Lemna Estos son indicando entre pareacutentesis los valores maacuteximos y
miacutenimos para el Cd(II) 024 (013-035) para el Cu(II) 103 (068-125) y para el Cr(VI) 312
(09-5) mgL Estos valores indican que el cadmio es un orden de magnitud maacutes toacutexico que el
cromo mientras que el cobre es 5 veces menos toacutexico que el cadmio y tres veces maacutes que el
cromo Cuando comparamos estos valores medios con el intervalo de valores de toxicidad y
sensibilidad informados en la bibliografiacutea de diferentes especies de Lemna para estos metales
(Cd(II) 007- 613 Cu(II) 012-13 y Cr(VI) 33 a gt10 mgL Huebert amp Shay 1992 Mohan amp
Hosetti 1997 Mohan amp Hosetti 1999 Li amp Xiong 2004b) se puede observar que la sensibilidad
media de los clones estudiados se encuentra dentro de este intervalo Por otra parte la
sensibilidad de algunos puntos finales evaluados (Tablas IV3 4 IV38 y IV312) es similar al
de las especies maacutes sensibles informadas en la bibliografiacutea En comparacioacuten con los resultados
obtenidos con la especie L sativa en exposiciones agudas se observa que con los tres metales
la sensibilidad de los tres clones de Lemnaacuteceas es significativamente mayor (CI50 96h para Cu
199 mgL Cr 501 mgL Cd 37 mgL) Respecto de lo observado con semillas en la respuesta
la elongacioacuten de radiacutecula el ensayo con Lemnaacuteceas es hasta 3 veces maacutes sensible para el
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
147
cobre 56 veces para el cromo y para el cadmio hasta 28 veces maacutes sensible No obstante la
baja respuesta observada en el ensayo de 96 h con L sativa a los metales pesados se
comproboacute que la sensibilidad de esta especie se modifica significativamente al prolongar el
tiempo de exposicioacuten de las plaacutentulas hasta 25 diacuteas en condiciones de hidroponia En ensayos
subcroacutenicos la sensibilidad de L sativa al cromo es entre 24 y 28 veces mayor con relacioacuten al
clon de Lemna (LgJ) maacutes sensible a este metal dependiendo del punto final considerado
(Capiacutetulo III232)
Si comparamos la sensibilidad de los tres clones de Lemnaacuteceas a estos tres metales con
los valores de los niveles guiacutea de proteccioacuten de la vida acuaacutetica establecidos por la SRHN y
otras organismos (Capiacutetulo VI Tabla VI1) se observa que las concentraciones que no
producen efecto (NOEC) en los tiempos de exposicioacuten y condiciones experimentales utilizadas
en este estudio estaacuten entre 2 a 3 oacuterdenes de magnitud por encima de dichos niveles guiacutea Esto
indica que al menos para las Lemnaacuteceas existe un intervalo de seguridad amplio para la
proteccioacuten de estos organismos No obstante esto los valores de metales registrados en
efluentes y sitios de vuelco de eacutestos en aguas superficiales estaacuten muchas veces en el orden de
la sensibilidad observada para los clones de Lemna estudiados Por ejemplo como ya se
mencionoacute en el Capiacutetulo III23 de acuerdo a la legislacioacuten vigente para la provincia de Buenos
Aires (Ley Provincial 5965 Decreto 200960 397090 Resolucioacuten 33603) los liacutemites admisibles
en efluentes para el vertido en agua superficial o conducto pluvial son le 1 mg Cu(II)L le 02 mg
Cr(VI)L y le 01 mg Cd(II)L Si bien se espera que el efluente se diluya al incorporarse en el
cuerpo de agua los niveles admisibles para el cobre y cadmio se corresponden o son auacuten
mayores con los valores de la CI25 o CI50 observados en los clones de Lemnaacuteceas (Tablas
IV34 IV38 y IV312) Con relacioacuten a las concentraciones de estos metales en cuerpos de
agua superficial algunos antecedentes bibliograacuteficos para Argentina indican que los valores
registrados no seriacutean fitotoacutexicos si lo comparamos con la sensibilidad observada en Lemnaacuteceas
(Colombo et al 1996 AA-AGOSBA-ILPLA-SHN 1997 Villar et al 1998 Gagneten et al 2007
SADS-PNA-OPS-UNLP 2007) No obstante estos antecedentes los resultados para sitios de
vuelcos industriales en aguas superficiales indican niveles de metales muy por encima de los
valores de NOEC para las Lemnaacuteceas estudiadas (Cattogio 1991 Ronco et al 1992 Cataldo
et al 2001)
La respuesta comparativa de los tres clones indican que la variabilidad entre los clones
LgP y LgJ de L gibba es baja para todos los metales y puntos finales con la excepcioacuten del
efecto del cromo en el contenido de clorofila y en el aacuterea foliar donde se observan diferencias de
hasta tres veces en los valores de CI siendo el clon LgJ el maacutes sensible La respuesta del clon
local fue tambieacuten muy similar a la del clon de Lminor (clon LmJ) de Alemania salvo tambieacuten por
la respuesta al cromo y cobre donde el clon LmJ fue levemente maacutes sensible Las maacuteximas
diferencias en sensibilidad observadas en los clones estudiados son con relacioacuten al CTC donde
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
148
las relaciones entre la CI50 entre clones alcanzaron valores de 24 para LgPLmJ con el cromo y
25 para LmJLgP con el cadmio
La informacioacuten bibliograacutefica respecto de la variacioacuten intraespeciacutefica de la fitotoxicidad a la
exposicioacuten a metales indica que eacutesta es muy amplia (Van Steveninck et al 1992 Samantary
2002 Wu amp Zhang 2002 Liu et al 2004) Dentro de la misma especie las concentraciones
miacutenimas que generan toxicidad se hayan en un amplio intervalo desde el mismo orden hasta un
orden de magnitud de diferencia Este patroacuten ha sido informado para algas (Kaplan et al 1995)
en las que se verifica que dos liacuteneas celulares de Chlorella sp difieren en un orden de magnitud
en la sensibilidad al cadmio En plantas vasculares Hendry et al (1992) encuentran diferencias
significativas en la respuesta de clones de la gramiacutenea Holcus lanatus al cadmio siendo estas
del mismo orden de magnitud Wu amp Zhang (2002) observan esta misma respuesta al cadmio en
diferentes genotipos de cebada Para las leguminosas Samantary (2002) informa que la
variacioacuten en la sensibilidad al cromo en dos cultivares de Vigna radiata es de un orden de
magnitud Esta diferencia en la sensibilidad tambieacuten se registra para el cobre en poblaciones de
Rumex dentatus provenientes de sitios contaminados y no contaminados con este metal en
donde las plantas provenientes de sitios con cobre presentan mayor resistencia al metal (Liu et
al 2004) En las Lemnaacuteceas se describen variaciones en la sensibilidad al Zn en tres clones de
L minor de hasta un orden de magnitud (Van Steveninck et al 1992) Por otra parte si bien los
resultados de este trabajo indican diferencias significativas en la sensibilidad de los clones de
Lemnaacuteceas estudiados dentro de los de la misma especie y entre especies diferentes estas
diferencias son menores a las observadas para algas y otras plantas vasculares Esta baja
variabilidad en la sensibilidad ha sido tambieacuten observada entre 14 clones de L gibba de
diferente origen geograacutefico expuestos al herbicida simazina (Mazzeo et al 1998)
IV34 CONCLUSIONES
- En los tres clones de Lemnaacuteceas y en los diferentes puntos finales considerados se
evidencia que el cadmio es el metal maacutes toacutexico seguido del cobre siendo el cromo el de
menor toxicidad
- Los diferentes puntos finales TM AF CTC y ClaClb no presentan igual sensibilidad en la
respuesta de Lemnaacuteceas a la exposicioacuten a metales pesados La sensibilidad de cada punto
final variacutea de acuerdo al metal considerado y del nivel de concentracioacuten de la exposicioacuten al
toacutexico
- La TM constituye un punto final de buena sensibilidad para la evaluacioacuten de la fitotoxicidad
del cobre cobre y cadmio detectando toxicidad en los tres clones de Lemnaacuteceas a bajos
niveles de exposicioacuten Este punto final es ademaacutes de faacutecil determinacioacuten y de bajo costo de
ejecucioacuten No obstante la buena respuesta en la TM la evaluacioacuten simultaacutenea de otros
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
149
puntos finales permite obtener informacioacuten complementaria en particular a bajos niveles de
exposicioacuten a un contaminante
- El cobre cromo y cadmio a las concentraciones estudiadas producen en los tres clones de
Lemna inhibicioacuten en el crecimiento radical y alteraciones en la arquitectura de la colonia y en
la abscisioacuten de las frondes hijas ademaacutes de los efectos fitotoacutexicos en el aacuterea foliar en tasa
de multiplicacioacuten y disminucioacuten en el contenido de clorofila
- Si bien la sensibilidad de los tres clones de Lemnaacuteceas difiere significativamente en algunos
puntos finales y metales estudiados los valores de CI se encuentran dentro del mismo orden
de magnitud
- El clon local de L gibba (clon LgP) presenta sensibilidad comparable al clon LgJ de la misma
especie siendo la respuesta en esta especie en general de mayor o equivalente sensibilidad
a la de Lminor
- En comparacioacuten con la sensibilidad de las Lemnaacuteceas descripta por otros autores la
respuesta de los tres clones para el cobre cromo y cadmio indica que la sensibilidad de
estos se encuentra en el mismo orden o en muchos casos es mayor a lo registrado en la
bibliografiacutea
- En comparacioacuten con el bioensayo agudo con semillas de L sativa el ensayo con Lemnaacuteceas
es significativamente maacutes sensible para estos contaminantes
- Los niveles de sensibilidad observados en los tres clones de Lemnaacuteceas al cobre cromo y
cadmio hacen posible el uso de estas especies como herramienta de control de nivel de
metales pesados en efluentes industriales Si bien el clon local de L gibba (Clon LgP) no es
el maacutes sensible de los tres estudiados considerando los tres metales y los diferentes puntos
finales analizados igualmente presenta muy buena sensibilidad para detectar los niveles de
metales posibles de encontrar en efluentes industriales o en sitios de vuelco de los mismos
siendo relevante y factible su uso como especie diagnoacutestico representativa en estudios
ecotoxicoloacutegicos en la regioacuten
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
150
IV4 FITOTOXICIDAD DEL PRINCIPIO ACTIVO GLIFOSATO Y
DEL FORMULADO COMERCIAL ROUNDUP regMAX EN LA
ESPECIE NO BLANCO Lemna gibba
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
151
IV4 FITOTOXICIDAD DEL PRINCIPIO ACTIVO GLIFOSATO Y DEL FORMULADO
COMERCIAL ROUNDUPregMAX EN LA ESPECIE NO BLANCO Lemna gibba
IV41 INTRODUCCIOacuteN Y OBJETIVOS
Como se ha mencionado en el Capiacutetulo I4 en Argentina se ha incrementado significativamente
en la uacuteltima deacutecada el aacuterea de cultivos transgeacutenicos resistentes al glifosato (Cultivos RR) Dada
la amplia difusioacuten en el uso del glifosato sumado a la raacutepida expansioacuten de la frontera agriacutecola
en nuestro paiacutes es relevante evaluar el efecto de este herbicida en especies no blanco
representativas de ambientes acuaacuteticos caracteriacutesticos de nuestros agroecosistemas
El estudio de la fitotoxicidad del glifosato en especies caracteriacutesticas de la flora acuaacutetica
local ha sido poco documentado siendo de gran relevancia a la hora de evaluar el impacto de
estas praacutecticas agriacutecolas sobre ambientes acuaacuteticos asociados a los agroecosistemas de
nuestro paiacutes (Martin et al 2003 Martin et al 2005) Como ya se ha mencionado (Capiacutetulo
IV11) Lemna gibba junto con otras especies de Lemnaacuteceas han sido recomendadas como
organismos de referencia en protocolos estandarizados para la evaluacioacuten de la fitotoxicidad de
plaguicidas y otros contaminantes (Boutin et al 1993 USEPA 1996 Environment Canada
1999b OECD 2002 Environment Canada 2007) En este trabajo se evaluaraacute la sensibilidad
del clon local de L gibba (clon LgP) al glifosato como especie representativa de la flora regional
de ambientes acuaacuteticos asociados a aacutereas con cultivos transgeacutenicos RR
Por otra parte si bien resulta importante evaluar la toxicidad del glifosato como principio
activo este herbicida se utiliza en combinaciones comerciales asociado a coadyuvantes que le
confieren caracteriacutesticas toxicoloacutegicas diferentes Esto hace relevante el estudio comparativo
de la toxicidad del principio activo glifosato y de sus productos formulados El RoundupregMax es
un formulado comercial muy utilizado en Argentina por lo que a la hora de evaluar la
sensibilidad de L gibba al glifosato se ha considerado comparativamente la toxicidad del
principio activo puro con la de este producto formulado en particular
Los objetivos planteados en este trabajo fueron los siguientes
bull Evaluar la sensibilidad de la especie acuaacutetica no blanco L gibba al glifosato en solucioacuten
abarcando en el intervalo de concentraciones ensayadas a aquellas esperables en
ambientes acuaacuteticos naturales
bull Estimar la fitotoxicidad del glifosato en L gibba comparando la respuesta en las curvas de
crecimiento poblacional y la tasa de multiplicacioacuten en el crecimiento foliar nuacutemero de
frondes por colonia arquitectura de la colonia y contenido de clorofila
bull Estudiar la sensibilidad de L gibba comparando la toxicidad del principio activo puro y del
producto formulado Roundup durante 10 diacuteas de exposicioacuten
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
152
bull Analizar la variacioacuten de la toxicidad del principio activo glifosato y del formulado comercial
a lo largo del tiempo de exposicioacuten en los diferentes puntos finales considerados
IV42 METODOLOGIacuteA
La fitotoxicidad del herbicida glifosato y del formulado comercial RoundupMax se evaluoacute
mediante el bioensayo de laboratorio utilizando como organismo diagnoacutestico el clon LgP de L
gibba (Clon local mantenido en cultivos estandarizados de acuerdo a la metodologiacutea descripta
en el Capiacutetulo IV14 Los ensayo de toxicidad con L gibba se realizaron seguacuten el protocolo
descripto en el Capiacutetulo IV17 en condiciones controladas de laboratorio a 24plusmn2degC pero con
fotoperiacuteodo (16 h de luz 80 uMm2seg ) Previo a la realizacioacuten de los ensayos las plantas se
aclimataron durante un mes en las condiciones de exposicioacuten en laboratorio
La exposicioacuten se realizoacute sin renovacioacuten de la solucioacuten o diluciones de los toacutexicos en
recipientes de 500 ml conteniendo 300 ml de solucioacuten nutritiva pero con el doble de
concentracioacuten de macro y micronutrientes (Capiacutetulo IV14) Para asegurar las condiciones de
crecimiento exponencial durante los 10 diacuteas de exposicioacuten se realizoacute el sobreagregado de
nutrientes cada 3 o 4 diacuteas de ensayo (1 ml de solucioacuten 5X) El control de calidad del ensayo
incluyoacute el mantenimiento del crecimiento exponencial en los controles negativos La toxicidad del
principio activo (pa como aacutecido) y del formulado comercial Roundup se evaluoacute mediante la
aplicacioacuten en solucioacuten de 05 1 75 15 25 60 y 80 mgpaL realizaacutendose al menos cuatro
repeticiones para cada tratamiento y los controles negativos El formulado comercial de glifosato
utilizado en los ensayos de toxicidad corresponde al RoundupMax (707 de pa como aacutecido)
Las diluciones de los toacutexicos se prepararon en la solucioacuten nutritiva unificando al inicio del
ensayo a 65 el valor de pH de los diferentes tratamientos Se registra ademaacutes la variacioacuten de
pH durante el tiempo de exposicioacuten seguacuten recomendaciones de Tsui amp Chu (2003) Con el fin de
estimar la reduccioacuten del principio activo a lo largo del periacuteodo de ensayo se verificoacute la
concentracioacuten de glifosato en la solucioacuten nutritiva al inicio y durante los diacuteas de exposicioacuten El pre
tratamiento de las muestras y la cuantificacioacuten del herbicida se realizoacute de acuerdo a Peruzzo et
al (2003) La concentracioacuten de glifosato se determinoacute por HPLC (Beckman System Gold modelo
126 detector 166 UV columna Supelco RP 18) previa derivatizacioacuten con FMOC-Cl (cloruro de
9-fluoroenilmetil cloroformo) y buffer borato Las condiciones de corrida cromatograacuteficas fueron
buffer fosfato 005 M (pH = 55) acetonitrilo (6535) como fase moacutevil con flujo de 08 mlmin y
detecioacuten a 206 nm Las concentraciones de glifosato (mg paL) indicados en las tablas y figuras
de los resultados corresponden a las concentraciones nominales al inicio del ensayo
El efecto del herbicida en el crecimiento poblacional se evaluoacute midiendo la tasa de
multiplicacioacuten (TM) a lo largo del tiempo de exposicioacuten Por otra parte se compararon las
curvas de crecimiento poblacional teniendo en cuenta el nuacutemero de frondes producidas durante
el periacuteodo de ensayo Los puntos finales evaluados a los 7 y 10 diacuteas de ensayo fueron el
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
153
crecimiento foliar (CF) y el nuacutemero de frondes por colonia (NFC) Ademaacutes se consideroacute la
respuesta en el contenido total de clorofila (CTC) en la arquitectura de la colonia (AC) y en la
elongacioacuten de la raiacutez
La TM y el CTC se midieron seguacuten lo descrito en el Capiacutetulo IV18 El CF se cuantificoacute
considerando las medidas del eje longitudinal mayor (EL) y del eje transversal mayor (ET)
ademaacutes de la relacioacuten ELET de las frondes madres frondes hijas y yemas El anaacutelisis de estos
resultados se realizoacute considerando separadamente la respuesta en las frondes madres respecto
de las frondes hijas y yemas (Capiacutetulo IV18) En el recuento de frondes para la evaluacioacuten de
las curvas de crecimiento la TM y el NFC se incluyeron toda yema emergente visible Para la
descripcioacuten de los efectos en la AC se consideroacute la respuesta del CF y NFC ademaacutes de la
elongacioacuten del estipe que conecta las frondes madres con las hijas mientras conforman una
colonia
La concentracioacuten de glifosato en solucioacuten esperada en el ambiente (CEA) debida a deriva
o escurrimiento superficial se calculoacute como la concentracioacuten resultante de aplicar en un aacuterea
de 1m2 con 15 cm de profundidad la dosis de producto recomendada (Boutin et al 1993
Boutin et al 1995) La CEA para la maacutexima (32 kgha) y miacutenima (08 kgha) dosis de
aplicacioacuten recomendada es de 213 y 053 mgL de RoundupMax respectivamente y de 159
y 040 mgL del principio activo glifosato
IV421 Anaacutelisis estadiacutestico de los resultados
Los resultados de los ensayos de laboratorio se analizaron estadiacutesticamente mediante anaacutelisis
de regresioacuten ANOVA simple y ANOVA factorial Previo al ANOVA se verificoacute la normalidad y
homoscedasticidad de los datos aplicaacutendose alguna transformacioacuten a los mismos cuando alguna
de estas dos condiciones no se verifica En el anaacutelisis de los efectos en el nuacutemero de frondes por
colonia (NFC) se aplicoacute la transformacioacuten de la raiacutez cuadrada (datos discretos) Para linealizar
las curvas de crecimiento y realizar la comparacioacuten de pendientes de las regresiones se aplicoacute la
transformacioacuten logariacutetmica a los datos de nuacutemero de fronde Esta comparacioacuten incluyoacute soacutelo
aquellos tratamientos en los que el modelo de crecimiento se mantuvo exponencial durante el
periacuteodo de ensayo La comparacioacuten de medias de los diferentes tratamientos y de las pendientes
de las curvas de crecimiento se realizoacute aplicando el meacutetodo de Tukey (ple005) (Zar 1996) La
estimacioacuten de la CI se realizoacute seguacuten lo descrito en el Capiacutetulo III15
IV43 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN
IV431 Efecto del glifosato en el crecimiento pob lacional
Las modificaciones en las curvas de crecimiento en L gibba por exposicioacuten a diferentes
concentraciones de glifosato (pa y Roundup) durante los 10 diacuteas de exposicioacuten se pueden ver
en la Figura IV41 Se observa que el ajuste de regresioacuten es exponencial soacutelo en las curvas de
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
154
crecimiento correspondientes al control negativo y hasta la concentracioacuten de 15 mg paL de
glifosato observaacutendose que a concentraciones mayores la respuesta es lineal En la
comparacioacuten de pendientes de las curvas de regresioacuten no se observaron diferencias
significativas entre la del control negativo y la de las plantas expuestas a 050 y 1 mg paL del
glifosato y del Roundup mientras que siacute se las hay con las curvas de crecimiento de las plantas
expuestas a 75 y 15 mg paL indicando un decaimiento marcado en la tasa de multiplicacioacuten
(Tabla IV41) A concentraciones por encima de 25 mg paL de glifosato el crecimiento
poblacional se vio completamente inhibido
Los resultados de los efectos del principio activo y del Roundup en la tasa de
multiplicacioacuten (TM) evaluados a diferentes tiempos de exposicioacuten se observan en las Tablas
IV42 a IV44 y en la Figura IV42 El ANOVA Factorial de estos datos (Tabla IV42) indican
efectos significativos en la variacioacuten de la TM (ple005) asociados al tipo de producto
concentracioacuten de glifosato y el tiempo de exposicioacuten Se observa interaccioacuten entre los factores
tiempo de exposicioacuten y concentracioacuten de glifosato y entre el tipo de producto con la
concentracioacuten de glifosato mientras que la interaccioacuten entre el tiempo de exposicioacuten y el tipo de
producto no es significativa (Tabla IV42) En la Figura IV42 se puede observar que el
porcentaje de inhibicioacuten en la TM durante el tiempo de exposicioacuten no posee el mismo patroacuten de
variacioacuten con el incremento de la concentracioacuten de glifosato A la concentracioacuten de 05 mg paL
de glifosato (como pa o Roundup) no se detectaron cambios en la TM durante el tiempo de
exposicioacuten evaluado (Tabla IV43) A concentraciones mayores siacute hay efecto significativo
durante la exposicioacuten aunque a 1 mg paL de glifosato para ambos productos los efectos
detectados en la TM son mayores durante los primeros diacuteas observaacutendose luego una inversioacuten
de la tendencia con reduccioacuten progresiva de la inhibicioacuten y recuperacioacuten total de los efectos al
quinto diacutea de exposicioacuten para el Roundup y al diacutea deacutecimo para el principio activo soacutelo (Figura
IV42 y Tabla IV43) A 75 y 15 mg paL de Roundup la inhibicioacuten se incrementa durante los
primeros diacuteas de exposicioacuten revertieacutendose parcialmente los efectos entre el quinto y el seacuteptimo
diacutea de exposicioacuten para luego incrementarse nuevamente la toxicidad hacia el final del ensayo
(Figura IV42 b) Para el caso del principio activo para esas concentraciones la inhibicioacuten
registrada en la TM permanece constante a partir del quinto diacutea de exposicioacuten A 25 mg paL y
concentraciones mayores de glifosato como Roundup o pa los efectos se incrementan con el
tiempo de exposicioacuten siendo la inhibicioacuten de la TM a 60 y 80 mg paL muy alta no
observaacutendose aumento significativo en el nuacutemero de frondes producidas durante los 10 diacuteas de
exposicioacuten (Figura IV42)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
155
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Nuacutem
ero
de fr
onde
s
a)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Tiem po de expos icioacuten (diacuteas)
Nuacutem
ero
de fr
onde
s
Control 05 m gL 1 m gL 75 m gL
15 m gL 25 m gL 60 m gL 80 m gL
b)
Figura IV41 Efecto del glifosato en las curvas de crecimiento de Lemna
gibba Las concentraciones corresponden a mgL del principio activo
(valores nominales al inicio del ensayo) a -Plantas expuestas al glifosato
como principio activo b- Plantas expuestas al glifosato como
RoundupregMax Los valores corresponden al promedio del nuacutemero de
frondes
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
156
Tabla IV41 Curvas de crecimiento de Lemna gibba durante 10 diacuteas de exposicioacuten a
diferentes concentraciones de glifosato
Producto
Concentracioacuten de exposicioacuten
(mgL)
Curva de regresioacuten R2
Curva de regresioacuten con
transformacioacuten logariacutetmica
R2
Control y = 596 e 0314x 0998 y = 032 x + 177 a 0984
05 y = 610 e 0311x 0995 y = 032 x + 181 a 0992
1 y = 536 e 0308x 0990 y = 030 x + 168 a 0971
75 y = 569 e 0278x 0996 y = 028 x + 173 b 0976
15 y = 616 e 0192x 0994 y = 019 x + 183 c 0957
25 y = 155 x + 539 0961
60 y = 021 x + 688 0571
Principio
Activo
80 y = 013 x + 685 0384
Control y = 596 e 0314x 0998 y = 032 x + 177 a 0984
05 y = 598 e 03161x 0995 y = 032 x + 179 a 0995
1 y = 514 e 03263x 0991 y = 032 x + 162 a 0976
75 y = 593 e 02166x 0992 y = 022 x + 175 b 0951
15 y = 632 e 01414x 0987 y = 014 x + 185 c 0858
25 y = 025 x + 710 0504
Roundup reg
60 y = 003 x + 707 0016
80 y = 013 x + 671 0483
Concentracioacuten nominal de glifosato como principio activo o Roundupreg Curvas de regresioacuten con
transformacioacuten logariacutetmica del nuacutemero de frondes Las pendientes de las ecuaciones seguidas por la
misma letra no son estadiacutesticamente diferentes (Tukey p gt005) Al no haber crecimiento a estas
concentraciones de exposicioacuten no hay correlacioacuten significativa entre el nuacutemero de frondes producidas y
el tiempo transcurrido por lo que los valores de R2 no son relevantes
Tabla IV42 ANOVA factorial de las variables tasa de multiplicacioacuten
crecimiento foliar y nuacutemero de frondes por colonia
Tasa de Multiplicacioacuten
Fuente de variacioacuten GL F p
Concentracioacuten de glifosato 7 3944 0000
Producto 1 372 0000
Tiempo de exposicioacuten 3 86 0000
Concentracioacuten Producto 7 84 0000
Concentracioacuten Tiempo de exposicioacuten 21 73 0000
Producto Tiempo de exposicioacuten 7 25 0058
Error 435 - -
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
157
Tabla 2 continuacioacuten
Crecimiento Foliar Eje Longitudinal
Fuente de variacioacuten GL F p
Concentracioacuten de glifosato 4 566 0000
Producto 1 80 0005
Tiempo de exposicioacuten 1 176 0000
Edad de la Fronde 1 36320 0000
Concentracioacuten Producto 4 266 0000
Concentracioacuten Tiempo de exposicioacuten 4 81 0000
ConcentrationEdad 4 38 0004
Producto Tiempo de exposicioacuten 1 50 0026
Producto Edad 1 43 0038
Tiempo de exposicioacuten Edad 1 14 0232
Error 2261 - -
Crecimiento Foliar Eje Transversal
Fuente de variacioacuten GL F p
Concentracioacuten de glifosato 4 1555 0000
Producto 1 249 0000
Tiempo de exposicioacuten 1 335 0000
Edad de la Fronde 1 11337 0000
Concentracioacuten Producto 4 379 0000
Concentracioacuten Tiempo de exposicioacuten 4 68 0000
Producto Tiempo de exposicioacuten 1 03 0579
Producto Edad 1 154 0000
Tiempo de exposicioacuten Edad 1 458 0000
Error 2257 - -
Nuacutemero de Frondes por Colonia
Fuente de variacioacuten GL F p
Concentracioacuten de glifosato 7 1753 0000
Producto 1 11 0297
Tiempo de exposicioacuten 1 53 0021
Concentracioacuten Producto 7 32 0004
Concentracioacuten Tiempo de exposicioacuten 7 123 0000
Producto Tiempo de exposicioacuten 1 00 1000
Error 714 - -
Las interacciones a niveles superiores no son significativas GL grados de
libertad F razoacuten de los cuadrados medios p probabilidad
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
158
0
20
40
60
80
100
120
0 2 4 6 8 10 12Tiem po de expos icioacuten (diacuteas)
In
hibi
cioacuten
05 mgL 1 mgL 75 mgL 15 mgL
25 mgL 60 mgL 80 mgL
b)
0
20
40
60
80
100
120
0 2 4 6 8 10 12
I
nhib
icioacute
n
a)
Figura IV42 Efecto del tiempo de exposicioacuten al glifosato en la inhibicioacuten de
la tasa de multiplicacioacuten en Lemna gibba Las concentraciones corresponden a
mgL del principio activo (valores nominales al inicio del ensayo) a -Plantas
expuestas al principio activo b- Plantas expuestas a RoundupregMax Valores
promedio de los porcentajes de inhibicioacuten en la tasa de multiplicacioacuten
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
159
Tabla IV43 Efecto del glifosato como principio activo y como formulado RoundupregMax
en la tasa de multiplicacioacuten de Lemna gibba durante 10 diacuteas de exposicioacuten
Tasa de Multiplicacioacuten (d -1)
Concentracioacuten de Glifosato (mg paL) Producto
Diacuteas 0 05 1 75 15 25 60 80
2 140 a
(222)
150 a
(181)
107 A b
(301)
112 A b
(195)
107 A b
(282)
78 A c
(152)
45 A d
(129)
42 A d
(132)
5 126 a
(104)
125 a
(29)
111 A b
(96)
106 A b
(73)
84 AB c
(43)
56 A d
(122)
31 AB e
(118)
25 A e
(111)
7 137 a
(86)
137 a
(78)
121 A b
(84)
119 A b
(63)
81 B c
(51)
57 A d
(83)
21 B e
(93)
18 B e
(56)
Principio
activo
10 140 a
(25)
140 a
(39)
134 B a
(51)
120 A b
(49)
86 AB c
(21)
57 A d
(43)
13 B e
(81)
9 B e
(45)
2 140 a
(222)
150 a
(128)
91 A b
(233)
72 A bc
(158)
66 A bc
(148)
55 A cd
(167)
48 A d
(196)
37 A d
(113)
5 126 a
(104)
124 a
(25)
116 B a
(119)
93 B b
(88)
72 A c
(81)
38 AB d
(112)
21 B e
(65)
21 A e
(57)
7 137 a
(86)
137 a
(101)
129 B b
(79)
99 B c
(87)
68 A d
(42)
28 BC e
(89)
15 B f
(59)
17 A f
(46)
Roundup reg
10 140 a
(25)
141 a
(86)
143 B a
(54)
90 B b
(66)
63 A c
(16)
15 C d
(42)
5 C d
(12)
16 A d
(41) Los valores corresponden a los promedios indicaacutendose los desviacuteos estandar entre pareacutentesis Las
medias seguidas por la misma letra mayuacutescula para cada columna o por la misma letra
minuacutescula para cada fila no difieren estadiacutesticamente entre siacute (Tukey p gt005) Concentracioacuten
nominal de glifosato como principio activo o Roundupreg Max
Al considerar la sensibilidad de la especie en relacioacuten a la CI25 y CI50 (Tabla IV44) la
comparacioacuten entre productos indica una mayor toxicidad del glifosato en el formulado comercial
Roundup respecto del principio activo soacutelo Sin embargo al evaluar la respuesta para bajos
porcentajes de efecto el principio activo mostroacute mayor toxicidad que el producto formulado
siendo el valor de la CI10 inferior a 1 mg paL luego de siete diacuteas de exposicioacuten
incrementaacutendose ese valor hasta 46 mg paL a los 10 diacuteas de ensayo De manera contraria la
CI10 del glifosato formulado no muestra gran variacioacuten con el tiempo de exposicioacuten produciendo
el Roundup durante los primeros diacuteas de ensayo menor toxicidad en la tasa de multiplicacioacuten
respecto del principio activo solo Para el caso de la CI25 o CI50 con el principio activo se produce
un leve incremento de la toxicidad en los primeros diacuteas de exposicioacuten mantenieacutendose luego
constante la respuesta entre los siete y diez diacuteas de ensayo La exposicioacuten al Roundup no
generoacute el mismo comportamiento siendo al inicio de la exposicioacuten muy toacutexico luego este efecto
disminuye pero se vuelve a incrementar posteriormente a partir del quinto diacutea de ensayo
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
160
observaacutendose una disminucioacuten en los valores de CI25 y CI50 (Tabla IV44) La variacioacuten de estos
paraacutemetros a lo largo del tiempo coincide con las observaciones previamente realizadas con
relacioacuten a la Figura IV42 en la inhibicioacuten en la tasa de multiplicacioacuten por exposicioacuten al Roundup
Mediante los cocientes entre las estimaciones de la CIprincipio activo y la CIRoundup (Tabla IV45) se
puede comparar la diferencia en la sensibilidad de L gibba al principio activo glifosato respecto
del formulado Roundup Se observa que en la mayoriacutea de los casos el Roundup es
aproximadamente el doble maacutes toacutexico siendo luego de dos diacuteas de exposicioacuten mucho mayor
esta diferencia (desde 36 hasta 30 veces maacutes toacutexico Tabla IV45)
Tabla IV44 Sensibilidad del clon de L gibba al glifosato como principio activo y el formulado
RoundupregMax efecto en la tasa de multiplicacioacuten durante el tiempo de exposicioacuten
Tasa de Multiplicacioacuten Concentracioacuten Inhibitoria (mgL) a
Principio Activo Roundupreg Tiempo de
Exposicioacuten
(diacuteas) CI10 CI25 CI50 CI10 CI25 CI50
2 05ltCIlt10 151
(38-218)
331
(216-479)
05ltCIlt09
05ltCIlt09
92
(44-173)
5 05ltCIlt10 114
(89-135)
226
(203-257)
21
(096-37)
65
(45-84)
159
(143-175)
7 05ltCIlt10 107
(96-117)
202
(184-222)
21
(099-33)
61
(47-77)
135
(127-145)
10 46
(24-67)
107
(99-114)
205
(196-217)
25
(23-27)
50
(45-55)
116
(109-121)
Los valores entre pareacutentesis corresponden al intervalo de confianza (95)La estimacioacuten de la CI10 o
CI25 no fue posible para el intervalo de concentraciones ensayadas a Concentracioacuten nominal de
glifosato como principio activo o Roundupreg Max
Tabla IV45 Relacioacuten de toxicidad en la tasa de multiplicacioacuten de L gibba entre el principio
activo glifosato y el formulado RoundupregMax
Concentracioacuten Inhibitoria Principio Activo Concentracioacuten Inhibitoria Roundupreg
Tiempo de
Exposicioacuten
(diacuteas)
CI10 paCI10 R CI25 paCI25 R CI50 paCI50 R
2 ~ 1 17 gt CIpaCIR lt 30 36
5 024 gt CIpaCIR lt 048 18 14
7 024 gt CIpaCIR lt 048 18 15
10 18 21 18
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
161
Con relacioacuten al efecto del glifosato en el crecimiento poblacional se puede destacar
- Los efectos del glifosato en las curvas de crecimiento poblacional se manifiestan a partir de la
exposicioacuten a 75 mg paL durante los 10 diacuteas de exposicioacuten tanto al principio activo como
al producto formulado
- La inhibicioacuten en la TM producida a los pocos diacuteas de la exposicioacuten a CEA de glifosato (1mg
paL como de pa o como formulado) se revierte luego de 5 (formulado) y 10 (pa) diacuteas de
ensayo Los efectos por exposiciones a concentraciones mayores se mantienen o
incrementan con el aumento del tiempo de exposicioacuten
- Los efectos en las curvas de crecimiento y en la TM por exposicioacuten al formulado Roundup
fueron mayores a los observados por exposicioacuten a concentraciones equivalentes del pa
IV432 Efecto del glifosato en el crecimiento foliar
La Tabla IV42 muestra los resultados del ANOVA factorial de la evaluacioacuten de los efectos del
herbicida en el crecimiento foliar considerando de manera independiente las medidas del eje
longitudinal (EL) y del eje transversal (ET) de las frondes Se observan diferencias significativas
en la longitud de ambos ejes asociada al tipo y concentracioacuten de producto edad de las frondes y
tiempo de exposicioacuten Considerando las interacciones entre dos factores todas fueron
significativas con excepcioacuten de la interaccioacuten entre los factores tiempo de exposicioacuten y edad de
las frondes para el EL y entre los factores tiempo de exposicioacuten y producto para el ET
La Figura IV43 muestra los efectos en el crecimiento foliar expresados mediante la
inhibicioacuten de la elongacioacuten de los ejes longitudinal (EL) y transversal (ET) discriminando la
respuesta para las frondes madres respecto de las frondes hijas luego de 7 y 10 diacuteas de
exposicioacuten a diferentes concentraciones de glifosato como principio activo y como Roundup Se
debe aclarar que la evaluacioacuten de los efectos en el crecimiento foliar no se ha realizado para los
mayores niveles de exposicioacuten tanto al principio activo como al Roundup dado que se registra
una gran inhibicioacuten en la tasa de multiplicacioacuten subestimaacutendose la cuantificacioacuten de los efectos
en el crecimiento foliar (Por ejemplo a 25 mg paL de Roundup -Figura IV43 b y bacute- y
concentraciones mayores no graficadas) En la Tabla IV46 se indican los valores de las CI10
CI25 y CI50 para la respuesta en los ejes longitudinal y transversal de las frondes madres e hijas
a 7 y 10 diacuteas de exposicioacuten
La mayor inhibicioacuten en el crecimiento foliar se observoacute asociada al Roundup auacuten por
exposicioacuten (10 diacuteas) a 1 mg paL del herbicida (Figura IV43) siendo siempre mayor el efecto
en las frondes hijas Por otra parte la exposicioacuten al herbicida como pa produjo efectos
significativos en el crecimiento foliar solamente a partir de concentraciones de 15 mg paL
Los efectos de ambas formas del herbicida en el aacuterea y crecimiento foliar se evidencian en
la reduccioacuten tanto del eje longitudinal como del eje transversal de la fronde No obstante se
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
162
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
1 75 15 25 in
hibi
cioacuten
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
1 75 15 25 in
hibi
cioacuten
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
1 75 15 25
mg paL
in
hibi
cioacuten
Adulta EL Adulta ET Adulta ELET
Hijas EL Hijas ET Hijas ELET
A
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
1 75 15 25
mg paL
in
hibi
cioacuten
Adulta EL Adulta ET Adulta ELET
Hijas EL Hijas ET Hijas ELET
A
b b
a a
Figura IV43 Porcentaje de inhibicioacuten en el crecimiento foliar de L gibba luego de 7 y 10 diacuteas
de exposicioacuten al glifosato
Las concentraciones corresponden a mgL del principio activo (valores nominales al inicio del ensayo) a)
Plantas expuestas durante 7 diacuteas al glifosato como principio activo arsquo) Idem a para 10 diacuteas b) Plantas
expuestas durante 7 diacuteas al RoundupregMax brsquo) Idem b para 10 diacuteas
A subestimacioacuten de efectos en el crecimiento foliar debido a la elevada inhibicioacuten en la tasa de
multiplicacioacuten valores significativamente diferentes del control (Tukey p le 005)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
163
observa una respuesta diferencial siendo mayor la inhibicioacuten en el eje transversal que en el
longitudinal producieacutendose frondes maacutes angostas ademaacutes de maacutes pequentildeas (Figuras IV43 y
IV44) Esta diferencia en la respuesta fue mayor en las frondes hijas seguacuten lo indican los bajos
valores de las relaciones ELET para las frondes de menor edad Asociado a la edad de las
frondes tambieacuten se detecta sensibilidad diferencial al herbicida las frondes madres fueron
siempre menos inhibidas que las frondes hijas tanto en el EL como en el ET y para ambos
productos resultando mas conveniente la evaluacioacuten de este tipo de respuesta en las uacuteltimas
(Figuras IV43 y IV44 Tabla IV46)
Tabla IV46 Sensibilidad del clon de L gibba al glifosato como principio activo y el formulado
RoundupregMax efecto en el crecimiento foliar durante el tiempo de exposicioacuten
Concentracioacuten Inhibitoria (mgL) a Crecimiento Foliar
Principo Activo
Diacuteas Eje Frondes madres Frondes hijas y yemas
CI10 CI25 CI50 CI10 CI25 CI50
7 EL 141
(1141-1998)
gt 25 gt 25 05gtCI10lt1 162
(565-2372)
gt 25
ET 112
(1014-1243)
160
(1317-2332)
gt 25 05gtCI10lt1 73
(249-1325)
gt 25
10 EL 102
(813-1193)
158
(1278-2323)
gt 25 85
(398-1019)
119
(917-1450)
221
(1701-2481)
ET 101
(899-1086)
145
(1319-1789)
gt 25 63
(122-930)
102
(790-1227)
183
(1423-2294)
Roundup regMax
Diacuteas Eje Frondes madres Frondes hijas y yemas
CI10 CI25 CI50 CI10 CI25 CI50
7 EL 97
(613-1634)
gt 25 gt 25 27
(125-397)
62
(392-1265)
gt 25
ET 53
(399-618)
gt 25 gt 25 28
(146-382)
60
(450-794)
136
(1124-1498)
10 EL 28
(139-425)
101
(781-1223)
gt 25 05ltCIlt10 38
(109-905)
127
(676-1488)
ET 34
(307-378)
70
(625-811)
gt 25 05ltCIlt10 26
(113-454)
88
(647- 1091)
Los valores entre pareacutentesis corresponden al intervalo de confianza (95)La estimacioacuten de la CI no
fue posible para el intervalo de concentraciones ensayadas
EL eje longitudinal de la fronde ET eje transversal de la fronde a Valores estimados considerando la concentracioacuten nominal de glifosato como principio activo o
RoundupregMax
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
164
Figura IV44 Efecto del RoundupregMax en el crecimiento foliar contenido de clorofila y arquitectura de
la colonia de Lemna gibba luego de 10 diacuteas de exposicioacuten a- control negativo b- plantas expuestas a
75 mg paL de RoundupregMax c- plantas expuestas a 15 mg paL de RoundupregMax fm fronde
madre fh fronde hija y yema e estipe fc fronde cloroacutetica r raiacutez
Al comparar la respuesta a 7 y 10 diacuteas de ensayo (Figura IV43) se observa que los efectos
son mayores al incrementarse el tiempo de exposicioacuten con la excepcioacuten de la respuesta a
bajas concentraciones de pa Para este caso particular si bien se detecta una baja inhibicioacuten
en las frondes hijas luego de 7 diacuteas de ensayo los efectos son menores al aumentar la
exposicioacuten (Figura IV43 a y aacute) A 7 diacuteas de exposicioacuten a 1 mg paL de Roundup el
crecimiento foliar no se redujo mientras que transcurridos 10 diacuteas la inhibicioacuten en el EL y el ET
se hace significativa en las frondes hijas Cabe recordar que a 1 mg paL no se registraron
efectos significativos en la TM a los 10 diacuteas de ensayo mientras siacute se sigue evidenciando
inhibicioacuten al evaluar los efectos en el crecimiento foliar A los 7 diacuteas de exposicioacuten a bajas
concentraciones de herbicida (1 y 75 mg paL de Roundup y pa respectivamente) se
evidencia una leve aunque significativa exaltacioacuten del crecimiento de las frondes madres en
comparacioacuten con las frondes de las poblaciones no expuestas Al incrementarse el tiempo de
exposicioacuten (10 diacuteas) esta exaltacioacuten no se manifiesta para las concentraciones mencionadas
La Tabla IV47 muestra la relacioacuten de toxicidad del principio activo glifosato respecto al
formulado Roundup expresado mediante el cociente entre la estimacioacuten de la CIprincipio activo y la
CIRoundup para las medidas del EL y ET para las frondes hijas por ser eacutestas las maacutes susceptibles
Se observa que con excepcioacuten de la CI10 a 7 diacuteas de exposicioacuten el Roundup es maacutes toacutexico que
el principio activo aumentando esta diferencia marcadamente con el tiempo de exposicioacuten La
diferencia en la toxicidad entre ambas formas de glifosato registrada en el crecimiento foliar de
las frondes hijas luego de 10 diacuteas de exposicioacuten fue mayor auacuten a la descripta para los efectos
en la tasa de multiplicacioacuten (Tabla IV45)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
165
Tabla IV47 Relacioacuten de toxicidad en el crecimiento foliar de Lemna gibba (frondes hijas)
entre el principio activo glifosato y el formulado RoundupregMax
Concentracioacuten Inhibitoria Principio Activo Concentracioacuten Inhibitoria Roundupreg
Tiempo de
Exposicioacuten
(diacuteas)
Eje
CI10 paCI10 R CI25 paCI25 R CI50 paCI50 R
7 EL 019 lt CIpaCIR lt 037 26 ~ 1
ET 018 lt CIpaCIR lt 036 12 gt 18
10 EL 85 lt CIpaCIR lt 17 31 17
ET 63 lt CIpaCIR lt 13 39 28
Con relacioacuten al efecto del glifosato en el crecimiento foliar se puede destacar
- La exposicioacuten al herbicida glifosato produce mayor inhibicioacuten en el crecimiento foliar de
Lgibba como formulado Roundup que como principio activo soacutelo incrementaacutendose la
toxicidad con el tiempo de exposicioacuten
- La sensibilidad al glifosato difiere con la edad de las frondes siendo mayor el efecto en las
frondes hijas respecto de las frondes madres
- La inhibicioacuten en el crecimiento foliar se manifiesta con mayor intensidad en el eje transversal
de la fronde evidenciando los cambios en la morfologiacutea foliar ademaacutes de la reduccioacuten del
tamantildeo
IV433 Efecto en el nuacutemero de frondes por colonia (NFC) y modificaciones en la
arquitectura de la colonia (AC)
En las Figuras IV44 y IV45 se indican los efectos en el nuacutemero de frondes por colonia y en la
arquitectura de la colonia luego de 7 y 10 diacuteas de exposicioacuten al herbicida Los resultados del
ANOVA factorial del NFC se muestran en la Tabla IV42 observaacutendose variacioacuten significativa
asociada a la concentracioacuten del herbicida y al tiempo de exposicioacuten al mismo Los efectos en el
NFC se registran a partir de la exposicioacuten a 1 mg paL y a concentraciones mayores
modificaacutendose el patroacuten de respuesta seguacuten la concentracioacuten En las exposiciones entre 1 y 15
mg paL durante 7 y 10 diacuteas se registra un aumento significativo del NFC (reduccioacuten en la
abscicioacuten de las frondes) registraacutendose colonias de hasta 12 frondes Las diferencias entre 7 y
10 diacuteas de exposicioacuten son leves en este intervalo de concentraciones observaacutendose mayor
agregacioacuten a los 10 diacuteas (Figura IV45) A concentraciones mayores de exposicioacuten al glifosato
hay un cambio en el patroacuten de respuesta reducieacutendose el NFC debido a una mayor abscisioacuten de
las frondes hijas de las frondes madres generando colonias maacutes pequentildeas Si bien no se
registran diferencias estadiacutesticas asociadas al tipo de producto (Tabla IV42) siendo la
respuesta en el NFC similar por la exposicioacuten al pa o al producto formulado existe algunas
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
166
variaciones en la exposicioacuten a altas concentraciones de Roundup (Figura IV45) El Roundup
produce luego de siete diacuteas de exposicioacuten el desagregado de las colonias a concentraciones
mayores que el principio activo No obstante se evidencia un cambio pronunciado en el NFC
entre los 7 (NFC elevado) y 10 (bajo NFC) diacuteas de exposicioacuten a 25 y 60 mg paL como Roundup
(Figura IV45)
0
2
4
6
8
10
12
05 1 75 15 25 60 80
mg paL
Nuacutem
ero
de F
rond
es p
or C
olon
ia
G 7d G 10d R 7d R 10d
a b
Figura IV45 Efecto del glifosato en el numero frondes por colonia a los
7 y 10 diacuteas de exposicioacuten al principio activo y al formulado
RoundupregMax
La liacutenea punteada indica el valor promedio del nuacutemero de frondes por colonia en
el control negativo a- intervalo de concentraciones del herbicida que inducen
agregacioacuten b intervalo de concentraciones del herbicida que inducen
desagregacioacuten de la colonia Las barras de error corresponden al desviacuteo
estaacutendar de los valores medios (barras) del nuacutemero de frondes por colonia
valores significativamente diferentes del control (Tukey p le 005)
Otro efecto fitotoacutexico observado en las plantas expuestas al glifosato tanto como principio
activo o como producto formulado es el sobrecrecimiento del pequentildeo tallo o ldquoestiperdquo que
conecta las yemas y frondes hijas con las frondes progenitoras En la Figura IV44 se
muestran colonias de Lgibba expuestas durante 10 diacuteas a 75 y 15 mg paL como Roundup
observaacutendose el desarrollo de estipes maacutes largos respecto de las plantas control ademaacutes de la
alteracioacuten en el tamantildeo y forma de las frondes anteriormente mencionado Este crecimiento
diferencial del estipe junto a las variaciones en el nuacutemero de frondes por colonia la reduccioacuten
en el aacuterea foliar y las alteraciones en la morfologiacutea foliar determinan modificaciones en la
arquitectura normal de las colonias Si bien se registra un mayor NFC hay una estructura maacutes
abierta determinando una menor proporcioacuten de aacuterea cubierta productiva por colonia
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
167
Con relacioacuten al efecto del glifosato en el nuacutemero de frondes por colonia y en la arquitectura de la
colonia se puede destacar
- La exposicioacuten al glifosato produce alteraciones en la absicioacuten de las yemas y frondes hijas de
Lgibba generando por un lado colonias maacutes numerosas de lo normal a bajos niveles de
exposicioacuten pero aumentando la absicioacuten y la desagregacioacuten de las colonias cuando la
exposicioacuten es a concentraciones elevadas del herbicida
- La exposicioacuten al glifosato determinan modificaciones en la arquitectura normal de las
colonias
IV434 Efectos en el contenido total de clorofil a (CTC) y en la elongacioacuten de la raiacutez
La exposicioacuten al glifosato produjo clorosis en Lemna gibba a partir de los dos diacuteas de
exposicioacuten a 75 mg paL y concentraciones mayores como principio activo y formulado
comercial respectivamente incrementaacutendose los efectos con el tiempo de exposicioacuten (Figuras
IV44 y IV46) Cave destacar que para la exposicioacuten a 1 y 75 mg paL de Roundup (dos
diacuteas) se registroacute exaltacioacuten en el CTC revirtieacutendose esta respuesta a mayor tiempo de
ensayo A los 7 diacuteas de exposicioacuten a 1 mgL de glifosato como pa (CEA) la reduccioacuten del CTC
de la poblacioacuten es significativa (23) no siendo asiacute para la misma concentracioacuten del formulado
Roundup Si bien a bajas concentraciones los efectos del pa fueron mayores que los del
formulado esta tendencia se invierte a concentraciones mas altas produciendo el producto
formulado mayor inhibicioacuten que el pa Al observar el patroacuten de clorosis en la colonia de
frondes se verifica que la inhibicioacuten es principalmente en las yemas y frondes joacutevenes no asiacute
en las frondes madres Soacutelo por exposicioacuten a altas concentraciones de Roundup (superiores a
25 mg paL) la reduccioacuten en el contenido de clorofila fue evidente tambieacuten en las frondes
madres (Figuras IV44 y IV46) Dado que los efectos en el CTC son marcadamente mayores
en las frondes hijas y yemas respecto de las frondes adultas desarrolladas en los primeros diacuteas
de exposicioacuten y esto sumado a la reduccioacuten en nuacutemero y tamantildeo de las frondes nuevas la
cuantificacioacuten de los efectos en el CTC se ve subestimada principalmente a mayores niveles
de inhibicioacuten en la TM y CF Los maacuteximos niveles de efecto no se ven reflejados subestimando
la cuantificacioacuten de los efectos en el CTC Por ejemplo la CI50 estimada a los 7 diacuteas de
exposicioacuten al Roundup fue de 42 mg paL mientras que a 25 mg paL se observan yemas y
frondes hijas totalmente cloroacuteticas (Figura IV46)
Otro efecto que se puede observar en las Figuras IV44 y IV46 por exposicioacuten al
glifosato es la inhibicioacuten en la elongacioacuten de las raiacuteces Se verifica inhibicioacuten significativa a 75
mgL como pa y formulado a partir del tercer diacutea de exposicioacuten
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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a
1cm
b b
c c
d d
Figura IV46 Efecto del glifosato en el crecimiento foliar contenido de clorofila arquitectura de la colonia y crecimiento radical de Lemna gibba luego de 10 diacuteas de exposicioacuten a- control negativo b c y d- plantas expuestas a 75 15 y 25 mgL de pa brsquo crsquo y drsquo- plantas expuestas a 75 15 y 25 mgL de RoundupregMax
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Con relacioacuten al efecto del glifosato en el contenido de clorofila y en la elongacioacuten de la raiacutez se
puede destacar
- La exposicioacuten al herbicida glifosato produce inhibicioacuten en la elongacioacuten de las raiacuteces y
clorosis marcada evidenciaacutendose la reduccioacuten en el CTC primero y con mayor intensidad en
las yemas y frondes hijas
IV435 Control de calidad del ensayo
A lo largo del ensayo las condiciones de crecimiento en los controles negativos se mantuvieron
exponenciales El control del pH durante el ensayo indica un incremento en los valores de este
paraacutemetro a lo largo del tiempo de exposicioacuten Los valores de pH variaron desde 65 al inicio del
ensayo hasta un valor final maacuteximo de 78 a los 10 diacuteas de exposicioacuten (media plusmn DE 759 plusmn
0118 n14) La evaluacioacuten de la concentracioacuten de glifosato durante el tiempo de exposicioacuten
indica un intervalo de decaimiento entre el 12 (para 1 mg paL) y el 33 (para 15 mg paL)
luego de 4 diacuteas de exposicioacuten Esta disminucioacuten en la concentracioacuten inicial del glifosato se
mantuvo maacutes o menos constante hasta finalizar el ensayo
Los resultados obtenidos en este trabajo indican que la exposicioacuten de Lemna gibba a partir de
1 mg paL de glifosato produce efectos significativos en el crecimiento poblacional en el
crecimiento foliar y en el nuacutemero de frondes por colonia ademaacutes de cambios en la arquitectura
de la colonia Es de destacar que este nivel de exposicioacuten estaacute en el orden de la concentracioacuten
de glifosato esperada en el ambiente (CEA 159 y 040 mg paL de glifosato para la maacutexima
y miacutenima dosis de aplicacioacuten respectivamente) de acuerdo a las dosis recomendadas para las
diferentes praacutecticas del control de malezas
Una caracteriacutestica comuacuten en la exposicioacuten al pa y al producto formulado al considerar
la respuesta en la tasa de multiplicacioacuten (TM) y en el contenido de clorofila (CTC) es que la
fitotoxicidad se manifestoacute tempranamente (2 diacuteas de exposicioacuten) en relacioacuten a lo descripto
para especies terrestres En el control de malezas luego de una aplicacioacuten del producto
formulado estaacuten previstos signos de clorosis luego de 4-7 diacuteas en gramiacuteneas muy
susceptibles y entre 10 y 20 diacuteas en las especies menos sensibles (WSSA 1994) No
obstante si bien la TM es un buen punto final de evaluacioacuten de efectos manifestando
inhibicioacuten a bajas concentraciones y luego de un tiempo breve de exposicioacuten se observoacute que
tanto en la exposicioacuten al pa como el formulado estos efectos se revierten al extenderse el
tiempo de exposicioacuten Si bien la recuperacioacuten en la TM es evidente los efectos en los demaacutes
puntos finales se mantienen o incrementan a lo largo del tiempo de exposicioacuten a pesar que las
nuevas frondes que se van desarrollando estaacuten expuestas a concentraciones menores del
herbicida debido al decaimiento en el tiempo de los niveles de glifosato Por lo tanto la TM
puede ser considerada como un buen punto final indicador de fitotoxicidad para tiempo breve
de exposicioacuten pero no se puede interpretar la recuperacioacuten de este paraacutemetro como una
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
170
condicioacuten de acutebuena saludacute de los individuos o la poblacioacuten La inhibicioacuten en otros puntos
finales (crecimiento foliar nuacutemero de frondes por colonia) auacuten cuando los efectos en la TM se
han revertido indica claramente que la exposicioacuten al herbicida continuacutea generando toxicidad y
que el metabolismo vegetal esta auacuten siendo afectado La exposicioacuten de L gibba a
concentraciones altas de glifosato entre 15 y 80 mg paL determina curvas de toxicidad
tiacutepicas incrementaacutendose la toxicidad con el tiempo de exposicioacuten
Otro aspecto a considerar al evaluar la exposicioacuten a bajas concentraciones del herbicida
es la exaltacioacuten en la respuesta en algunos puntos finales como se observoacute en el crecimiento
foliar y en el contenido de clorofila Este tipo de respuesta hormeacutetica tambieacuten fue descrita por
Lockhart et al (1989) para el crecimiento poblacional de L minor por exposicioacuten a un intervalo
de concentraciones de glifosato entre 228 y 228 mg paL Ademaacutes Peterson et al (1994)
han registrado exaltacioacuten en el crecimiento de varias especies de algas expuestas a 284 mgL
de Roundupreg (si se considera un 40 de contenido de pa seriacutea equivalente a una exposicioacuten
de glifosato de 114 mg paL) En consecuencia la aparente recuperacioacuten del crecimiento
poblacional simultaacuteneamente con la inhibicioacuten en otros paraacutemetros ademaacutes de la exaltacioacuten o
respuesta de tipo hormeacutetica debe ser considerada cuidadosamente al establecer niveles guiacutea
de exposicioacuten para la proteccioacuten de la flora acuaacutetica y riparia Esta amplia gama de respuestas
observada en los diferentes puntos finales muestra ademaacutes la relevancia y complementariedad
de evaluar la toxicidad considerando los efectos en diversos paraacutemetros abarcando de esta
manera distintas respuestas fisioloacutegicas del organismo
La sensibilidad del clon de Lemna gibba en bioensayos de laboratorio permitioacute detectar
efectos fitotoacutexicos a concentraciones muy bajas de exposicioacuten al Roundupreg del orden de la
CEA La comparacioacuten de los resultados obtenidos con los registrados por otros autores para
otras especies de Lemnaacuteceas indica una alta sensibilidad de este clon local al glifosato Por
ejemplo en L minor luego de 15 diacuteas de exposicioacuten a 228 mg paL no se observoacute inhibicioacuten
en las curvas de crecimiento (Lockhart et al 1989) ni en el nuacutemero de frondes producidas por
exposicioacuten a 15 mg paL durante siete diacuteas (Peterson et al 1994) Michel et al (2004)
informan para L paucicostata la CE50 de 66 mg paL para la tasa de crecimiento (midiendo
aacuterea foliar) luego de siete diacuteas de exposicioacuten Para el caso de Lgibba el estudio de la
sensibilidad de 20 clones geograacuteficamente diferentes muestra que los valores de CE50
evaluando el nuacutemero de frondes a los 15 diacuteas de exposicioacuten se hallan entre 16 y 58 mg paL
(Paradiso Giles 2000) Considerando la respuesta en diferentes especies de algas expuestas a
285 mg paL del formulado Roundupreg (15 mg paL aproximadamente) se observa una
amplia variabilidad en la sensibilidad al herbicida al cuantificar la incorporacioacuten de C14 como
punto final de toxicidad (entre el 73ndash77 en las diatomeas Cyclotella meneghiana y Nitzschia
sp y entre el 3ndash18 en las clorofitas Selenastrum capricornutum y Scenedesmus quadricauda
Peterson et al 1994) Tsui amp Chu (2003) tambieacuten informan una gran diferencia en la
sensibilidad al glifosato en dos especies de algas observando ademaacutes que la toxicidad es
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
171
significativamente mayor para la exposicioacuten al formulado Roundupreg respecto del pa soacutelo para
la diatomea Skeletonema costatum la CI50 fue de 227 y 185 mg paL para el pa y
formulado respectivamente mientras que para la clorofita Selenastrum capricornutum fue 247
mg paL para el pa y 581 mg paL para el formulado La Secretariacutea de Recursos Hiacutedricos
de la Nacioacuten (SRHN) para el establecimiento de Niveles guiacutea nacionales de calidad de agua
ambiente correspondiente al glifosato cita efectos significativos en el crecimiento de las
clorofitas S capricornutum y Chlorella sorokiniana a valores de CE50 72 - 96 h de 21 y 8 mgL de
Roundupreg respectivamente y 189 mgL (CE50 - 7 d) para Chlorella pyrenoidosa Para el glifosato
(sal IPA) la SRHN informa que valores entre 2 y 590 mgL (CE50 4d) afectan el crecimiento de
las algas Anabaena variabilis y Chlorella pyreinodosa (SRHN 2003a)
Martin amp Ronco (2006) estudiaron el efecto del RoundupregMax en la germinacioacuten de
semillas y crecimiento de plaacutentulas de diferentes especies terrestres observando una gran
variabilidad en la sensibilidad de las mismas con valores de CI50 (elongacioacuten de radiacutecula 96h)
de 99 153 562 1318 11643 mg paL para Lactuca sativa Lolium perenne Medicago
sativa Allium cepa y Brassica napus respectivamente Estos autores no observaron inhibicioacuten
en la germinacioacuten para estas especies para estos niveles de exposicioacuten Al comparar la
sensibilidad de Lgibba con los efectos registrados para estas especies terrestres (Martin amp
Ronco 2006) se observa que la sensibilidad en el clon de Lemnaacutecea es similar a la observada
para la L sativa pero significativamente mayor con valores de CI50 de hasta dos oacuterdenes de
magnitud menor que las demaacutes especies consideradas Por otra parte estos autores
evaluaron la variacioacuten de la toxicidad del glifosato en la elongacioacuten de la radiacutecula de L sativa
cuando la exposicioacuten al herbicida es en mezclas junto a otros productos fitosanitarios
Observaron que la toxicidad del glifosato se incrementa cuando la exposicioacuten es junto con el
insecticida cipermetrina y en la mezcla del glifosato con los insecticidas clorpirifos y
cipermetrina (Martin amp Ronco 2006)
Estudios realizados por Pline et al (2002) en plaacutentulas de Gossypium hirsutum indican
alteraciones en la morfologiacutea y el crecimiento radical asiacute como el desarrollo de raiacuteces laterales
obteniendo ademaacutes valores de CI50 de 39 117 y 45 mg paL en el crecimiento de los
cotiledones hipocoacutetilo y la elongacioacuten de la radiacutecula respectivamente Ronco et al (2008)
evaluaron la toxicidad del glifosato en el suelo (a la dosis recomendada de aplicacioacuten en el
cultivo 4 Lha con 36 de pa) sobre la germinacioacuten y el crecimiento de Capsicum annuum
Estos autores observaron luego de 48 d de crecimiento de las plantas inhibicioacuten significativa
en la produccioacuten de biomasa seca aeacuterea y radical en el nuacutemero de hojas y en la actividad
mitoacutetica y elongacioacuten celular de los aacutepices radicales observando no obstante aumento en el
CTC y proteiacutenas totales de las hojas (Ronco et al 2008)
Considerando el modo de accioacuten del glifosato en vegetales la reduccioacuten en crecimiento
foliar elongacioacuten de raiacutez e inhibicioacuten en la tasa de multiplicacioacuten podriacutea ser el resultado de
alteraciones a diferentes niveles del sistema Por un lado la inhibicioacuten de la siacutentesis de
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
172
aminoaacutecidos aromaacuteticos produciriacutea un deacuteficit en la disponibilidad de proteiacutenas necesarias para
el crecimiento y desarrollo foliar y radical normal Estos efectos en la siacutentesis de proteiacutenas
podriacutean interferir en numerosas rutas metaboacutelicas por ausencia o reduccioacuten de enzimas
especiacuteficas pudiendo ser eacutesta la causa de la disminucioacuten en la siacutentesis de clorofila Por otra
parte la inhibicioacuten en la produccioacuten del triptofano estariacutea interfiriendo en la siacutentesis normal de
auxinas y consecuentemente en la estimulacioacuten del crecimiento de las frondes en la actividad
meristemaacutetica (formacioacuten de yemas y raiacuteces nuevas) y en la elongacioacuten de las raiacuteces (Salisbury
amp Ross 1994 WSSA 1994 Blackburn amp Boutin 2003) La presencia de un alto nuacutemero de
frondes por colonia en las plantas expuestas a concentraciones de glifosato entre 1 a 15 mg
paL asiacute como la elongacioacuten diferencial de los estipes podriacutea asignarse a alteraciones en la
produccioacuten normal de etileno regulado por auxinas afectando los mecanismos de abscisioacuten
normal de las frondes y de elongacioacuten de estipes (Landolt 1986 Li amp Xiong 2004ab)
Considerando de manera integrada los efectos observados tanto a nivel del CTC CF y TM la
inhibicioacuten en estos paraacutemetros se traduce en disminucioacuten en la productividad general del
sistema Es importante mencionar ademaacutes que la interferencia del glifosato en el metabolismo
de numerosos y variados compuestos fenoacutelicos simples y moleacuteculas derivadas con funciones
diversas y en muchos casos desconocidas (Ej alteraciones en la siacutentesis de lignina suberina
fitoalexinas flavonoides etc) tendriacutea efectos con consecuencias difiacuteciles de evaluar en
aspectos relacionados al desarrollo de plantas saludables y resistencia a las enfermedades
interaccioacuten con herbiacutevoros competencia interespeciacutefica polinizacioacuten etc (Salisbury amp Ross
1994 Crawley 1997 Blackburn amp Boutin 2003)
Si bien la absorcioacuten del glifosato es a traveacutes de la cutiacutecula cerosa de las hojas (WSSA
1994 Blackburn amp Boutin 2003) la matriz del poliacutemero de cutina es la principal barrera para la
transferencia de moleacuteculas polares como el glifosato a traveacutes de la cutiacutecula vegetal Inclusive
auacuten despueacutes de extraiacutedas las ceras cuticulares el pasaje del glifosato a traveacutes de las cutiacuteculas
soacutelo se incrementa levemente (Santier amp Chamel 1998) La sal isopropilamiacutenica del glifosato
se absorbe maacutes faacutecilmente que el aacutecido mientras que el agregado de surfactantes y de sulfato
de amonio (coadyuvante presente en muchos formulados de glifosato) favorece auacuten maacutes la
entrada del producto a traveacutes de la cutiacutecula El pasaje al interior de la ceacutelula a traveacutes de la
membrana plasmaacutetica es muy lento debido posiblemente a las cargas negativas del glifosato a
pH fisioloacutegico estando este transporte favorecido por un transportador fosfato (WSSA 1994)
Las Lemnaacuteceas como otras macroacutefitas flotantes no poseen la cutiacutecula muy desarrollada
estando ademaacutes los oacuterganos sumergidos muchas veces desprovistos de cutiacutecula (Landolt
1986) por lo que el ingreso del glifosato al tejido de la fronde seriacutea maacutes faacutecil Por otro lado las
frondes de Lemnaacuteceas poseen una relacioacuten aacuterea-volumen alta y al estar flotando se ubican
paralelas a la superficie del agua por lo que tambieacuten es mayor la superficie de exposicioacuten al
toacutexico ya sea en solucioacuten o por contacto superficial directo Ademaacutes y esto en relacioacuten al
riesgo de exposicioacuten por deriva en una aplicacioacuten estos organismos no poseen anexos
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
173
epideacutermicos como pelos o escamas superficiales o el desarrollo de cera epicuticular que les
dariacutean una mayor proteccioacuten siendo muy susceptibles a los toacutexicos en general Es importante
considerar que las Lemnaacuteceas como todos los organismos del pleuston son especialmente
susceptibles a sustancias tensoactivas compuestos hidrofoacutebicos o toda aquella sustancia
localizada en la interfase aire-agua Por otra parte en ambientes naturales el riesgo para estos
organismos es mayor ya que la formacioacuten de peliacuteculas superficiales de materia orgaacutenica
concentran no solo nutrientes sino que tambieacuten contaminantes orgaacutenicos y metales pesados
aportando mayor toxicidad a los organismos ubicados en esta interfase (Waite 2001)
De la comparacioacuten de la toxicidad del pa con relacioacuten al formulado comercial se
observa de manera general que en todos los paraacutemetros de toxicidad considerados el
herbicida glifosato presenta mayor fitotoxicidad para Lemna gibba cuando es utilizado en un
formulado comercial para concentraciones equivalentes de pa Esta mayor toxicidad del
formulado respecto del principio activo estariacutea dada por la presencia de coadyuvantes Como
se mencionoacute en el Capiacutetulo I41 el POEA (polioxietilen amina) es uno de los surfactantes
presentes en el Roundup constituyendo entre el 15 y 20 del producto formulado Los
estudios realizados por Tsui amp Chu (2003) en algas indican que los coadyuvantes aportan
hasta el 86 de la toxicidad producida por el Roundup Por un lado la mayor toxicidad del
formulado estariacutea asociada a la interaccioacuten de los componentes surfactantes con la cutiacutecula yo
membrana celular lo que incrementariacutea la disponibilidad del pa para la ceacutelula vegetal Por otra
parte la propia accioacuten de los surfactantes en la permeabilidad de las membranas bioloacutegicas
estariacutea determinando alteraciones en la fisiologiacutea celular Contrariamente a los resultados
obtenidos en este trabajo y a los citados por Tsui y Chu (2003) Martin et al (2008) comparan
la toxicidad de los componentes principales del Roundup en ensayos de germinacioacuten con
semillas de Lactuca sativa (96h) no observaacutendose diferencias significativas entre la toxicidad
generada por la exposicioacuten al Roundup y al principio activo La SRHN (2003a) cita valores de
Roundupreg de 078 y 56 mgL como no toacutexicos para las especies Myriophyllum sibiricum y
Lemna gibba respectivamente (NOEC14 d inhibicioacuten del crecimiento) mientras que valores de
glifosato (sal IPA) de 16 y 255 mg paL (CE 50 14 d) siacute afectan significativamente el
crecimiento de M sibiricum y L gibba respectivamente
Como se ha mencionado anteriormente en los resultados la concentracioacuten de principio
activo en solucioacuten se redujo parcialmente en los primeros diacuteas de ensayo por lo que el
aumento y persistencia de la toxicidad observada en la TM por exposicioacuten a 75 y 15 mg paL
(Figura IV42) luego de una recuperacioacuten parcial podriacutea tambieacuten deberse a la accioacuten toacutexica
maacutes persistente de los coadyuvantes del formulado comercial Otro aspecto a considerar es
que la toxicidad de POEA es mayor a pH alcalino (Blackburn amp Boutin 2003 Krogh et al 2003
Tsui amp Chu 2003) El POEA estaacute como catioacuten a pH aacutecido o neutro pero se convierte en no
ioacutenico a pH alcalino De esta manera la forma no ioacutenica de este surfactante podriacutea generar una
mayor toxicidad a los organismos principalmente por disrupcioacuten no especiacutefica a nivel de
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
174
membrana (Tsui amp Chu 2003) Dado el incremento del pH a lo largo del tiempo de exposicioacuten
en las condiciones experimentales el aumento en la toxicidad de los surfactantes podriacutea
contribuir a la variacioacuten en la respuesta toacutexica observada al aumentar el tiempo de exposicioacuten a
las concentraciones entre 75 y 15 mg paL (Figura IV42b) Es importante considerar la
mayor toxicidad del POEA asociada a pH alcalinos en la evaluacioacuten del riesgo de las
comunidades vegetales acuaacuteticas por exposicioacuten al Roundup en ambientes naturales asiacute como
los diferentes aspectos que afectan la biodisponibilidad de este herbicida (principio activo y sus
coadyuvantes) en estos ambientes acuaacuteticos En presencia de arcillas yo material orgaacutenico
soluble o particulado la sal de isopropilamina de glifosato se adsorbe faacutecilmente a eacutestos
estando menos disponible para las plantas (no asiacute para organismos animales filtradores) Esto
mismo ocurre con el surfactante POEA que se adsorbe al material particulado orgaacutenico y a
arcillas siendo esto mayor cuando se encuentra en su forma quiacutemica catioacutenica a pH aacutecido o
neutro (Krogh et al 2003 Tsui amp Chu 2003 Tsui amp Chu 2004) De esta forma para la
maacutexima CEA de glifosato la fraccioacuten biodisponible para las plantas vasculares y las algas seriacutea
menor dependiendo de las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas del cuerpo de agua receptor Por otra
parte en la evaluacioacuten del riesgo por exposicioacuten a la CEA del glifosato es fundamental
considerar el tipo de formulado utilizado ya que una determinada CEA puede ser peligrosa
para los organismos acuaacuteticos si el formulado de glifosato es el Roundup (con
aproximadamente 15 de POEA como surfactante) el formulado Roundup Bioactive
(componentes surfactantes no declarados) o de menor peligrosidad si es el formulado Rodeoreg
(sin agregado de POEA) (Tsui amp Chu 2004) Dado que a partir del antildeo 2000 dejoacute de tener
vigencia la proteccioacuten de patente del Roundup por la firma Monsanto Co ademaacutes del
incremento en el desarrollo e implementacioacuten de cultivos geneacuteticamente modificados
resistentes al glifosato el nuacutemero de formulados diferentes de glifosato disponibles en el
mercado estaacute aumentando considerablemente Por lo tanto y siendo que es mayor la toxicidad
del glifosato como producto formulado respecto del pa soacutelo es importante considerar los
diferentes tipos y concentraciones de coadyuvantes utilizados en las formulaciones comerciales
al evaluar el riesgo del uso de herbicidas sobre especies no blanco tanto vegetales como
animales
Al comparar los resultados de los ensayos de laboratorio con los obtenidos por Martin et
al (2003) en experimentos a campo con la misma especie se observa una buena correlacioacuten
en la respuesta en ambos sistemas de exposicioacuten de Lemnaacuteceas a bajas concentraciones de
glifosato Los ensayos a campo fueron realizados exponiendo a las plantas directamente a las
aplicaciones del herbicida en sistemas de limnocorrales en un arroyo que atraviesa cultivos de
soja RR (Pergamino Bs As) La dosis aplicada en el cultivo fue de 15 kgha de RoundupMax
y la maacutexima concentracioacuten de glifosato medida en el agua de este arroyo asociada a los
eventos de aplicacioacuten fue de 16 mg paL (Peruzzo et al 2003) Los resultados indicaron
fitotoxicidad por exposicioacuten al herbicida observaacutendose efecto significativo en el CTC (755) y
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
175
en la produccioacuten de biomasa seca (355) en L gibba a los 5 diacuteas de la aplicacioacuten De acuerdo
a las dosis recomendada de uso del formulado RoundupMax para el control de malezas (08 a
32 kgha) la concentracioacuten esperada en el ambiente acuaacutetico se encuentra entre 034 y 159
mg aiL Por lo tanto y de acuerdo a la sensibilidad observada para Lemna gibba es de
esperar efectos adversos en la flora riparia de cuerpos de agua de agroecosistemas asociado
al uso del Roundup para el control de malezas durante el manejo del cultivo
IV44 CONCLUSIONES
- Los efectos fitotoacutexicos del glifosato se observan en los diferentes puntos finales
considerados indicando que las alteraciones se manifiestan en diferentes aspectos de la
fisiologiacutea de los organismos La mayor sensibilidad por exposicioacuten al glifosato se registra en
el crecimiento foliar de las yemas y frondes hijas
- La exposicioacuten de Lemna gibba a partir de 1 mg paL de glifosato en el orden de la
concentracioacuten esperada en el ambiente (CEA) produce inhibicioacuten significativa en el
crecimiento foliar y en el nuacutemero de frondes por colonia ademaacutes de cambios en la
arquitectura de la colonia
- La fitotoxicidad del glifosato se incrementa con el tiempo de exposicioacuten
- La sensibilidad de L gibba al glifosato difiere con la edad de las frondes siendo mayor el
efecto en las yemas y frondes hijas respecto de las frondes madres
- En todos los paraacutemetros de toxicidad considerados el herbicida glifosato presenta mayor
fitotoxicidad para L gibba cuando es utilizado en el formulado comercial RoundupMax
para concentraciones equivalentes de principio activo
- La utilizacioacuten de diferentes puntos finales para la evaluacioacuten de la fitotoxicidad del glifosato
y el formulado RoundupMax aporta informacioacuten complementaria permitiendo estimar el
dantildeo en diversos paraacutemetros fisioloacutegicos a diferentes niveles y tiempos de exposicioacuten
- La sensibilidad del clon local de L gibba (LgP) permite detectar toxicidad a niveles de
glifosato factibles de encontrar en los cuerpos de agua asociados a agroecosistemas de la
regioacuten pampeana
- El clon LgP considerado en este trabajo es un organismo de referencia de gran utilidad en
la evaluacioacuten del impacto del uso del herbicida glifosato en las especies vegetales
acuaacuteticas no blanco
- Para los niveles aplicacioacuten del glifosato asociados a cultivos RR y dada la sensibilidad de
especies acuaacuteticas como L gibba existe el riesgo de impacto en flora riparia no blanco por
exposicioacuten a este herbicida en estos agroecosistemas
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
176
IV 5 BIODISPONIBILIDAD DE CONTAMINANTES EN AGUAS
SUPERFICIALES EVALUACIOacuteN DE LA FITOTOXICIDAD DE
METALES PESADOS Y DEL HERBICIDA GLIFOSATO EN
Lemna gibba
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
177
IV 5 BIODISPONIBILIDAD DE CONTAMINANTES EN AGUAS S UPERFICIALES
EVALUACIOacuteN DE LA FITOTOXICIDAD DE METALES PESADOS Y DEL HERBICIDA
GLIFOSATO EN Lemna gibba
IV51 INTRODUCCIOacuteN Y OBJETIVOS
Si bien en capiacutetulos anteriores (Capiacutetulos IV3 y IV4) se ha realizado una detallada
caracterizacioacuten de la toxicidad de los metales Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) y del herbicida glifosato para
la especie L gibba en ensayos de laboratorio en solucioacuten nutritiva como medio de ensayo
estos resultados no siempre representan a los escenarios naturales de exposicioacuten de las
plantas vasculares a estos contaminantes ambientales Si bien abundan en la bibliografiacutea
ejemplos de estudios de laboratorio en los que se utilizan soluciones de crecimiento
estandarizadas como medio de ensayo para la evaluacioacuten de los efectos fitotoacutexicos de metales
pesados y otros contaminantes en especies acuaacuteticas (Van Steveninck et al 1992 Sajwan amp
Ornes 1994 Boutin et al 1995 Mohan amp Hosetti 1999 Li amp Xiong 2004b) ese no es el caso
para estudios de laboratorio utilizando aguas de ambientes naturales como medio de exposicioacuten
(Maine et al 2004 Miretzky et al 2004) Teniendo en cuenta estos antecedentes se plantea la
evaluacioacuten del efecto del medio en la modificacioacuten de la toxicidad de metales pesados y
glifosato mediante un estudio comparativo de exposicioacuten de L gibba en solucioacuten nutritiva de
crecimiento con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas estandarizadas y en aguas de ambientes
naturales con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas propias del sitio
La especiacioacuten de los metales en los cuerpos de agua superficiales estaacute determinada por
las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas de los mismos condicionando en la biota su biodisponibilidad
incorporacioacuten y consecuentemente su toxicidad Estaacute bien documentada la reduccioacuten de la
toxicidad de los metales por complejacioacuten a la materia orgaacutenica disuelta y particulada
(Gerzabek amp Ullah 1990ab Christensen amp Christensen 2000 Van Veen et al 2002) asiacute como
la variacioacuten de la biodisponibilidad asociada al pH dureza alcalinidad relacioacuten Ca2+Mg2+ etc
(Newman amp Jagoe 1996 Naddy et al 2003 Manahan 2007) Si bien existen en Argentina
antecedentes de evaluacioacuten de variacioacuten de la toxicidad y acumulacioacuten de metales en
ambientes naturales para especies animales (Porta amp Ronco 1993 Goacutemez et al 1998 Cataldo
et al 2001 Villar et al 2001 Carriquiriborde amp Ronco 2002 Carriquiriborde amp Ronco 2008)
los estudios ecotoxicoloacutegicos con plantas vasculares son escasos para esta regioacuten
Investigaciones recientes se han centrado principalmente en estudios de bioacumulacioacuten
tendientes a evaluar la aplicacioacuten de plantas vasculares para la fitoextraccioacuten de metales en
ambientes acuaacuteticos naturales y su aplicacioacuten en sistemas de depuracioacuten de aguas
contaminadas (Villar et al 1998 Maine et al 2004 Miretzky et al 2004 Hadad et al 2006
Maine et al 2007)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
178
Como se ha visto en capiacutetulos anteriores (Capiacutetulos III2 y IV3) las plantas vasculares
presentan una gran variabilidad en la sensibilidad a la exposicioacuten a metales pesados asiacute como
en la capacidad de bioacumularlos sin que ello genere fitotoxicidad Varios autores han
evaluado la capacidad de muchas Lemnaacuteceas de acumular metales pesados siendo estos
organismos ampliamente recomendados para su uso en procesos de fitoremediacioacuten (Landolt amp
Kandeler 1987 Van Steveninck et al 1992 Sajwan amp Ornes 1994 Wahaab et al 1995
Boniardi et al 1998 Prasad et al 2001 Dirilgen amp Dogan 2002 Miretzky et al 2004)
El conocimiento de la toxicidad de los metales sobre especies de la flora local asiacute como
su capacidad de acumularlos o bioconcentrarlos es de relevancia para su potencial aplicacioacuten
en estudios de riesgo ecotoxicoloacutegico aplicaciones en la fitoextraccioacuten y fitoremediacioacuten de
efluentes y de ambientes acuaacuteticos contaminados Por otra parte las Lemnaacuteceas como
organismos productores constituyen la base de algunas tramas troacuteficas en ambientes
naturales por lo que se torna relevante conocer su rol en los procesos de biomagnificacion a
niveles troacuteficos superiores Es por ello que en este trabajo se evaluaraacute ademaacutes la capacidad
de bioacumulacioacuten del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en L gibba en medios con diferentes
caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas
Para el caso del glifosato tambieacuten estaacute documentada la variacioacuten de la eficiencia como
herbicida y por lo tanto su toxicidad para especies no blanco con relacioacuten a las caracteriacutesticas
fisicoquiacutemicas del medio de exposicioacuten Como se mencionoacute en el Capiacutetulo I4 si bien el
glifosato es de alta solubilidad en los cuerpos de agua superficiales se adsorbe fuertemente a
la arcilla limo y materia orgaacutenica del sedimento y al material particulado en suspensioacuten
disminuyendo de esta manera la biodisponibilidad (WSSA 1994 Cox 1998 Morillo et al 2000
Information Ventures Inc 2002) Esto mismo se verifica tambieacuten para los diferentes
coadyuvantes que forman parte de los formulados comerciales (Tsui amp Chu 2003 Wang et al
2005) Con relacioacuten a esto para el caso de la regioacuten pampeana los sistemas acuaacuteticos
superficiales variacutean en sus caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas siendo el pH en muchos de ellos
predominantemente neutro a alcalino y niveles altos de materia orgaacutenica soluble y particulada
(Conzonno amp Fernaacutendez Cirelli 1988 Conzonno amp Claverie 1990 Mercado 2000 Gabellone et
al 2001 Goacutemez amp Licursi 2001 Mugni 2009)
Este trabajo no se ha disentildeado para el estudio detallado de los diferentes factores que
determinan la biodisponibilidad de los contaminantes en ambientes acuaacuteticos naturales sino
que tiene por fin evaluar la representatividad de los resultados de los bioensayos de toxicidad
con Lemna con metales pesados y el herbicida glifosato en aguas artificiales (solucioacuten nutritiva
de crecimiento) respecto de la toxicidad de los mismos por exposicioacuten en aguas naturales de
mayor complejidad Para ello se tendraacute en consideracioacuten la metodologiacutea ya desarrollada de
caacutelculo de la Relacioacuten Agua-Efecto (RAE) para establecer criterios de calidad de aguas para
sitios especiacuteficos (Welsh et al 2000) La Relacioacuten Agua-Efecto se define como la razoacuten entre la
toxicidad de un contaminante en el agua de un sitio dado y su toxicidad en solucioacuten nutritiva
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
179
estandarizada de laboratorio Estos ensayos permiten obtener una aproximacioacuten sobre cuaacutel
seriacutea la proteccioacuten asociada a las condiciones naturales tomando como ejemplo de ello
arroyos caracteriacutesticos de la regioacuten pampeana
Se proponen como objetivos de este estudio
bull Evaluar la influencia de las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas de aguas superficiales en la
variacioacuten de la toxicidad de los metales pesados Cu(II) Cd(II) y Cr(VI) y del herbicida
glifosato en la especie L gibba comparando la exposicioacuten en la solucioacuten nutritiva de
crecimiento y en el agua de arroyos de la Provincia de Buenos Aires
bull Evaluar la bioacumulacioacuten en L gibba de los metales Cu(II) Cd(II) y Cr(VI) luego de la
exposicioacuten en la solucioacuten nutritiva de crecimiento y en el agua de arroyos de la Provincia de
Buenos Aires
IV52 METODOLOGIacuteA
Se utilizoacute el clon local de Lgibba (LgP) para estudiar de manera comparativa la variacioacuten de la
fitotoxicidad de los metales Cobre (II) Cromo (VI) y Cadmio (II) y del herbicida glifosato
(formulado RoundupMax) en solucioacuten en medios de ensayo con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas
diferentes Se comparoacute la biodisponibilidad de estos contaminantes mediante ensayos de
toxicidad en laboratorio utilizando como medio de exposicioacuten la solucioacuten nutritiva de
crecimiento de Lemna (Capiacutetulo IV14) y las aguas de arroyos de la pampa deprimida de la
Provincia de Buenos Aires La variacioacuten de la toxicidad de los metales se evaluoacute en aguas de
los arroyos Juan Blanco y Vitel mientras que la del herbicida glifosato en aguas del Aordm El
Sauce
IV521 Muestras ambientales y determinacioacuten de paraacutemetros fisicoquiacutemicos
El Aordm El Sauce es afluente del Aordm El Pescado siendo este uacuteltimo tributario del Riacuteo de la Plata A
lo largo de su recorrido atraviesa una regioacuten rural desarrollaacutendose en sus maacutergenes
mayoritariamente actividad agriacutecola-ganadera En las maacutergenes del Aordm Juan Blanco tributario
tambieacuten del Riacuteo de la Plata se verifican actividades agriacutecola ganaderas atravesando en su
tramo inferior hasta la desembocadura la reserva natural de la UNESCO la estancia El
Destino El AordmVitel (sur) nace en la Laguna Vitel y vierte sus aguas en la Laguna Chascomuacutes
Estos cuerpos de agua pertenecen a la cuenca del Riacuteo Salado (Buenos Aires) siendo la
actividad de la regioacuten mayoritariamente ganadera En la Figura IV51 se muestran imaacutegenes de
los arroyos en el sitio donde fueron tomadas las muestras (Adeg Vitel 35deg32rsquo26rsquorsquolat 58deg4rsquo30rsquorsquo long
Adeg Juan Blanco 35deg8rsquo31rsquorsquolat 57deg26rsquo37rsquorsquolong Adeg El Sauce 35deg1rsquo41rsquorsquolat 58deg0rsquo15rsquorsquo long) Se
observa el sector muestreado del Aordm El Sauce en la interseccioacuten con la ruta provincial 36
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
180
proacuteximo a la localidad de Olmos atravesando un cultivo de soja RR El agua de los arroyos
para realizar los ensayos se obtuvo luego de una semana despueacutes de la uacuteltima lluvia registrada
y para el caso del Aordm El Sauce transcurridos dos meses desde la uacuteltima aplicacioacuten de
herbicidas o plaguicidas en el cultivo El muestreo de los arroyos Vitel y Juan Blanco se realizoacute
en la primavera de 2002 y el Aordm El Sauce en otontildeo de 2006 La seleccioacuten de los Adeg Juan Blanco
y Vitel para el estudio de biodisponibilidad y acumulacioacuten de metales se realizoacute considerando
sus diferencias fisicoquiacutemicas de acuerdo a los trabajos de Conzonno amp Fernaacutendez Cirelli
(1988) y Mercado (2000) los que muestran antecedentes de mayor concentracioacuten de HCO3- Cl-
Na+ K+ y relacioacuten Ca2+Mg2+ para el Adeg Vitel respecto del AdegJuan Blanco
Figura IV51 a- Aordm Vitel (Buenos Aires) b- Aordm Juan Blanco (Buenos Aires) c- Aordm El Sauce
(afluente del Aordm El Pescado Buenos Aires) d- Cultivo de soja transgeacutenica (Resistente al
glifosato) a ambas maacutergenes del Aordm El Sauce
La determinacioacuten de los paraacutemetros fisicoquiacutemicos de las aguas de los arroyos se realizoacute de
acuerdo a la siguiente metodologiacutea el foacutesforo reactivo soluble (FRS) (molibdato-ascoacuterbico) y los
NO3- y NO2
- (reduccioacuten de Cd seguida de diazotacioacuten) se determinaron siguiendo la teacutecnica de
Strickland amp Parsons (1972) El NH4+ (azul indofenol) se midioacute de acuerdo con Mackereth et al
b a
d c
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
181
(1978) La determinacioacuten de nutrientes se realizoacute a partir de muestras previamente filtradas con
filtros Whatman GFC El Ca2+ y Mg2+ (titulacioacuten con EDTA) Na+ y K+ (fotometriacutea de llama)
HCO3- (Gran titration) SO4
2- (turbidimetriacutea) y Cl- (titulacioacuten con AgNO3) se determinaron seguacuten
APHA (1998) a partir de las muestras sin filtrar El material en suspensioacuten se determinoacute por
diferencia de pesada luego de filtrar la muestra por filtros Whatman GFC El carbono orgaacutenico
particulado se determinoacute de acuerdo con Golterman et al (1978) mediante la digestioacuten de los
filtros usados para la cuantificacioacuten del material en suspensioacuten El carbono orgaacutenico total se
midioacute en las muestras de agua sin filtrar previamente fijadas en el campo con H2SO4
(Golterman et al 1978) La temperatura conductividad pH y turbidez se midieron directamente
en el arroyo con un medidor multiparaacutemetro portaacutetil (Horiba U-10)
IV522 Evaluacioacuten de la toxicidad y bioacumulacioacute n de los metales pesados Cu(II) Cr(VI)
y Cd(II)
Las condiciones experimentales de los ensayos de toxicidad para los metales Cu(II) Cr(VI) y
Cd(II) corresponden a las descriptas en el Capiacutetulo IV17 El ensayo se inicioacute colocando 8
frondes (33 mgPFL) de L gibba exponiendo a los organismos en recipientes con 300 mL de
las diluciones de cada metal en la solucioacuten nutritiva de crecimiento y en las aguas de los
arroyos Juan Blanco y Vitel
Para asegurar condiciones no limitantes de crecimiento y para lograr las mismas
concentraciones que en la solucioacuten nutritiva a las plantas expuestas en las aguas naturales se
le realizoacute el sobreagregado de macro y micronutrientes (Environment Canada 1999b) Se
realizoacute la renovacioacuten parcial cada 2 o 3 diacuteas de la solucioacuten de ensayo durante los 14 diacuteas de
exposicioacuten manteniendo una relacioacuten en el incremento de la renovacioacuten de 13 a 11 del
volumen de solucioacuten en funcioacuten del aumento de la biomasa vegetal En las diluciones con agua
de los arroyos no se realizoacute el ajuste del pH al inicio de la experiencia registraacutendose las
variaciones en este paraacutemetro a lo largo de la exposicioacuten (Environment Canada 1999b)
El disentildeo experimental para el ensayo incluye el estudio de la toxicidad del Cu(II) Cr(VI) y
Cd(II) a diferentes concentraciones en solucioacuten nutritiva y en agua de los dos arroyos con al
menos tres reacuteplicas por tratamiento Como puntos finales de evaluacioacuten de la toxicidad se
consideraron el efecto en la tasa de multiplicacioacuten (TM) y en el contenido total de clorofila
(CTC) los cuales fueron medidos a los 14 diacuteas de exposicioacuten seguacuten lo especificado en el
Capiacutetulo IV18 El intervalo de concentraciones iniciales de exposicioacuten fue Cu(II) 05 a 3 mgL
Cr(VI) 075 a 8 mgL y Cd(II) 005 a 15 mgL El intervalo de concentraciones se establecioacute a
partir de resultados previos (Capiacutetulo IV33) Para cada arroyo evaluado se ensayaron
simultaacuteneamente los tres metales Las diluciones de los metales se prepararon a partir de
soluciones de CuSO4x5H2O (Anedra) K2Cr2O7 (Anedra) y CdSO4 (Carlo Erba) La
concentracioacuten de exposicioacuten de cada metal se verificoacute al inicio y durante la experiencia asiacute
como en los controles negativos con solucioacuten nutritiva y con las aguas de los arroyos Todas las
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
182
determinaciones de metales se realizaron mediante espectrofotometriacutea de absorcioacuten atoacutemica
(EAA) por aspiracioacuten directa en llama aire-acetileno (Varian Spectra AA) (APHA 1998)
utilizando patrones analiacuteticos de soluciones certificadas (Accu Trace TM) El liacutemite de deteccioacuten
por EAA para los metales estudiados es de 001mgL para el cobre 003 mgL para el cromo y
0005 mgL para el cadmio
En las plantas expuestas durante 14 diacuteas a 05 y 075 mgCu(II)L 075 y 15 mgCr(VI)L y a
005 y 015 mgCd(II)L se cuantificoacute la concentracioacuten de metal en los tejidos para evaluar la
capacidad de bioacumulacioacuten de L gibba Las plantas fueron cuidadosamente enjuagadas con
agua destilada desionizada y posteriormente secadas a 80ordmC para estimar el peso seco Las
cenizas obtenidas a partir del material vegetal seco (12 hs en muffla a 475 ordmC) se digirieron con
HNO3 concentrado seguido de HCl 6N (Mc Kenna et al1993) El contenido total de metales en
el material digerido se analizoacute mediante EAA El factor de bioconcentracioacuten (FBC) se expresoacute
como el cociente entre la concentracioacuten de metal en el tejido vegetal (mgKg peso seco) y la
concentracioacuten inicial de metal en la solucioacuten de exposicioacuten (mgL) seguacuten lo descrito por
Boniardi et al (1998)
IV523 Evaluacioacuten de la toxicidad del herbicida g lifosato (formulado comercial
Roundup regMax)
Las condiciones experimentales de los ensayos de toxicidad para el glifosato corresponden a
las descriptas en el Capiacutetulo IV42
El ensayo se inicioacute con 8 frondes (33 mgPFL) exponiendo a los organismos en
recipientes con 300 mL de las diluciones del herbicida realizadas en la solucioacuten nutritiva de
crecimiento y en las aguas del Ao El Sauce La exposicioacuten al glifosato se realizoacute en ensayos
estaacuteticos (sin renovacioacuten de la solucioacuten) pero con el sobreagregado de nutrientes a lo largo de
los 10 diacuteas de exposicioacuten Para asegurar condiciones no limitantes de crecimiento a las plantas
expuestas en las aguas naturales se le realizoacute el sobreagregado de macro y micronutrientes
para lograr las mismas concentraciones que en la solucioacuten nutritiva (Environment Canada
1999b) En las diluciones del herbicida con agua del arroyo no se realizoacute el ajuste del pH al
inicio de la experiencia registraacutendose las variaciones en este paraacutemetro a lo largo del tiempo de
exposicioacuten En las diluciones del herbicida realizadas en solucioacuten nutritiva el pH se ajustoacute al
correspondiente al del agua del arroyo al iniciar la exposicioacuten Con el fin de estimar la reduccioacuten
del principio activo a lo largo del periacuteodo de ensayo se verificoacute la concentracioacuten de glifosato en
la solucioacuten nutritiva al inicio y durante los diacuteas de exposicioacuten La metodologiacutea de cuantificacioacuten
del glifosato corresponde a la descripta en el Capiacutetulo IV42
El disentildeo experimental para el ensayo con el herbicida incluye la evaluacioacuten de la
toxicidad del herbicida RoundupMax a diferentes concentraciones (1 a 15 mg paL) en
solucioacuten nutritiva y en aguas del Aordm El Sauce con al menos tres reacuteplicas por tratamiento Se
utilizoacute el formulado RoundupregMax (707 de pa como aacutecido) expresando los resultados como
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
183
la concentracioacuten del principio activo glifosato (mg paL) Como puntos finales de evaluacioacuten de
la toxicidad se consideraron el efecto en la tasa de multiplicacioacuten (TM) y en el crecimiento foliar
(CF) medidos seguacuten lo especificado en los Capiacutetulos IV18 y IV42
IV524 Anaacutelisis estadiacutestico de los resultados y c alculo de la Relacioacuten Agua-Efecto (RAE)
El anaacutelisis estadiacutestico de los resultados de la toxicidad de los metales y del herbicida en los
diferentes medios de exposicioacuten para los puntos finales considerados se realizoacute por ANOVA
factorial Las diferencias en la bioacumulacioacuten de metales se evaluaron mediante ANOVA
simple Las diferencias significativas en las comparaciones muacuteltiples se analizaron mediante el
meacutetodo de Tukey (p le 005) A partir de las curvas concentracioacuten-respuesta de cada punto final
se calculoacute la CI10 y la CI50 (Zar 1996 Environment Canada 1999a)
A partir de los resultados obtenidos luego de la exposicioacuten en los diferentes medios se
calculoacute la Relacioacuten Agua-Efecto (RAE) Se define a la RAE para cada contaminante como la
relacioacuten entre la toxicidad que eacuteste produce en aguas naturales respecto de la que produce este
mismo contaminante cuando la exposicioacuten se realiza en solucioacuten nutritiva estandarizada (Welsh
et al 2000) Los valores de RAE para los diferentes arroyos y toacutexicos estudiados se
calcularon como CIArroyoCISolucioacuten nutritiva
IV53 RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN
IV531 Biodisponibilidad del Cu(II) Cr(VI) y Cd( II) en aguas naturales
En la Tabla IV51 se indican las principales caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas de los arroyos Juan
Blanco y Vitel (Buenos Aires) asiacute como de la solucioacuten nutritiva de crecimiento La Tabla IV52
muestra los resultados del ANOVA factorial para los efectos en la tasa de multiplicacioacuten y el
contenido total de clorofila de Lgibba luego de los 14 diacuteas de exposicioacuten a los tres metales Los
valores de TM a los 14 diacuteas de ensayo a cada concentracioacuten de metal y en los diferentes
medios de exposicioacuten se muestran en la Tabla IV53 La Tabla IV54 indica los valores de
CTC a los 14 diacuteas de exposicioacuten Las curvas de inhibicioacuten para los tres metales y en los tres
medios estudiados ademaacutes de las estimaciones de la CI10 y CI50 para la TM y CTC se indican
en la Figura IV52 y Tabla IV55 respectivamente La Tabla IV56 muestra los caacutelculos de la
RAE respecto de cada arroyo para cada metal y para cada punto final evaluado
Tabla IV51 Caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas de la solucioacuten nutritiva y de las aguas de los
arroyos Juan Blanco y Vitel (Buenos Aires) Se comparan los valores obtenidos en este trabajo
con datos bibliograacuteficos para los mismos cuerpos de agua
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
184
Solucioacuten Nutritiva
Arroyo Vitel
Arroyo Juan Blanco
Muestra ensayada
Datos Bibliograacuteficos
(Conzonno amp Fernaacutendez Cirelli 1988
Miretzky et al 2004))
Muestra ensayada
Datos Bibliograacuteficos
(Mercado 2000)
Temperatura degC 22 (15) 216 (05) nd 23 (28) 19 (46)
Conductividad (microScm) nd 381 (14) nd 340 (28) 485 (148)
pH 7 (009) 84 (004) 79 79 (007) 84 (01)
Turbidez 50 113 (113) nd 102 (11) 25 (9)
Salinidad 001 001 nd 001 nd
SS (mgL) lt LD 93 (85) nd 148 (95) 98 (572)
PRS (microgL) nd 59 (28) nd 66 (42) 46 (9)
PO4equiv (microgL) 1425 (199) nd nd nd -
N-NH4+ (microgL) 1695 (209) 24 (35) nd 132 (226) 136 (109)
N-N03- (microgL) 1760 (179) 94 (149) nd 528 (424) 116 (141)
N-N02- (microgL) lt LD 18 (04) nd 17 (18) 11 (50)
COT (mgL) lt LD 235 (21) nd 205 (21) nd
COP (mgL) lt LD 61 (08) nd 33 (02) nd
COP () 0 65 nd 22 nd
HCO3- (mgL) 38 233 (4) 2782 170 (40) 58 (22)
CO3= (mgL) 153 (12) 66 (18) 15 158 (21) 22 (24))
SO4= (mgL) 20 (23) 43 (11) 435 6 (05) nd
Cl- (mgL) 78 (18) 41 (14) 871 30 (19) 44 (80)
Ca2+ (mgL) 44 (07) 11 (14) 179 10 (28) 17 (67)
Mg2+ (mgL) 49 (04) 55 (04) 124 38 (07) 45 (44)
Ca2+Mg2+ 09 2 14 26 38
Na+ (mgL) lt LD 53 (21) 1354 33 (28) 78 (277)
K+ (mgL) 1 (03) 5 (06) 12 3 (08) 6 (22)
Cu2+(mgL) 0003 lt LD 0089 lt LD nd
Cr6+(mgL) lt LD lt LD 0014 lt LD nd
Cd2+(mgL) lt LD lt LD nd lt LD nd
Los valores corresponden a la Media (Desviacuteo Estaacutendar)
Secchi (cm) Valor estimado de acuerdo a la composicioacuten de micronutrientes del medio LD liacutemite de
deteccioacuten de acuerdo a cada metodologiacutea analiacutetica utilizada SS Soacutelidos en suspensioacuten COT carbono
orgaacutenico total COP carbono orgaacutenico particulado PRS foacutesforo reactivo soluble nd no determinado
La caracterizacioacuten fisicoquiacutemica de las aguas de los arroyos Juan Blanco y Vitel (Buenos Aires)
indica que eacutestas no difieren significativamente entre siacute El Aordm Vitel presenta aguas maacutes alcalinas
bicarbonatadas soacutedicas con menor contenido de soacutelidos en suspensioacuten y una concentracioacuten
significativamente inferior de nitroacutegeno amoniacal y de nitratos Sin embargo el contenido de
materia orgaacutenica particulada y sulfatos es superior que en el Aordm Juan Blanco Al comparar las
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
185
caracteriacutesticas de ambos arroyos con datos bibliograacuteficos de los mismos se observan algunas
diferencias Los paraacutemetros determinados por Mercado (2000) para el Adeg Juan Blanco muestran
mayor valor de pH conductividad Cl- Na+ K+ Ca2+ y Mg2+ mientras que los soacutelidos en
suspensioacuten N-N03- PRS CO3
= HCO3- fueron mayores en las muestras de agua utilizadas en
este trabajo Para el caso del AdegVitel las diferen cias se manifiestan principalmente en un menor
pH y CO3= pero valores mayores de los iones HCO3
- Cl- Na+ K+ Ca2+ y Mg2+ (Conzonno amp
Fernaacutendez Cirelli1988) en comparacioacuten con las muestras de este arroyo utilizadas en los
ensayos de toxicidad Si bien la seleccioacuten de los Adeg Juan Blanco y Vitel se realizoacute considerando
las diferencias en sus caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas (mayor concentracioacuten de HCO3- Cl- Na+
K+ y relacioacuten Ca2+Mg2+ en aguas del Adeg Vitel) de acuerdo a los datos de M ercado (2000) y
Conzonno amp Fernaacutendez Cirelli (1988) eacutestos no se diferenciaron de la misma manera en los
muestreos realizados en este estudio para ser utilizados en ensayos de toxicidad
La principal diferencia entre el medio nutritivo y las aguas de los arroyos sin considerar el
sobreagregado de nutrientes estaacute en los niveles de concentracioacuten de la fuente de nitroacutegeno y
foacutesforo Por otra parte se destaca una mayor relacioacuten Ca2+ Mg2+ en las aguas naturales asiacute
como la presencia de iones Cl- Na+ y de carbono orgaacutenico en forma particulada y soluble
La concentracioacuten de los metales Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) medida en las aguas naturales se
encuentra por debajo del liacutemite de deteccioacuten de acuerdo a la metodologiacutea utilizada (Cu
001mgL Cr 003 Cd 0005mgL) (Tabla IV51) La concentracioacuten de cada metal en la
solucioacuten nutritiva y en la obtenida de ambos arroyos se mantuvo sin modificaciones
significativas a lo largo de la exposicioacuten verificaacutendose durante la experiencia que la maacutexima
variacioacuten registrada respecto de las concentraciones iniciales fue de 15 11 y 16 para el Cu(II)
Cr(VI) y Cd(II) respectivamente Esta pequentildea variacioacuten en la concentracioacuten de metales era de
esperar dado que se realizoacute la renovacioacuten parcial del medio a lo largo del tiempo de exposicioacuten
Ademaacutes se inicioacute el ensayo con una relacioacuten biomasa vegetal frescavolumen de exposicioacuten
(BV) muy baja (33 mgPFL) la cual alcanzoacute luego de 14 diacuteas de crecimiento valores maacuteximos
de 13 gPFL en las situaciones de miacutenima inhibicioacuten del crecimiento o en los controles
negativos En comparacioacuten con otros trabajos (Boniardi et al 1998 Maine et al 2004 Miretzky
et al 2004) estos son valores muy bajos de la relacioacuten BV por lo que no se verifica una
reduccioacuten marcada de la concentracioacuten de los metales en la solucioacuten de exposicioacuten aunque en
las plantas se cuantificoacute bioacumulacioacuten significativa de los mismos (Tabla IV55) La relacioacuten
BV inicial en las experiencias realizadas por Boniardi et al (1998) es de 67 gL y de 14gL en
el trabajo de Maine et al (2004) mientras que Miretzky et al (2004) inician sus experiencias
con 10 gL de relacioacuten BV observaacutendose en los tres casos una reduccioacuten significativa de los
metales en la solucioacuten al final de la exposicioacuten
A lo largo del periacuteodo de exposicioacuten se registroacute un aumento significativo del pH en los
medios de exposicioacuten tanto en la solucioacuten nutritiva como en las aguas de ambos arroyos El pH
alcanzoacute al finalizar el periodo de exposicioacuten los siguientes valores maacuteximos para el cobre 81
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
186
95 y 87 para el cromo 79 99 y 89 y para el cadmio 82 99 y 92 para la exposicioacuten en
solucioacuten nutritiva en aguas del Adeg Juan Blanco y d el Adeg Vitel respectivamente El incremento en
el pH del medio a lo largo del periacuteodo de exposicioacuten fueacute mayor en los tratamientos con agua
de los arroyos debido al significativo crecimiento de algas en los mismos
Los resultados del ANOVA factorial (Tabla IV52) indican una variacioacuten significativa en la
toxicidad de los tres metales asociada a los diferentes medios de exposicioacuten (solucioacuten nutritiva
vs aguas naturales) La respuesta fue diferente tanto en la TM como en el CTC en los tres
medios evaluados (Tukey p le 005) De manera general se observa que la fitotoxicidad de los
metales Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) es menor cuando la exposicioacuten se realiza en aguas naturales
(Arroyos Juan Blanco y Vitel) respecto de la exposicioacuten en solucioacuten nutritiva de crecimiento
Como excepcioacuten a esta respuesta general la exposicioacuten al Cu(II) en el Aordm Vitel produjo mayor
toxicidad que la exposicioacuten en solucioacuten nurtritiva (Figura IV52 y Tabla IV55)
Como se mencionoacute en el Capiacutetulo IV3 los efectos en la TM son mayores a las
concentraciones maacutes bajas de cada metal (ver los valores de CI10 en la Tabla IV55) Por otro
lado el CTC es un punto final de mayor sensibilidad para la evaluacioacuten de la fitotoxicidad a
altas concentraciones de metal (ver los valores de CI50 en la Tabla IV55) Estas diferencias
son maacutes evidentes cuando la exposicioacuten se realiza en aguas de los arroyos
Si bien en los tratamientos con agua de los arroyos se realiza el sobreagregado de
nutrientes equivalente a las concentraciones de la solucioacuten nutritiva se observa que los valores
de TM y CTC de los controles en aguas del Adeg Vitel y Juan Blanco son menores a los
observados para las plantas crecidas en solucioacuten nutritiva (Tablas IV53 y IV54) Estas
diferencias en la TM y CTC en los controles negativos podriacutean relacionarse con la menor
disponibilidad del Fe en las condiciones de exposicioacuten en el agua de los arroyos debido a los
valores elevados de pH HCO3- CO3
2- y Ca2+ (Salisbury amp Ross 1994 Manahan 2007) Es
importante destacar que la exposicioacuten de L gibba en medios naturales no se realiza de manera
axeacutenica ya que las aguas de los arroyos no se esterilizaron ni filtraron para la ejecucioacuten del
ensayo para no alterar sus caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas y bioloacutegicas naturales Esto promueve
el desarrollo de algas y otros microorganismos que no solo interfieren en la disponibilidad de
nutrientes para Lgibba sino que tambieacuten modifican directa o indirectamente la
biodisponibilidad de los metales en estudio (Ej Absorcioacuten yadsorcioacuten de metales aporte de
materia orgaacutenica modificacioacuten del pH etc)
Tabla IV52 ANOVA factorial de las variables tasa de multiplicacioacuten y contenido total de
clorofila Exposicioacuten de L gibba al Cu(II) Cr(VI) y Cd(II)
Tasa de
Multiplicacioacuten Cobre Cromo Cadmio
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
187
Fuente de variacioacuten GL F p GL F p GL F P
Concentracioacuten metal 5 271 0000 5 868 0000 5 348 0000
Matriz de exposicioacuten 2 502 0000 2 269 0000 2 283 0000
Error 94 - - 94 - - 103 - -
Contenido Total de
Clorofila Cobre Cromo Cadmio
Fuente de variacioacuten GL F p GL F p GL F P
Concentracioacuten metal 5 413 0000 5 552 0000 5 219 0000
Matriz de exposicioacuten 2 102 0005 2 101 0000 2 129 0000
Error 58 - - 58 - - 55 - -
Las interacciones no significativas no se indican ni se consideraron en el caacutelculo final GL
grados de libertad F razoacuten de los cuadrados medios p probabilidad
Tabla IV53 Efecto del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en la tasa de multiplicacioacuten de L gibba a los 14
diacuteas de exposicioacuten en medios con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas diferentes
Tasa de Multiplicacioacuten (1d) a
mgL b Solucioacuten Nutritiva Aordm Juan Blanco Aordm Vitel
Cobre 0 111 (45) a 96 (36) a 80 (51) a
05 107 (56) ab 86 (76) b 54 (56) b
075 95 (58) b 79 (21) bc 31 (44) c
12 65 (19) c 68 (44) c 26 (41) c
17 36 (35) d 53 (39) d 28 (51) c
3 _ 52 (36) d 21 (29) c
ANOVA (Tukey p le 005) SN ne JB ne V
mgL b Solucioacuten Nutritiva Aordm Juan Blanco Aordm Vitel
Cromo 0 111 (45) a 96 (36) a 80 (51) a
075 92 (46) b 95 (38) a 74 (43) a
15 69 (28) c 79 (55) b 72 (81) a
35 60 (22) d 71 (29) bc 55 (26) b
5 46 (42) e 65 (26) c 52 (28) b
8 _ 62 (29) c 45 (22) b
ANOVA Tukey (p le 005) SN ne JB ne V
Tabla IV53 continuacioacuten
mgL b Solucioacuten Nutritiva Aordm Juan Blanco Aordm Vitel
Cadmio 0 111 (446) a 96 (362) a 80 (510) a
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
188
005 104 (393) a 89 (517) a 79 (307) a
015 96 (571) b 90 (319) a 72 (290) b
03 65 (440) c 91 (108) a 62 (383) c
075 43 (416) d 90 (420) a 58 (152) c
15 - 74 (139) b 37 (598) d
ANOVA Tukey (p le 005) SN ne JB ne V
a Los valores corresponden a los promedios indicaacutendose los desviacuteos estaacutendar entre pareacutentesis Las
medias seguidas por la misma letra para cada columna (comparacioacuten de diferentes concentraciones
de metal en cada medio diferente) no difieren estadiacutesticamente entre siacute (Tukey p gt005) b
Concentracioacuten de los metales al inicio de la experiencia
Tabla IV54 Efecto del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en el contenido total de clorofila de L gibba a los
14 diacuteas de exposicioacuten en medios con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas diferentes
Contenido Total de Clorofila (ugmg PF) a
mgL b Solucioacuten Nutritiva Aordm Juan Blanco Aordm Vitel
Cobre 0 944 (377) a 693 (445) a 880 (435) a
05 1012 (267) a 645 (358) a 653 (383) b
075 950 (98) a 635 (105) a 378 (467) c
12 404 (795) b 416 (354) b 265 (275) d
17 47 (181) c 217 (189) c 45 (84) e
3 _ 68 (74) d 22 (39) e
ANOVA (Tukey p le 005) SN ne JB ne V
mgL b Solucioacuten Nutritiva Aordm Juan Blanco Aordm Vitel
Cromo 0 938 (736) a 688 (152) a 880 (434) a
075 833 (465) b 633 (94) a 802 (326) a
15 574 (639) c 619 (733) ab 783 (82) a
35 363 (596) d 499 (389) b 563 (415) b
5 311 (212) d 419 (679) c 499 (789) b
8 _ 331 (233) c 432 (475) b
ANOVA Tukey (p le 005) SN ne JB ne V
Tabla IV54 continuacioacuten
mgL b Solucioacuten Nutritiva Aordm Juan Blanco Aordm Vitel
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
189
Cadmio 0 938 (736) a 700 (451) a 880 (435) a
005 683 (695) b 757 (451) a -
015 596 (887) b 762 (512) a 774 (107) b
03 395 (925) c 759 (169) a 777 (415) b
075 79 (111) d 639 (585) a 674 (321) c
15 - 428 (948) b 87 (103) d
ANOVA (Tukey p le 005) SN ne JB
ne V
JB = V a Los valores corresponden a los promedios indicaacutendose los desviacuteos estaacutendar entre pareacutentesis Las
medias seguidas por la misma letra para cada columna no difieren estadiacutesticamente entre siacute (Tukey p
gt005) b Concentracioacuten de los metales al inicio de la experiencia
Tabla IV55 Valores de Concentracioacuten Inhibitoria de los metales cobre cromo y
cadmio para el clon de L gibba expuesto en solucioacuten nutritiva y en agua del Aordm Juan
Blanco y del Aordm Vitel Efecto en la tasa de multiplicacioacuten y contenido total de clorofila
luego de 14 diacuteas de exposicioacuten
Concentracioacuten Inhibitoria (mgL)
Tasa de Multiplicacioacuten Contenido Total de
Clorofila
Cobre CI10 CI50 CI10 CI50
Solucioacuten nutritiva 065
(0595-0721)
151
(0992-1996)
075
(0704-0802)
118
(0935-1379)
Aordm Juan Blanco 042
(0285-0493) gt 3
077
(0699-0815)
138
(1275-1464)
Aordm Vitel ltlt 05 069
(0641-0726) ltlt 05
073
(0703-0756)
Cromo CI10 CI50 CI10 CI50
Solucioacuten nutritiva ltlt 05 438
(325-495)
052
(0459-0893)
309
(2952-3591)
Aordm Juan Blanco 123
(0973-1455) 1078
149
(1055-2105)
670
(4742-7199)
Aordm Vitel ltlt05 824 115
(1074-1852)
759
(5482-7825)
Tabla IV5 5 continuacioacuten
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
190
Cadmio CI10 CI50 CI10 CI50
Solucioacuten nutritiva 011
(0069-01496)
035
(0164-0441) ltlt 005
022
(0135-0361)
Aordm Juan Blanco 086
(0634-0999) 296
084
(0692-0923) 168
Aordm Vitel 017
(0112-0219)
134
(1185-1483) lt 01
097
(0924-0997)
Los valores entre pareacutentesis corresponden al intervalo de confianza (95)
La estimacioacuten de la CI10 no fue posible para el intervalo de concentraciones ensayadas Caacutelculo por interpolacioacuten graacutefica
Tabla IV5 6 Relacioacuten Agua-Efecto (RAE) Variacioacuten de la biodisponibilidad de los metales en
las aguas de los arroyos con relacioacuten a la exposicioacuten en la solucioacuten nutritiva
Relacioacuten Agua-Efecto (CI Arroyo CISolucioacuten Nutritiva )
Tasa de Multiplicacioacuten Contenido Total de Clorofila
CI10ACI10SN CI50ACI50SN CI10ACI10SN CI50ACI50SN
Cobre
Aordm Juan Blanco 07 gt 2 1 12
Aordm Vitel lt 08 05 lt 07 06
Cromo
Aordm Juan Blanco gt 25 25 29 22
Aordm Vitel 1 19 22 25
Cadmio
Aordm Juan Blanco 78 85 gt 168 76
Aordm Vitel 16 38 gt 2 44
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
191
0
20
40
60
80
100
000 025 050 075 100 125 150 175
Concentracioacuten (mgL)
Aordm Vitel Aordm Juan Blanco
Cd(II)
-20
0
20
40
60
80
100
000 025 050 075 100 125 150 175
Concentracioacuten (mgL)
Solucioacuten Nutritiva
-20
0
20
40
60
80
100
00 05 10 15 20 25 30 35
0
20
40
60
80
100
0 05 1 15 2 25 3 35
Cu(II)
0
20
40
60
80
100
00 10 20 30 40 50 60 70 80 90
TM
Inhi
bici
oacuten
Cr(VI)
0
20
40
60
80
100
00 10 20 30 40 50 60 70 80 90
CTC
I
nhib
icioacute
n
Cr(VI)
Cd(II)
Cu(II)
Figura IV5 2 Curvas de toxicidad del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en Lgibba luego de 14 diacuteas
de exposicioacuten en aguas naturales y solucioacuten nutritiva de crecimiento Efecto en la tasa de
multiplicacioacuten (TM) y contenido total de clorofila (CTC)
Al evaluar la relacioacuten Agua-Efecto (RAE) (Tabla IV56) se observoacute que la maacutexima proteccioacuten
asociada a los arroyos corresponde al Cd(II) seguida por el Cr(VI) La toxicidad de los metales
para Lgibba en aguas naturales se redujo entre 1 y 2 veces para el Cu(II) entre 1 y 3 veces
para el Cr(VI) y entre 2 y 17 veces para el Cd(II) Los mayores valores de RAE se observaron
para el cadmio siendo el metal cuya biodisponibilidad es maacutes variable de acuerdo a las
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
192
caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas del medio Los resultados obtenidos con el Cu(II) indican que su
biodisponibilidad fue la que menos se modificoacute con la exposicioacuten en diferentes medios
La variacioacuten de la toxicidad asociada a las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas del medio de
exposicioacuten fue similar en ambos puntos finales siendo levemente mayor (valores de RAE maacutes
altos) en la TM para el cromo y el cobre en el Aordm Juan Blanco mientras que para el CTC es
mayor para el cadmio en ambos arroyos (Tabla IV56)
De los dos arroyos evaluados se observoacute que las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas del Ao
Juan Blanco (Tabla IV51) son las que generan menor biodisponibilidad para los tres metales
considerados observaacutendose para el mismo los valores maacutes altos de la RAE Comparando con
los valores de RAE para el Ao Vitel en el Ao Juan Blanco la toxicidad se redujo hasta 4 25 y
84 veces maacutes para el Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) respectivamente
En la Figura IV53 se muestra la variacioacuten de la toxicidad (CI50 en la TM y el CTC) en
funcioacuten de los paraacutemetros fisicoquiacutemicos maacutes relevantes considerando las principales
diferencias en la composicioacuten del agua de los arroyos Juan Blanco y Vitel en el momento del
muestreo respecto del medio de crecimiento En las figuras se observa que si bien existe
variacioacuten en los contenidos de carbono orgaacutenico total (COT) iones sulfato y bicarbonato y en la
relacioacuten Ca2+Mg2+ en los diferentes medios de exposicioacuten no existe una correlacioacuten definida
entre el aumento en los valores de estos paraacutemetros respecto de la disminucioacuten de la toxicidad
del cobre cromo y cadmio
Si bien en los tres medios de exposicioacuten considerados existen diferencias en el
contenido de sulfatos el aumento en la concentracioacuten de este ioacuten no se relaciona directamente
con la reduccioacuten en la toxicidad de los metales (Figura IV54) Para el caso del cobre se
observa que ninguno de los paraacutemetros considerados en la Figura IV53 indica una relacioacuten
clara con la reduccioacuten de la toxicidad Al considerar la toxicidad del cromo se evidencia que
eacutesta se reduce con el aumento del COT de la relacioacuten Ca2+Mg2+ y del contenido de iones
bicarbonato Para el caso del cadmio la mejor correlacioacuten con la reduccioacuten de la toxicidad se
observa con el aumento de la relacioacuten Ca2+Mg2+ y en menor medida con el COT Cabe
destacar entre los factores determinantes de la variacioacuten de la biodisponibilidad de los metales
el marcado aumento del pH en los medios de exposicioacuten Como se mencionoacute anteriormente si
bien tambieacuten se verificoacute este incremento en los tratamientos en medio nutritivo de crecimiento
este aumento fue mayor cuando la exposicioacuten se realizoacute en el agua de los arroyos
Si bien ambos arroyos no presentan marcadas diferencias en los paraacutemetros
fisicoquiacutemicos determinados dada la mayor alcalinidad contenido de materia orgaacutenica y
sulfatos del Adeg Vitel era de esperar una mayor pro teccioacuten en estas aguas respecto de las del
Aordm Juan Blanco No obstante esto los valores maacutes altos de la relacioacuten Ca2+Mg2+ y el mayor
aumento del pH a lo largo del ensayo en las aguas del Adeg Juan Blanco determinariacutean la menor
biodisponibilidad de los tres metales en este arroyo con respecto al Adeg Vitel (Gupta et al 1996
Christensen amp Christensen 2000)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
193
Cr(VI) y = 00206x + 40071R2 = 06264
Cd(II) y = 00055x + 04969R2 = 03364
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250HCO3
-(mgl)
CI5
0 (m
gl)
CI50 Cobre CI50 Cromo CI50 Cadmio
HCO3-
0
2
4
6
8
10
12
0 10 20 30 40 50 60 70SO4
=(mgl)
CI5
0 (m
gl)
CI50 Cobre CI50 Cromo CI50 Cadmio
SO4=
Cr(VI) y = 30402x + 12279R2 = 07233
Cd(II) y = 11263x - 0825R2 = 07539
0
2
4
6
8
10
12
00 05 10 15 20 25 30Ca2+Mg2+
CI5
0 (m
gl)
CI50 Cobre CI50 Cromo CI50 Cadmio
Relacioacuten Ca 2+Mg2+Carbono OrgaacutenicoTotal
Cr(VI) y = 02014x + 38475R2 = 06986
Cd (II) y = 00591x + 03738R2 = 04562
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25COT (mgl)
CI5
0 (m
gl)
CI50 Cobre CI50 Cromo CI50 Cadmio
Figura IV5 3 Variacioacuten de la toxicidad (CI50) en funcioacuten de la variacioacuten del contenido de
carbono orgaacutenico total (COT) de la relacioacuten de los iones Ca2+Mg2+ y del contenido de iones
sulfato y bicarbonato en los diferentes medios de exposicioacuten
IV532 Bioacumulacioacuten del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en aguas naturales
La Figura IV54 muestra los valores de metales bioacumulados por L gibba luego de 14 diacuteas
de exposicioacuten en medios de diferentes caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas solucioacuten nutritiva el Adeg
Juan Blanco y el Adeg Vitel Se indica ademaacutes el fact or de bioconcentracioacuten (FBC)
Los resultados de las mediciones de metales en los tejidos vegetales para las dos
concentraciones de exposicioacuten de cada metal indican que fueron bioacumulados auacuten dentro
del intervalo de toxicidad para L gibba (Figura IV54) Se observa ademaacutes que la acumulacioacuten
de los metales se incrementa con el aumento de la concentracioacuten de exposicioacuten aunque
disminuye en funcioacuten de la biodisponibilidad de los mismos cuando la exposicioacuten se realiza en
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
194
aguas de los arroyos La mayor bioacumulacioacuten y los valores maacutes altos de FBC se verifican
cuando la exposicioacuten fue en solucioacuten nutritiva Si bien la acumulacioacuten aumenta con el
incremento de la concentracioacuten externa el factor de bioacumulacioacuten se mantiene constante o se
reduce a mayor concentracioacuten de exposicioacuten Como excepcioacuten a eacutesto en la exposicioacuten al cromo
en solucioacuten nutritiva y en el Adeg Vitel tambieacuten se incrementa el FBC con el aumento de la
concentracioacuten
Figura IV54 Bioacumulacioacuten y factor de bioconcentracioacuten (FBC) en Lgibba
luego de 14 diacuteas de exposicioacuten al Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en solucioacuten nutritiva y
en agua de los arroyos Vitel y Juan Blanco
Las barras indican la concentracioacuten de cada metal en los tejidos vegetales respecto del
control (Promedio de tres repeticiones) Las letras distintas dentro de cada barra
indican diferencias significativas (p le 05) en la bioacumulacioacuten entre los distintos
medios para cada concentracioacuten de exposicioacuten Los nuacutemeros indicados en cada barra
corresponden al factor de bioconcentracioacuten
C u (II) 613
608 430528 426
414
0
100
200
300
400
500
05 075
C r(VI) 900
560
920
351339
507
0
500
1000
1500
2000
0 75 1 5
mg
Kg
PS
C d (II)
2308
2553
1000
8671200
1000
0
100
200
300
400
0 05 0 15 m g LS o lu c ioacute n N u tr i tiva A ordm V i te l A ordm Ju a n B la n co
a
a
a
a
aa b
a
b
b
b
b b
c
cba
a
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
195
Cuando comparamos los resultados en ambos arroyos se observa que en las aguas del Adeg
Juan Blanco la acumulacioacuten y el FBC fue menor para el Cu(II) y Cr(VI) respecto del Adeg Vitel
Para el Cd(II) se registra que no hay diferencias entre los dos arroyos en los valores de metal
acumulado siendo estos significativamente menores a lo registrado para las plantas expuestas
en solucioacuten nutritiva La capacidad de L gibba de bioconcentrar Cd(II) se reduce a maacutes del 50
cuando la biodisponibilidad disminuye en las aguas naturales
De los tres metales estudiados y para las condiciones experimentales en las que se
realizoacute este trabajo el Cd(II) fue el metal donde se verificaron los mayores valores de FBC en
los tres medios de exposicioacuten A bajas concentraciones de exposicioacuten (005 mgCd(II)L) aunque
se registroacute toxicidad significativa (16 y 27 en la TM y CTC respectivamente) se lograron
altos valores de FBC aunque las plantas no acumularon grandes concentraciones del metal
(Figura IV54)
La Figura IV55 muestra la variacioacuten de la bioacumulacioacuten y del factor de
bioconcentracioacuten (FBC) con relacioacuten a la toxicidad del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en Lgibba Los
valores de toxicidad graficados corresponden a la inhibicioacuten registrada en el CTC y la TM para
la exposicioacuten a 05 y 075 mgCu(II)L a 075 y 15 mgCr(VI) y a 005 y 015 mgCd(II)L
considerando la exposicioacuten en solucioacuten nutritiva y en los arroyos Vitel y Juan Blanco
Para los tres metales se observa que si bien se verificoacute toxicidad a las concentraciones
evaluadas se registra bioacumulacioacuten significativa de los mismos en los tejidos vegetales y esta
acumulacioacuten no se reduce con el aumento de la toxicidad
Con respecto a la exposicioacuten al cobre no se observa relacioacuten directa entre la toxicidad y el
FBC por lo que en el intervalo de exposicioacuten considerado la toxicidad no estariacutea condicionando
el FBC Existe una leve tendencia al incremento de la bioacumulacioacuten con el aumento de la
toxicidad dada por una mayor biodisponibilidad o por una mayor concentracioacuten de exposicioacuten al
metal al menos para el intervalo de concentraciones ensayadas
Al igual que con el cobre el FBC en la exposicioacuten al cromo no parece tener una
variacioacuten relacionada con la toxicidad La bioacumulacioacuten del cromo se incrementa auacuten a
valores de inhibicioacuten del 40
Para el caso del cadmio y en el intervalo de concentraciones estudiadas la
bioacumulacioacuten y el FBC se incrementan con el aumento de la toxicidad A mayor concentracioacuten
externa y mayor biodisponibilidad se observa mayor incorporacioacuten del metal en los tejidos y
consecuentemente mayor toxicidad
La incorporacioacuten del metal no se reduce por el aumento de la toxicidad al menos para los
porcentajes de inhibicioacuten observados por lo que estos valores de metales disponibles son
aceptables para la utilizacioacuten de esta especie en procesos de fiitorremediacioacuten No obstante
eacutesto la biodisponibilidad de los metales estariacutea condicionando la eficiencia de esta especie en
la remocioacuten de metales en ambientes naturales
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
196
Cu(II)
y = 17344x + 26541R2 = 02987
y = -01132x + 48471R2 = 00008
100
200
300
400
500
600
700
0 10 20 30 40 50 60 70 inhibic ioacuten
Bio
acum
ulac
ioacuten-
FBC
Cr(IV)y = 41275x + 23482
R2 = 05598
y = 19859x + 52347R2 = 00054
100
300
500
700
900
1100
1300
1500
1700
1900
0 5 10 15 20 25 30 35 40 inhibic ioacuten
Bio
acum
ulac
ioacuten-
FBC
Cd(II) y = 48837x + 91661R2 = 07599
y = 77149x + 63569R2 = 07177
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 inhibic ioacuten
Bio
acum
ulac
ioacuten-
FBC
Bioacum ulac ioacuten FBC FBC Bioacum ulac ioacuten
Figura IV55 Toxicidad del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en L gibba y su
relacioacuten con la variacioacuten de la bioacumulacioacuten y el factor de
bioconcentracioacuten (FBC)
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
197
De la misma manera a lo indicado en el Capiacutetulo I21 con relacioacuten a la toxicidad de los
metales Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en Lemnaacuteceas y en otras plantas vasculares los antecedentes
indican que existe una amplia variacioacuten en la capacidad de bioacumular estos metales entre
diferentes especies vegetales y auacuten dentro de las Lemnaacuteceas Estas diferencias dependen de
las concentraciones de exposicioacuten del metal de los factores fisicoquiacutemicos y bioloacutegicos que
condicionan la biodisponibilidad de los mismos ademaacutes de los mecanismos de detoxificacioacuten o
tolerancia a los toacutexicos propios de cada especie (Van Steveninck et al 1992 Sajwan amp Ornes
1994 Prasad et al 2001 Moschione et al 2002 Maine et al 2004 Miretzky et al 2004)
En los resultados obtenidos por Sajwan amp Ornes (1994) con la Lemnaacutecea Spirodela
polyrhiza evaluando la toxicidad y bioacumulacioacuten del Cd(II) en exposiciones en solucioacuten
nutritiva se observoacute que la capacidad de acumulacioacuten de esta especie fue significativamente
menor a lo registrado para L gibba en este trabajo Wahaab et al (1995) consideraron la
potencial aplicacioacuten de L minor en la remocioacuten de Cr(III) y Cu(II) en el tratamiento de liacutequidos
cloacales y domiciliarios asiacute como de efluentes industriales observando entre 2 a 3 veces
mayor capacidad de absorcioacuten del Cr(III) que del Cu(II) en exposiciones a 025 y 1 mgL de
ambos metales La absorcioacuten del Cr(III) fue 3 veces mayor a la maacutexima concentracioacuten
ensayada mientras que para el caso del Cu(II) 1 mgL producen toxicidad marcada a partir de
los 8 diacuteas de exposicioacuten Prasad et al (2001) observaron para L trisulca una alta tolerancia a la
acumulacioacuten de Cd(II) a concentraciones de exposicioacuten muy superiores (entre 11 y 56
mgCd(II)L) a las estudiadas para Lgibba Para el caso del cobre si bien observaron una
mayor toxicidad respecto del cadmio (1000 veces maacutes toacutexico) se registroacute bioacumulacioacuten a
valores de exposicioacuten entre 013 y 32 mgCu(II)L En ambos metales la acumulacioacuten fue
dependiente de la concentracioacuten externa alcanzaacutendose valores de bioacumulacioacuten de hasta 50
mgCd(II)g y 55 mgCu(II)L luego de exposiciones a 56 mgCd(II)L y 32 mgCu(II)L
respectivamente (Prasad et al 2001) En ensayos realizados por Moschione et al (2002)
comparando la acumulacioacuten de Cd(II) en solucioacuten nutritiva en Pistia stratiotes en L minor
(clon Lgm) y en L gibba (clones LgP y LgJ) se evidenciaron valores de metal acumulado y del
FBA significativamente superiores en los tres clones de Lemnaacuteceas respecto de P stratiotes
luego de la exposicioacuten a 0013 y 012 mgCd(II)L Estos autores tambieacuten observaron que el
FBC del cadmio disminuyoacute en ambas especies con el aumento de la concentracioacuten de
exposicioacuten al menos en el intervalo de concentraciones ensayadas (Moschione et al 2002)
Los estudios realizados por Miretzky et al (2004) con Spirodela intermedia y con P
stratiotes expuestas a 1mgL de Cu(II) y Cr(VI) en aguas del Adeg Vitel mostraron valores de
bioacumulacioacuten del cobre similares a los registrados para L gibba en este trabajo Sin embargo
los valores de cromo acumulados fueron significativamente inferiores a los observados para L
gibba Maine et al (2004) tambieacuten observaron para exposiciones al Cr(III) en aguas naturales
(lagunas en planicies de inundacioacuten del riacuteo Paranaacute medio) que auacuten a concentraciones toacutexicas
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
198
de este metal las especies P stratiotes y Salvinia herzogii bioacumulan cromo en sus tejidos
Estos autores verificaron que para el intervalo de exposicioacuten de 1 a 6 mgCr(III)L la
acumulacioacuten del metal en los tejidos se incrementoacute con el aumento en la concentracioacuten en el
medio de exposicioacuten En comparacioacuten con los valores registrados para L gibba en este trabajo
en aguas de ambientes naturales y para concentraciones equivalentes de Cr(VI) la capacidad
de acumulacioacuten fue mayor en las especies P stratiotes y S herzogii (Maine et al 2004) A
diferencia de los resultados obtenidos en este trabajo con el clon local de L gibba en solucioacuten
nutritiva Boniardi et al (1998) informan para L gibba que el factor de bioconcentracioacuten del
Cu(II) y Cr(VI) disminuye con el aumento de la concentracioacuten del metal para los intervalos de
exposicioacuten entre 09 y 67 mgCu(II)L y entre 01 y 1 mgCr(VI)L Los resultados obtenidos por
Dirilgen amp Dogan (2002) indican una gran tolerancia de L minor al Cr(VI) Luego de la
exposicioacuten durante 7 diacuteas a valores entre 5 y 20 mgCr(VI)L la concentracioacuten interna del metal
se incrementoacute con el aumento de la concentracioacuten externa aunque se verificoacute alta toxicidad en
las plantas expuestas a 20 mgCr(VI)L
La capacidad de Lgibba de bioacumular el Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) asiacute como las
concentraciones toacutexicas para esta especie variacutean de acuerdo a la biodisponibilidad de estos
metales dependiendo eacutesta de las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas del medio de exposicioacuten
factores importantes a tener en cuenta al considerar a esta especie en potenciales usos en
procesos de fitorremediacioacuten Si bien este clon de L gibba no se encuentra entre aquellas
especies con alta capacidad de acumulacioacuten los resultados obtenidos indican una buena
respuesta para la bioacumulacioacuten del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) a pesar de su elevada sensibilidad a
estos metales A las concentraciones de exposicioacuten al Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) consideradas en
este estudio (05 y 075 mgCu(II)L 075 y 15 mgCr(VI) y 005 y 015 mgCd(II)L) L gibba
tolera y acumula eficientemente estos metales
IV533 Biodisponibilidad del herbicida glifosato (formulado comercial Roundup regMax en
aguas naturales
En la Tabla IV57 se indican las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas del Adeg El Sauce y de la solucioacuten
nutritiva de crecimiento utilizados como medios de exposicioacuten para esta experiencia La Tabla
IV58 muestra los resultados del ANOVA factorial para los efectos del glifosato en la tasa de
multiplicacioacuten (TM) y el crecimiento foliar (CF) de Lgibba luego de 10 diacuteas de exposicioacuten en
medios con diferentes caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas En la Tabla IV59 se indican los valores
de TM y CF para cada concentracioacuten de glifosato y en los diferentes medios de exposicioacuten Las
curvas de inhibicioacuten para los diferentes puntos finales y comparando ambos medios estudiados
se indican en la Figura IV56 Las estimaciones de la CI10 y CI50 para la TM y CF asiacute como los
caacutelculos de sus respectivas RAE se muestran en las Tabla IV510 y Tabla IV511
respectivamente
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
199
Tabla IV57 Caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas y de las aguas del arroyo El Sauce (Buenos Aires) y la solucioacuten nutritiva de crecimiento
Solucioacuten Nutritiva Adeg El Sauce
Temperatura (degC) 24 (2) 24 (2)
Conductividad (microScm) nd 381
pH 70 (01) 68 (04)
Turbidez 55 113
Salinidad 001 001
SS (mgL) lt LD 188
PRS (microgl) nd 410 (160)
PO4equiv (microgl) 1410 (412) nd
N-NH4+ (microgl) 1735 (272) 75(36)
N-N03- (microgl) 1778 (375) 792 (223)
N-N02- (microgl) nd 40 (21)
COT (mgL) lt LD 13
COP (mgL) lt LD 23
COP () - 177
HCO3- (mgL) 38 (09) 102 (31)
CO3= (mgL) 153 (12) 80 (26)
SO4= (mgL) 20 (23) 25 (12)
Cl- (mgL) 78 (18) 62 (19)
Ca2+ (mgL) 44 (07) 94 (26)
Mg2+ (mgL) 49 (04) 30 (16)
Ca2+Mg2+ 09 3
Na+ (mgL) lt LD 14 (46)
K+ (mgL) 1 (03) 13 (39)
Los valores corresponden a la Media (Desviacuteo Estaacutendar) LD liacutemite de deteccioacuten de acuerdo a cada metodologiacutea analiacutetica utilizada SS Soacutelidos en suspensioacuten COT carbono orgaacutenico total COP carbono orgaacutenico particulado PRS foacutesforo reactivo soluble nd no determinado
Al comparar las caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas de los dos medios de exposicioacuten utilizados en el
ensayo se observa que las aguas del Aordm El Sauce son neutras de baja dureza y alcalinidad
bajos soacutelidos en suspensioacuten pero alta materia orgaacutenica soluble y particulada En comparacioacuten
con los paraacutemetros quiacutemicos del medio nutritivo las aguas del Adeg El Sauce se diferencian por
tener mayor concentracioacuten de HCO3- Na+ K+ Ca2+ relacioacuten Ca2+Mg2+ y fundamentalmente
por la presencia de soacutelidos en suspensioacuten carbono orgaacutenico soluble y particulado (Tabla
IV57) Si bien no fueron determinados en este trabajo los resultados obtenidos por Mugni
(2009) en este mismo arroyo y similar periodo de muestreo indican que de los soacutelidos en
suspensioacuten solamente entre el 2 al 6 corresponde a carbono orgaacutenico particulado
representando el resto de los soacutelidos a compuestos inorgaacutenicos
Las concentraciones de glifosato cuantificadas al inicio del ensayo se redujeron a lo largo de
los 10 diacuteas de exposicioacuten Esta reduccioacuten fue mayor en la exposicioacuten en solucioacuten nutritiva (entre
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
200
28 y 35) respecto de las aguas del Adeg El Sauce (en tre 12 y 20) Durante el periodo de
exposicioacuten se verificoacute un aumento significativo en el pH del medio de exposicioacuten siendo mayor
la variacioacuten en las aguas del Adeg El Sauce Al inici o de la experiencia el valor de pH fue de 69 en
ambos medios alcanzando valores de hasta 78 (media plusmn DS 749 plusmn 0121 n10) y 94 (media
plusmn DS 919 plusmn 0118 n10) en el medio nutritivo y en las aguas del arroyo respectivamente Igual
a lo mencionado para la exposicioacuten a metales en aguas naturales este incremento en los
valores de pH estariacutea asociado al crecimiento de algas verificado durante el ensayo
Los resultados del ANOVA factorial de las variables tasa de multiplicacioacuten y crecimiento
foliar indican que existen diferencias significativas (ple005) en la toxicidad del glifosato cuando
la exposicioacuten se realiza en medios con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas diferentes (Tabla IV58)
El anaacutelisis de las interacciones (matrizconcentracioacuten de herbicida) muestra que estas son
significativas indicando que la variacioacuten en la toxicidad asociada a los diferentes medios de
exposicioacuten es dependiente de la concentracioacuten de exposicioacuten
Tabla IV58 ANOVA factorial de las variables tasa de multiplicacioacuten y crecimiento foliar Exposicioacuten de L gibba al glifosato en medios con diferentes caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas
Tasa de Multiplicacioacuten
Fuente de variacioacuten GL F p
Concentracioacuten de herbicida 5 1483 0000
Matriz de exposicioacuten 1 393 0000
MatrizConcentracioacuten 5 542 0000
Error 36 - -
Crecimiento Foliar (eje longitudinal) Frondes madres
Fuente de variacioacuten GL F p
Concentracioacuten de herbicida 4 9068 0000
Matriz de exposicioacuten 1 625 0013
MatrizConcentracioacuten 4 4005 0000
Error 609 - -
Crecimiento Foliar (eje longitudinal) Frondes hijas
Fuente de variacioacuten GL F p
Concentracioacuten de herbicida 4 1936 0000
Matriz de exposicioacuten 1 8425 0000
MatrizConcentracioacuten 4 371 0005
Error 694 - -
GL grados de libertad F razoacuten de los cuadrados medios p probabilidad
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
201
En la exposicioacuten en aguas del Adeg El Sauce al igual a lo observado para el crecimiento en aguas
de los arroyos Juan Blanco y Vitel se observa que si bien se realiza el sobreagregado de
nutrientes la TM y CF de las frondes madres en los controles es menor al crecimiento que se
verifica cuando la exposicioacuten es en solucioacuten nutritiva de ensayo (Tabla IV59) No obstante
esto en los controles negativos en solucioacuten nutritiva y en agua del arroyo con nutrientes la
produccioacuten de biomasa siguioacute un modelo de crecimiento exponencial durante los diacuteas de
exposicioacuten (Huebert amp Shay 1993a)
Tabla IV59 Efecto del glifosato en tasa de multiplicacioacuten y crecimiento foliar de L gibba a los 10 diacuteas de exposicioacuten en medios con caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas diferentes
Tasa de Multiplicacioacuten (1d) a
Glifosato mg paL b Solucioacuten Nutritiva Aordm El Sauce
0 146 (297) a 125 (156) a
1 143 (539) a 121 (344) a
25 138 (287) b 115 (454) b
5 127 (595) c 109 (364) b
15 47 (471) d 101 (494) c
ANOVA (Tukey p le 005) SN ne Adeg
Crecimiento Foliar Eje Longitudinal (mm)
Frondes madres
Glifosato mg paL b Solucioacuten Nutritiva Aordm El Sauce
0 395 (0679) a 361 (0456) a
1 385 (0543) a 356 (0673) a
25 383 (0569) a 359 (0463) a
5 332 (0396) b 351 (0549) b
15 195 (0652) c 319 (0459) b
ANOVA (Tukey p le 005) SN ne Adeg
Crecimiento Foliar Eje Longitudinal (mm)
Frondes hijas
Glifosato mg paL b Solucioacuten Nutritiva Aordm El Sauce
0 184 (0353) a 209 (0451) a
1 185 (0295) a 193 (0352) a
25 193 (0378) a 202 (0392) a
5 123 (0452) b 177 (0399) b
15 075 (0315) c 151 (0358) b
ANOVA (Tukey p le 005) SN ne Adeg a Los valores corresponden a los promedios indicaacutendose los desviacuteos estaacutendar entre pareacutentesis
Las medias seguidas por la misma letra para cada columna no difieren estadiacutesticamente entre siacute
(Tukey p gt005) b Concentracioacuten del glifosato (pa) al inicio de la experiencia
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
202
Tasa de Multiplicacioacuten
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20mgL
in
hibi
cioacuten
C recimiento Foliar frondes adultas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20mgL
in
hibi
cioacuten
C recimiento Foliar frondes hijas
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20mgL
in
hibi
cioacuten
Medio Crecimiento Aordm El Sauce
Las curvas dosis respuesta para el glifosato (Figura IV56) asiacute como los valores de
Concentracioacuten Inhibitoria (Tabla IV510) indican mayor inhibicioacuten en la tasa de multiplicacioacuten y
el crecimiento foliar cuando la exposicioacuten se realiza en el medio de crecimiento estandarizado
observaacutendose reduccioacuten significativa de la toxicidad cuando la exposicioacuten es en aguas del
arroyo (Tabla IV59) Si bien en estas condiciones la toxicidad del Roundup fue menor que en
la exposicioacuten en solucioacuten nutritiva auacuten a bajas concentraciones en el Adeg El Sauce se registroacute
inhibicioacuten significativa La exposicioacuten a 25 y 5 mg paL produjo inhibicioacuten en la TM y CF
respectivamente (Figura IV56 Tabla IV59)
Figura IV56 Toxicidad del Roundup en Lgibba expuesta en medio de
crecimiento y en aguas del Aordm El Sauce Respuesta en la tasa de
multiplicacioacuten y en el crecimiento foliar Las concentraciones corresponden
a mg paL al inicio del ensayo
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
203
Si bien en esta experiencia no se cuantificoacute el contenido total de clorofila se observoacute clorosis en
las plantas expuestas a 25 mg paL y concentraciones mayores tanto en la exposicioacuten en
solucioacuten nutritiva como en aguas del arroyo De igual modo a lo mencionado en el Capiacutetulo
IV434 la clorosis se observoacute en las yemas y frondes hijas mientras que las frondes adultas
verificaron clorosis a concentraciones mayores Otro efecto observado por exposicioacuten al
Roundup en ambos medios de ensayo fue la inhibicioacuten en la elongacioacuten de las raiacuteces a partir
de la exposicioacuten a 5 mg paL
Tabla IV510 Valores de Concentracioacuten Inhibitoria (CI) del Roundup para la tasa de
multiplicacioacuten (TM) y el crecimiento foliar (CF) por exposicioacuten en aguas del Adeg El Sauce y en
solucioacuten nutritiva de crecimiento
Medio de Crecimiento Aordm El Sauce
TM CF (Eje Long) TM CF (Eje Long) CI
mg paL Madres Hijas Madres Hijas
CI10 35 48 31 68 133 69
CI50 133 147 124 456 593 261
Tabla IV511 Relacioacuten Agua-Efecto (RAE) Variacioacuten de
la biodisponibilidad del glifosato en las aguas del Adeg El
Sauce con relacioacuten a la exposicioacuten en la solucioacuten nutritiva
TM CF
(Eje Long) RAE
CIArroyo CIMedio Madres Hijas
CI10CI10 19 28 23
CI50CI50 34 41 22
Los valores de relacioacuten agua-efecto (RAE) indicados en la Tabla IV511 muestran que la
toxicidad del glifosato para L gibba (CF de las frondes madres) se redujo hasta 4 veces cuando
la exposicioacuten de los individuos se realizoacute en aguas del Adeg El Sauce (El 50 de efecto en el CF
se evidencia con 4 veces la concentracioacuten de glifosato respecto de la exposicioacuten en solucioacuten
nutritiva) Las menores diferencias se evidenciaron en la TM y en el CF de las frondes hijas
donde se observa que para alcanzar el 10 de inhibicioacuten es necesario duplicar la
concentracioacuten de exposicioacuten cuando eacutesta se realiza en aguas naturales Al comparar la RAE
correspondiente a la CI10 se observa que a niveles bajos de inhibicioacuten los valores de RAE son
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
204
menores tanto para TM como para el CF de las frondes madres Cuando la exposicioacuten fue a
concentraciones mayores del herbicida (CI50) se registroacute una mayor diferencia entre la toxicidad
por exposicioacuten en medio nutritivo y en el agua del arroyo (Tabla IV511) Esto implica que si
bien hay un efecto protector de la toxicidad por reduccioacuten de la biodisponibilidad del herbicida
cuando la exposicioacuten se realiza en aguas naturales este efecto es menor a concentraciones
bajas maacutes representativas de las exposiciones esperadas en ambientes acuaacuteticos aledantildeos a
campos con cultivos RR
Si bien el glifosato es de alta solubilidad en los cuerpos de agua superficiales se adsorbe
fuertemente a la arcilla limo y materia orgaacutenica del sedimento y del material particulado en
suspensioacuten disminuyendo de esta manera la biodisponibilidad para los vegetales (WSSA 1994
Cox 1998 Information Ventures Inc 2002 Morillo et al 2000 Tsui amp Chu 2004) Ademaacutes
como ya se ha discutido en el Capiacutetulo IV43 la alta toxicidad del formulado Roundup estaacute
asociada no soacutelo al principio activo glifosato sino tambieacuten a sus coadyuvantes entre los cuales
el POEA es el componente mayoritario constituyendo entre el 10 y 20 del formulado (Tsui amp
Chu 2003 Tsui y Chu 2004) Estudios realizados por Wang et al (2005) para evaluar el efecto
de los sedimentos en la biodisponibilidad del POEA indican que la disminucioacuten de la toxicidad
de estos surfactantes estaacute directamente relacionada con la presencia de arcillas y carbono
orgaacutenico en el medio de exposicioacuten Estos autores asocian ademaacutes la reduccioacuten de la toxicidad
del POEA a lo largo del tiempo de exposicioacuten con la biodegradacioacuten de estos compuestos por
la actividad microbiana del medio Los resultados informados por Tsui amp Chu (2004) tambieacuten
corroboran la reduccioacuten de la biodisponibilidad del glifosato y del POEA (formulado Roundup)
asociada a la presencia de carbono orgaacutenico particulado
Considerando los datos bibliograacuteficos del paacuterrafo anterior y dadas las caracteriacutesticas
fisicoquiacutemicas de los medios de exposicioacuten utilizados en este trabajo la disminucioacuten de la
biodisponibilidad del herbicida (principio activo y coadyuvantes) en las aguas del Adeg El Sauce
estariacutea asociada principalmente a la presencia de materia orgaacutenica de este cuerpo de agua Si
bien no se ha cuantificado en este trabajo el contenido de arcillas en las aguas del Adeg El Sauce
eacutestas estariacutean tambieacuten interviniendo en la reduccioacuten de la biodisponibilidad del Roundup cuando
la exposicioacuten es en aguas naturales Un estudio realizado por Camilion et al (2006) en lotes con
siembra directa en las maacutergenes del Adeg El Sauce in dican que hay un alto porcentaje de
transporte de arcillas hacia el arroyo en el agua de escorrentiacutea asociada a los eventos de lluvia
De acuerdo a los resultados informados en el Capiacutetulo IV43 a la concentracioacuten de glifosato
esperada en el ambiente (CEA) luego de una aplicacioacuten en el cultivo de 15 kgha (CEA134
mgL) se espera que ocurran efectos significativos en L gibba en el crecimiento foliar (CF) y en
el nuacutemero de frondes por colonia (NFC) Pero si consideramos que cuando la exposicioacuten al
glifosato es en aguas naturales es necesario duplicar la concentracioacuten para observar inhibicioacuten
significativa (CI10 para TM y CF de frondes hijas Tabla IV511) la CEA no seriacutea toacutexica al
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
205
menos para la especie no blanco L gibba No obstante es importante destacar que en estas
estimaciones de riesgo de exposicioacuten soacutelo se estaacute considerando el contacto de la planta con el
herbicida en solucioacuten en el cuerpo de agua y no la posible exposicioacuten por contacto superficial
directo asociado a la deriva durante la aplicacioacuten Por otra parte hay que tener en cuenta que
para el caacutelculo de la CEA (Boutin et al 1993 Boutin et al 1995) se utilizan las dosis de
aplicacioacuten recomendadas sin considerar que en muchos casos el productor no respeta esas
recomendaciones de aplicacioacuten (dosis y distancias de aplicacioacuten respecto de cuerpos de agua)
o repite las aplicaciones (Ej aplicacioacuten de herbicida seguida de precipitaciones) aumentando
en estos casos la concentracioacuten de exposicioacuten y el impacto en el ambiente Ademaacutes cuando el
herbicida es utilizado para el control de malezas acuaacuteticas su incorporacioacuten al ambiente es auacuten
mayor Conocer la biodisponibilidad del herbicida glifosato en ambientes naturales aporta
informacioacuten importante para la evaluacioacuten del riesgo del uso de este herbicida en las especies
no blanco de nuestros agroecosistemas
Martin et al (2003) evaluaron en exposiciones a campo el estado fisioloacutegico de plantas
acuaacuteticas en un arroyo asociado a un campo con cultivo de soja RR (Pergamino Pcia Bs As)
observando inhibicioacuten significativa en el CTC en las especies acuaacuteticas Sagittaria
montevidensis Hydrocotile ranunculoides y Pontederia rotundifolia (25 71 y 12
respectivamente) a los cuatro diacuteas de la aplicacioacuten (15 kgha CEA de 134 mgL) Estos
autores observaron ademaacutes efecto significativo en el CTC (38) y en la TM (45) en la
lemnaacutecea Spirodela intermedia en sistemas de limnocorrales luego de 7 diacuteas de la aplicacioacuten
del Roundup en los cultivos de soja RR a ambas maacutergenes del arroyo El Sauce (Martin et al
2005) Si bien en estos trabajos no se discrimina el aporte de la toxicidad del Roundup por
contacto superficial o por solucioacuten se evidencia claramente el impacto del herbicida en la flora
acuaacutetica
IV54 CONCLUSIONES
- La fitotoxicidad del cobre cromo y cadmio para Lemna gibba es menor en las aguas de los
arroyos indicando una menor biodisponibilidad de estos metales en los ambientes
naturales
- En las aguas del Ao Juan Blanco la biodisponibilidad para el Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) fue menor
observaacutendose menor toxicidad en L gibba respecto de la exposicioacuten en solucioacuten nutritiva y
en aguas del Adeg Vitel
- Los valores maacutes altos de la Relacioacuten Agua Efecto (RAE) se observaron para el Cd(II)
seguido del Cr(VI) y en tercer lugar el Cu(II) indicando que es con el cadmio donde maacutes se
modificoacute la biodisponibilidad al realizar la exposicioacuten en cuerpos de agua naturales
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
206
- Si bien no se evidencia una correlacioacuten definida entre cada uno de los paraacutemetros
fisicoquiacutemicos y la variacioacuten en la biodisponibilidad de los metales en aguas de los arroyos
la complejidad de esta matriz de exposicioacuten reduce significativamente la toxicidad de estos
contaminantes respecto de la exposicioacuten en solucioacuten nutritiva
- Si bien el clon de L gibba no se encuentra entre aquellas especies con alta capacidad de
acumulacioacuten utilizables en procesos de fitoremediacioacuten los resultados obtenidos indican
una buena respuesta en la bioacumulacioacuten del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) a pesar de la elevada
sensibilidad a estos metales
- La fitotoxicidad del glifosato para Lemna gibba es menor cuando la exposicioacuten ocurre en las
aguas del Adeg El Sauce indicando una menor biodispo nibilidad de este herbicida en
ambientes naturales
- La menor disponibilidad del Roundup (pa glifosato y coadyuvantes) en aguas naturales del
Adeg El Sauce estariacutea asociada principalmente al cont enido de carbono orgaacutenico de las
mismas
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
207
V CONCLUSIONES GENERALES
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
208
V CONCLUSIONES GENERALES
El estudio comparativo de los efectos de tres metales pesados y del herbicida glifosato sobre
plantas vasculares con el ensayo de toxicidad aguda con semillas de Lactuca sativa y el
ensayo de toxicidad subcroacutenica con las macroacutefitas Lemna gibba y L minor permite concluir
que ambas pruebas son herramientas de diagnoacutestico ecotoxicoloacutegico de buena sensibilidad
para la evaluacioacuten de efectos fitotoacutexicos de contaminantes ambientales
Estos bioensayos son complementarios y no reemplazables uno por otro en sus aplicaciones
para el diagnoacutestico de efectos de contaminantes Cada uno aporta informacioacuten relevante y
complementaria referida a diferentes etapas ontogeacutenicas y procesos fisioloacutegicos de las plantas
vasculares En su implementacioacuten poseen ventajas y desventajas concernientes a la
metodologiacutea de aplicacioacuten sensibilidad de respuesta costos de ejecucioacuten representatividad
ecoloacutegica etc
A pesar de la menor sensibilidad del ensayo de toxicidad aguda con semillas su raacutepida
ejecucioacuten facilita su uso en estudios preliminares de muestras o compuestos de toxicidad
desconocida Diferentes aplicaciones permitieron detectar baja variabilidad en la medida de los
puntos finales respecto de lo observado en las Lemnaacuteceas
La obtencioacuten y seleccioacuten de semillas aptas para el ensayo es simple mantenieacutendose el vigor y
poder germinativo adecuado al menos durante dos antildeos en condiciones apropiadas de
conservacioacuten El desarrollo del ensayo y medida de los puntos finales es simple no se requiere
equipamiento especial y conlleva bajos costos de ejecucioacuten
En el ensayo de toxicidad aguda con L sativa en la exposicioacuten a metales pesados la inhibicioacuten
de la elongacioacuten de la radiacutecula y del hipocoacutetilo son puntos finales relevantes siendo la
elongacioacuten de la radiacutecula el de mayor sensibilidad
El ensayo subcroacutenico con Lemnaacuteceas es muy sensible a la exposicioacuten a metales pesados y al
herbicida glifosato con potencial intereacutes en diagnoacutestico ecotoxicoloacutegico en la regioacuten dado que
L gibba es una especie representativa de los ambientes leacutenticos de casi todo el paiacutes
El mantenimiento de condiciones estandarizadas y controladas en la produccioacuten de biomasa y
ejecucioacuten del ensayo de toxicidad asiacute como la correcta aclimatacioacuten de los individuos previo a
la realizacioacuten de un ensayo de toxicidad reduce la variabilidad no asociada a los toacutexicos El
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
209
tamantildeo de las Lemnaacuteceas en comparacioacuten a otras macroacutefitas permite trabajar con un nuacutemero
amplio de reacuteplicas en voluacutemenes reducidos
La estandarizacioacuten y unificacioacuten de protocolos de ensayo tanto respecto a la obtencioacuten
produccioacuten y conservacioacuten de biomasa (semillas-cultivo de clones) al procedimiento de ensayo
y medicioacuten de puntos finales asiacute como a los criterios de anaacutelisis e interpretacioacuten de los
resultados es fundamental para obtener informacioacuten confiable para estimaciones de riesgo o
peligrosidad de un contaminante o muestra ambiental
En el bioensayo con Lemnaacuteceas no se observan patrones generales y definidos en la
sensibilidad de respuesta de los distintos puntos finales La sensibilidad de eacutestos es variable y
dependiente del toacutexico evaluado de la concentracioacuten de exposicioacuten y del clon utilizado Ninguacuten
paraacutemetro es el maacutes sensible a todos los toacutexicos ensayados La informacioacuten que aporta cada
uno es relevante y complementaria por lo que se sugiere abarcar varios puntos finales en el
estudio de la fitotoxicidad
La respuesta en la relacioacuten claclb es de baja sensibilidad para los tres metales aunque aporta
informacioacuten acerca del modo de accioacuten del toacutexico en la inhibicioacuten del contenido total de
clorofila El contenido total de clorofila es un paraacutemetro muy afectado en Lemnaacuteceas tanto por
los metales como por el glifosato Su cuantificacioacuten puede ser muy subestimada cuando los
efectos son diferenciados en las frondes joacutevenes respecto de las adultas especialmente a
bajos niveles de exposicioacuten o como con el glifosato cuando los efectos son mayores en las
yemas y frondes joacutevenes El tamantildeo de las frondes expresado como aacuterea foliar o como
crecimiento foliar aunque es una medida laboriosa es de muy buena sensibilidad
La tasa de multiplicacioacuten y el nuacutemero de frondes por colonia presentan buena respuesta a
bajas concentraciones de exposicioacuten son de faacutecil de determinacioacuten y no destructivos
Considerar diversos puntos finales en la aplicacioacuten de los bioensayos para evaluar la
fitotoxicidad de los metales y el herbicida glifosato permite abarcar un intervalo maacutes amplio de
respuestas mejorando asiacute la capacidad de detectar toxicidad al considerar un espectro mayor
de posibles sitios de accioacuten para los contaminantes Los distintos puntos finales poseen
umbrales de respuesta diferentes manifestando distinta sensibilidad frente a los toacutexicos
Los resultados de la exposicioacuten aguda de L sativa a metales pesados evidencian que el cobre
es el metal maacutes toacutexico seguido del cadmio siendo el cromo el de menor toxicidad mientras
que en las Lemnaacuteceas es el cadmio el maacutes toxico seguido del cobre y por uacuteltimo el cromo
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
210
La sensibilidad de los clones de L gibba y el de L minor para el cobre cromo y cadmio se
encuentra en el mismo orden o en muchos casos muy superior a lo registrado en la bibliografiacutea
para estas especies y otras plantas vasculares La variabilidad intra e interespeciacutefica observada
es baja La respuesta del clon local de L gibba (clon LgP) es comparable a la del clon LgJ de la
misma especie La sensibilidad de L gibba es en general mayor o equivalente a la de L minor
La sensibilidad del ensayo subcroacutenico con Lemnaacuteceas para la evaluacioacuten de la fitotoxicidad del
Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) es significativamente mayor respecto del ensayo agudo con L sativa El
bioensayo de toxicidad subcroacutenico con L sativa aunque de mayor complejidad metodoloacutegica
respecto del de exposicioacuten aguda mejora significativamente la sensibilidad de esta especie al
Cr(VI) y supera incluso a la sensibilidad de las Lemnaacuteceas
La respuesta aguda y subcroacutenica con L sativa y subcroacutenica con Lemnaacuteceas al cobre cromo y
cadmio permite el uso de estas especies como herramienta de control del nivel de metales
pesados en efluentes industriales o en sitios de vuelco de aguas superficiales en aacutereas urbano
industriales
Los efectos fitotoacutexicos en L gibba (clon LgP) por exposicioacuten al glifosato como principio activo y
como formulado RoundupMax se registran a partir de 1 mg paL Los efectos observados
incluyen alteraciones en la tasa de multiplicacioacuten en el crecimiento y morfologiacutea foliar el
nuacutemero de frondes y la arquitectura de las colonias asiacute como en el contenido de clorofila y el
crecimiento de las raiacuteces
La inhibicioacuten de la abscisioacuten promoviendo colonias con nuacutemero anormal de frondes es una
respuesta fitotoacutexica novedosa registrada a bajas concentraciones de glifosato Resulta tambieacuten
ineacutedito como efecto fitotoacutexico aunque de compleja interpretacioacuten y cuantificacioacuten la evaluacioacuten
de la arquitectura de la colonia integrando los efectos en el nuacutemero de frondes crecimiento y
morfologiacutea foliar y elongacioacuten de los estipes
Los niveles de dantildeo registrados en L gibba (clon LgP) en ensayos de laboratorio a 1 mgL
concentracioacuten de glifosato esperada en el ambiente acuaacutetico para las aplicaciones en los
cultivos de las dosis recomendadas concuerdan con lo observado para esta especie en
ensayos confinados a campo en los que se detectaron niveles similares de glifosato en aguas
luego de la aplicacioacuten del herbicida en un cultivo de soja RR adyacente
La toxicidad del herbicida glifosato comparando concentraciones equivalentes como principio
activo y como formulado comercial RoundupMax es significativamente mayor cuando la
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
211
exposicioacuten es al producto formulado Estas diferencias estaacuten asociadas a la presencia de
coadyuvantes en el formulado los que aportan toxicidad a la vez de favorecer la disponibilidad
del principio activo potenciando sus efectos
El glifosato a concentraciones relevantes de exposicioacuten ambiental es fitotoacutexico para la flora no
blanco Si se considerara la exposicioacuten por contacto directo por deriva en las poblaciones
naturales de los ambientes riparios se esperariacutea un riesgo mayor con niveles superiores de
dantildeo lo cual confirman otros trabajos con ensayos confinados a escala de campo realizados
en nuestros agroecosistemas
El clon local de L gibba utilizado en este trabajo resulta ser un organismo de referencia uacutetil para
la evaluacioacuten del impacto del uso de este herbicida ya que es muy sensible a niveles de
glifosato factibles de encontrarse en ambientes acuaacuteticos de agroecosistemas de la regioacuten
pampaacutesica
Los valores de sensibilidad observados en los ensayos agudos y subcroacutenicos con L sativa y
con los tres clones de Lemnaacuteceas tanto para los metales pesados como para el herbicida
glifosato superan en por lo menos un orden de magnitud a las concentraciones establecidas
para los niveles guiacutea de proteccioacuten de la vida acuaacutetica indicando que al menos para estas
especies y en las condiciones y tiempos de exposicioacuten ensayadas existe un intervalo amplio
de proteccioacuten
La exaltacioacuten o estimulacioacuten en la respuesta observada a bajas concentraciones de exposicioacuten
a metales y al herbicida glifosato para algunos puntos finales no debe ser interpretada como
un efecto beneficioso para los organismos Se corresponde simultaacuteneamente con efectos
inhibitorios en otros paraacutemetros a niveles de exposicioacuten equivalentes
La toxicidad de los metales y del herbicida glifosato en L gibba disminuye significativamente en
aguas naturales respecto a la solucioacuten nutritiva dependiendo su biodisponibilidad de las
caracteriacutesticas fisicoquiacutemicas de las mismas
El clon local de L gibba posee buena capacidad de bioacumulacioacuten del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II)
auacuten a niveles de exposicioacuten fitotoacutexicos para esta especie En el intervalo estudiado la
acumulacioacuten se incrementa con el aumento de la concentracioacuten de exposicioacuten y disminuye con
la biodisponibilidad de cada metal
Luego de la exposicioacuten subletal a un contaminante los efectos observados no revierten
completamente a la condicioacuten inicial luego de un periodo de recuperacioacuten en ausencia de
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
212
toacutexico Los efectos fitotoacutexicos pueden a su vez incrementarse La capacidad de recuperacioacuten L
sativa y Lemnaacuteceas depende de la concentracioacuten de exposicioacuten al contaminante asiacute como del
paraacutemetro afectado y niveles de inhibicioacuten alcanzados en la exposicioacuten
Los resultados obtenidos en este trabajo correspondiente a los efectos fitotoacutexicos del Cu(II)
Cr(VI) y Cd(II) y al herbicida glifosato en semillas y plaacutentulas de L sativa y en clones de L
gibba y L minor considerando puntos finales de respuesta que abarcan un amplio espectro de
procesos fisioloacutegicos asiacute como diferentes etapas ontogeacutenicas ademaacutes de paraacutemetros
poblacionales aporta informacioacuten relevante y complementaria a la disponible en la bibliografiacutea
acerca de la fitotoxicidad de estos contaminantes La informacioacuten generada sobre la variacioacuten
de la sensibilidad intra e interespeciacutefica los efectos del tiempo de exposicioacuten en la variacioacuten de
la toxicidad y en el establecimiento de umbrales de respuesta la biodisponibilidad de los
contaminantes en ambientes naturales de la zona asiacute como la evaluacioacuten de la capacidad de
recuperacioacuten de los dantildeos es indispensable para el establecimiento de niveles guiacutea de
proteccioacuten ambiental asiacute como para la estimacioacuten del riesgo para las poblaciones naturales
Si bien en Argentina se han realizado ejercicios de intercalibracioacuten del ensayo de toxicidad
aguda con semillas ademaacutes de su inclusioacuten entre los protocolos del IRAM para la evaluacioacuten
de efectos fitotoacutexicos en plantas vasculares el uso del ensayo subcroacutenico con Lemnaacuteceas no
estaacute difundido ni considerado en nuestro paiacutes en evaluaciones ecotoxicoloacutegicas La buena
sensibilidad constatada para las Lemnaacuteceas en este trabajo de tesis inclusive en el clon local
de L gibba seleccionado ademaacutes de la estandarizacioacuten de biomasa en laboratorio y del
protocolo de ensayo toxicidad aportan informacioacuten que avala su uso en futuras aplicaciones
ambientales
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
213
VI ANEXOS
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
214
VI ANEXOS
VI 1 Niveles de metales pesados en los diferentes compartimentos de ambientes
acuaacuteticos en la cuenca del Riacuteo de La Plata
Estudios realizados en cuerpos de agua en aacutereas urbano-industriales de la Capital Federal
Gran Buenos Aires y La Plata asiacute como en el Riacuteo de la Plata y su franja costera revelan
distintos niveles de contaminacioacuten por metales pesados
Con relacioacuten a la cuenca del Riacuteo Santiago tributario del Riacuteo de la Plata se han realizado
diferentes estudios tendientes a caracterizar el nivel de contaminacioacuten por metales de las
aguas y sedimentos Para las aguas del Riacuteo Santiago y la zona cercana del Riacuteo de la Plata en
monitoreos realizados entre 1985 y 1989 se citan concentraciones de cobre entre 002 y 012
mgL entre lt 0001 a 0150 mgL de zinc y de hasta 0005 mgL para el plomo y cromo
mientras que estos metales en aguas del canal Oeste de acceso al Puerto La Plata alcanzan
valores de 8 mgZnL 38 mgCrL 3 mgCuL y 013 mgPbL en sitios de vuelcos industriales
(Cattogio 1991 Ronco et al 1992)
Colombo et al (1996) describen la presencia de altas concentraciones de metales en
sedimentos del Riacuteo Santiago del canal de acceso al Puerto La Plata del Riacuteo de la Plata (a la
altura de la ciudad de La Plata) y de la franja costera asiacute como en el material particulado en
suspensioacuten en agua Estos autores registran las maacuteximas concentraciones en el sedimento del
Riacuteo Santiago y en el material particulado en suspensioacuten predominando metales de claro origen
antroacutepico como el plomo zinc y cobre ademaacutes del manganeso cuyo origen es principalmente
natural
En el informe correspondiente al antildeo 1997 del monitoreo de la calidad de las aguas de la
franja costera sur del Riacuteo de la Plata desde la localidad de San Fernando hasta Magdalena
(AA-AGOSBA-ILPLA-SHN 1997) se menciona al cromo seguido del plomo como los metales
maacutes abundantes en agua alcanzando en los puntos maacutes criacuteticos ndashcosta de Avellaneda y
Quilmes- valores de hasta 0060 mgCrL Al igual que lo mencionado por Colombo et al (1996)
la mayor concentracioacuten en agua se la encuentra asociada al material particulado en
suspensioacuten Otros metales pesados como el cadmio o el mercurio presentan niveles promedio
muy bajos (00005 mgHgL y 000005 mgCdL) El anaacutelisis de los sedimentos revela valores
promedio de cromo de 11 a 78 mgkg de 6 a 55 mgkg de plomo lt 05 a 12 mgkg de cadmio
y lt 004 a 08 mgkg de mercurio (AA-AGOSBA-ILPLA-SHN 1997)
En estudios realizados por Villar et al (1998) se evaluoacute el contenido de metales en la
columna de agua y en los sedimentos de la cuenca baja del Riacuteo Paranaacute (desde la ciudad de
Santa Fe hasta la desembocadura) y en la franja costera sur del Riacuteo de la Plata (desde la
localidad de San Isidro hasta Punta Blanca) Los valores maacuteximos hallados en la columna de
agua del Riacuteo Paranaacute y Riacuteo de La Plata fueron lt 0001 y 0002 mgL de cadmio 0027 y 0102
mgL de cromo 0021 y 0045 de plomo y 0072 y 0116 mgL de zinc respectivamente
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
215
estando estos valores asociados con los sitios de maacutexima descarga de contaminantes en los
cuerpos de agua Para el material particulado en suspensioacuten del Riacuteo Paranaacute y en los
sedimentos del Riacuteo de La Plata los niveles registrados fueron lt 1 y 1 mgkg de cadmio 96 y
192 mgk de cromo 147 y 141 mgkg de plomo y 111y 332 mgkg de zinc respectivamente
Cataldo et al (2001) informan para las aguas del Riacuteo Paranaacute inferior valores de Zn Cu y Cr
entre 16 y 49 veces superior a los liacutemites permitidos para la proteccioacuten de la vida acuaacutetica
Estudios maacutes recientes realizados por Villar et al (2001) informan para las aguas del Riacuteo de
La Plata (altura de de Punta Lara a 50 km de la ciudad de Buenos Aires) valores de Cu y Cr
de 0008 y 0 011 mgL respectivamente y valores de Cd menores al liacutemite de deteccioacuten
(00002 mgL) Estos resultados indican una gran variacioacuten en la concentracioacuten de metales
para las aguas del Riacuteo de La Plata en comparacioacuten a lo informado en estudios anteriores (AA-
AGOSBA-ILPLA-SHN 1997 Villar et al 1998)
Para el caso de los arroyos del Gato Martiacuten Carnaval y del Pescado (Partido de La Plata
y Ensenada Buenos Aires) que desembocan en el estuario del Riacuteo de la Plata Manassero et
al (1998) analizaron el contenido de metales pesados en los sedimentos en diferentes sectores
desde la naciente hasta su desembocadura Estos autores establecen como liacutenea de base de
la regioacuten al arroyo del Pescado siendo los valores medios de las concentraciones de los
metales estudiados en los sedimentos los siguientes 168 mgCrkg 151 mgNikg 231
mgCukg 86 mgZnkg 032 mgCdkg 05 mgHgkg y 125 mgPbkg (peso seco) En los demaacutes
cuerpos de agua la concentracioacuten de metales es significativamente superiores y de manera
general eacutesta se incrementan desde las nacientes hacia la regioacuten media (aacuterea de gran impacto
antroacutepico) observaacutendose hacia la desembocadura valores maacutes bajos Los valores maacuteximos se
registran en el arroyo del Gato
Estudios realizados en el Riacuteo Salado inferior (Prov Santa Feacute) indican valores de Cu(II)
Cr(VI) y Cd(II) de hasta 0022 0005 y 0002 mgL respectivamente (Gagneten et al 2007)
Para el caso de los riacuteos Paranaacute Paraguay y sus afluentes los maacuteximos valores detectados son
de hasta 0022 0005 y 0002 mgL para el Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) respectivamente (SADS-
PNA-OPS-UNLP 2007)
Con respecto a los controles ejercidos sobre este tipo de contaminacioacuten en el
compartimento acuaacutetico en muchos paiacuteses desarrollados existen normativas que establecen
los niveles de metales admitidos seguacuten sea el uso que se le da al recurso Las leyes existentes
en Argentina se refieren principalmente al control de residuos peligrosos La Ley Nacional Ndeg
2405192 y su decreto Reglamentario 83193 regulan la generacioacuten manipulacioacuten transporte
tratamiento y disposicioacuten final de estos residuos Para el caso de los metales pesados esta ley
establece en su Anexo I que todo residuo que contenga estos elementos es considerado
peligroso cuando eacutestos se hallan por encima de un nivel capaz de producir dantildeo directa o
indirectamente a seres vivos o contaminar el suelo agua atmoacutesfera o el ambiente en general
Con relacioacuten a esto en el Anexo II del Decreto Reglamentario se sugieren niveles guiacutea de
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
216
concentracioacuten de metales admitidos para la calidad de las aguas seguacuten sus diferentes usos En
el informe correspondiente al antildeo 1997 del monitoreo de la calidad de las aguas de la franja
costera sur del Riacuteo de la Plata (AA-AGOSBA-ILPLA-SHN 1997) tambieacuten se recomiendan
niveles guiacutea para diferentes usos del agua Por otra parte el Coacutedigo Alimentario Argentino
(Res MSyAS Ndeg49494) se establecen valores maacuteximos permitidos para el agua de bebida
En la Tabla VI1 se indican los niveles guiacutea para el cobre (II) cromo (VI) y cadmio (II)
metales pesados que se consideraraacuten en este estudio para aguas con diferentes usos para la
Argentina seguacuten diferentes reglamentaciones ademaacutes de lo sugerido en otros paiacuteses
Tabla VI1 Niveles guiacutea de Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) para la calidad del agua superficial seguacuten sus
diferentes usos
METALES PESADOS (mgL)
COBRE (II) CROMO (VI) CADMIO (II)
CALIDAD DEL AGUA
SEGUacuteN DIFERENTES
USOS
Nivel guiacutea Ref
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Nivel guiacutea Ref
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1 A 005 A 0005 A
le 01 B le 005 B le 0005 B
1 C 005 C 0005 C
- D le 002 D le 00075 D
Fuentes de agua de
bebida humana con
tratamiento
convencional
(agua superficial)
13 F - - - -
002 H 005 H 0001 H
0002 a
0004
A1
0002
002
A2
A3
00002 a
0002
A1
le 0002 B le 0002 B le 00002 B
le e 07625 (ln
dureza) ndash 16
D1 le 00025 D1 le e11208 (ln
dureza) ndash 73
D1
0013 F1 0016 F 0004 F1
0002 a 0004 G1 0001 G 000002 G1
Proteccioacuten de la vida
acuaacutetica en agua
dulce superficial
002 H 005 H 0001 H
le000095 D2 - - le 0005 D2
0005 F2 11 F2 0042 F2
Idem agua salobre
superficial
- - 00015 G2 000012 G2
005 H 005 H 0005 H
le 02 B le 005 B le 0005 B
le 0065 a le
0223
D3 le 0008 D le 0004 a
le 0013
D3
Fuentes de agua para
irrigacioacuten
02 E 01 E 001 E
002 H 005 H 0001 H
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
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Tabla VI1 continuacioacuten COBRE (II) CROMO (VI) CADMIO (II)
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Nivel guiacutea Ref
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1 A 1 A 002 A
le 02 B le 005 B le 0005 B
Fuentes de agua para
bebida del ganado
le 003 D4 le 002 D4 le 008 D4
- - le 005 B le 0005 B Fuentes de agua para
recreacioacuten 002 H 005 H 0001 H
Referencia bibliograacutefica A Niveles guiacutea sugeridos en el Anexo II del Decreto Reglamentario 83193 Ley Nacional
Ndeg 2405193 de residuos peligrosos A1 variacutea seguacuten dureza A2 fito y zooplancton A3 peces B AA-AGOSBA-
ILPLA-SHN (1997) C Coacutedigo Alimentario Argentino (Res MSyAS Ndeg49494) D SRHN (2003b 2004 2005) D1
agua dulce filtrada dureza expresada en mgL CO3Ca D2 agua marina filtrada D3 Tasa de Riego le 12000 a le
3500 m3ha D4 agua sin filtrar para aves y mamiacuteferos E FAO (1985) maacuteximas concentraciones admitidas F
Criterio de Maacutexima Concentracioacuten USEPA (1998) Water Quality Criteria Documents Federal Register 63(237)
68353-68364 F1 variacutea seguacuten dureza F2 agua salada G Canadian Council of Ministers of the Environment (1999)
Canadian Environmental Quality Guidelines G1 variacutea seguacuten dureza G2 ambiente marino H Legislacioacuten Federal
de Brasil Res Ndeg20 del Consejo Nacional del Medio Ambiente (1986) Cromo total ugL
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
218
VII BIBLIOGRAFIA CITADA
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
219
VII BIBLIOGRAFIA CITADA
- AA-AGOSBA-ILPLA-SHN 1997 Calidad de las Aguas de la Franja Costera Sur del Riacuteo de
la Plata (San Fernando-Magdalena) Consejo Permanente para el Monitoreo de la Calidad
de las Aguas de la Franja Costera Sur del Riacuteo de la Plata (Edts) Buenos Aires 187 pp
- Aksoy A Hale WHG amp Dixon JM 1999 Capsella bursa-pastoris (L) Medic as biomonitor of
heavy metals The Science of the Total Environment 226 177-186
- American Society for Testing and Materials 1991a Standard practice for conducting early
seedling growth tests E1598-94 En Annual Book of ASTM Standards Vol 1104
Philadelphia PA 1785 pp
- American Society for Testing and Materials 1991b Standard guide for conducting static
toxicity tests with Lemna gibba G3 E1415-91 En Annual Book of ASTM Standards Vol
1104 Philadelphia PA 1785 pp
- Amrhein N Deus B Gehrke P amp Steinruumlcken HC 1980 The site of inhibition of the
shikimate pathway by gliphosate II Interference of glyphosate with chorismate formation in
vivo and in vitro Plant Phisiology 66 830-834
- APHA-AEEA-WPCF 1992 Meacutetodos Normalizados para el Anaacutelisis de Aguas Potables y
Residuales American Public Health Association Ed Diaz de Santos SA Madrid 1576 pp
- APHA-AWWA-WEF 1998 Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater 20th ed American Public Health Association Washington DC
- Arambašić MB Bjelić S amp Subakov G 1995 Acute toxicity of heavy metals (copper lead
zinc) phenol and sodium on Allium cepa L Lepidium sativum L and Daphnia magna St
comparative investigations and the practical applications Water Research 292 497-503
- Araujo A Monteiro R amp Abarkeli R 2003 Effect of glyphosate on the microbial activity of two
Brazilian soils Chemosphere 52 799-804
- Arduini I Godbold DL amp Onnis A 1996 Cadmium and copper uptake and distribution in
mediterranean tree seedling Physiologia Plantarum 97 111-117
- Ashmore M 1997 Plant and pollution En Plant Ecology Blackwell Science Ltd Oxford
717 pp
- Association Franccedilaise de Normalisation 1996 Determination of the inhibitory effect on the
growth of Lemna minor AFNOR XP T 90-337 Paris La Deacutefense Cedex France
- Baird C 2001 Quiacutemica Ambiental Reverteacute Barcelona 622 pp
- Barceloacute J amp Poschenrieder C 1989 Estreacutes vegetal inducido por metales pesados
Investigacioacuten y Ciencia 154 54-63
- Barceloacute Jamp Poschenrieder C 1997 Chromium in plants En Chromium Environmental
Issues Franco Angeli srl Milano 295 pp
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
220
- Barlett RJ 1997 Chromium redox mechanisms in soils should we worry about Cr(VI) En
Chromium Environmental Issues Franco Angeli srl Milano 295 pp
- Barua B amp Jana S 1986 Effects of heavy metals on dark induced changes in Hill reaction
activity chlorophyll and protein contents dry matter and tissue permeability in detached
Spinacia oleracea L leaves Photosynthetica 201 75-76
- Blackburn L amp Boutin C 2003 Subtle effects of herbicide use in the context of genetically
modified crops A case study with gliphosate (Roundup R) Ecotoxicology 12 271-28
- Blaise C Sergy G Wells P Bermingham N amp Van Coillie R 1988 Biological testing -
development application and trends in canadian environmental protection laboratories
Toxicity Assessment An International Journal 3 385-406
- Bollard EG 1983 V5 Involment of unusual elements in plants growth and nutrition 695-
729 En Encyclopedia of Plant Physiology New Series Vol 15 B Inorganic Plant Nutrition
Laumluchli A amp Bieleski RL Eds Springer-Verlag Berling 870 pp
- Boniardi N Rota R amp Nano G 1998 Effect of dissolved metals on the organic load removal
efficiency of Lemna gibba Water Research 33 530-538
- Bories G 1997 Bioavailability of chromium transfer in the food chain and toxicological
issues En Chromium Environmental Issues Franco Angeli srl Milano 295 pp
- Bourdeau P Somers E Richardson G amp Hickman J (eds) 1990 Short-term Toxicity Tests
for Non-genotoxic Effects SCOPE 41-SCOMSEC 4 J Wiley and Sons New York 353 pp
- Boutin C Freemark KE amp Keddy CJ 1993 Proposed guidelines for registration of chemical
pesticides nontarget plant testing and evaluation Technical Report Series Ndeg 145
Canadian Wildlife Service (Headquarters) Environmental Canada Ottawa
- Boutin C Freemark KE amp Keddy CJ 1995 Overview and rationale for developing regulatory
guidelines for nontarget plant testing with chemical pesticides Environmental Toxicology
and Chemistry 14 1465-1475
- Boutin C Jobin B amp Beacutelanger L 2003 Importance of riparian habitats to flora conservation
in farming landscapes of southern Queacutebec Canada Agriculture Ecosystems amp Environment
94 73-87
- Boutin C amp Rogers CA 2000 Pattern of sensitivity of plant species to various herbicides An
analysis with two databases Ecotoxicology 9 255-271
- Bowers N Pratt JR Beeson D amp Lewis M 1997 Comparative evaluation of soil toxicity
using lettuce seeds and soil ciliates Environmental Toxicology and Chemistry 162 207-
213
- Breckle amp Kahle 1992 Effects of toxic heavy metals (Cd Pl) on growth and mineral nutrition
off beech (Fagus sylvaacutetica L) Vegetatio 101 43-53
- Briat JF amp Leburn M 1999 Plant responses to metal toxicityComptes Rendus de
lAcadeacutemie des Sciences - Series III - Sciences de la Vie 322(1) 43-54
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
221
- Brooks KM 1997 Literature Review and Assessment of the Environmental Risks
Associated With the Use of CCA Treated Wood Products in Aquatic Environments Western
Wood Preservers Institute Aquatic Environmental Sciences WA 59pp
- Burton GA 1990 Ecotoxicology Environmental Science and Technology 24 9
- Burton MAS 1986 Biological monitoring of environmental contaminants (Plants) Monitoring
and Assessment Research Centre MARC technical report number 32 University of London
- Cabrera AL amp Zardini EM 1993 Manual de la Flora de los Alrededores de Buenos Aires
Acme Buenos Aires 755 pp
- Cairns J amp Mount DI 1990 Aquatic toxicology Environmental Science and Technology 24
154-161
- Camilioacuten MC Sayavedra I Silva I amp Ronco AE 2006 Erosioacuten hiacutedrica en suelos bajo
siembra directa Anales del XXVI Congreso Argentino de Quiacutemica 8-009 4 pp
- Carranza CA 1998 A minimizaccedilatildeo do custo do produto agriacutecola em ensaios adubaccedilao
mineral Teacutesis de maestriacutea Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz Piracicaba
Universidade de Satildeo Paulo 47 pp
- Carriquiriborde P amp Ronco AE 2002 Sensitivity of the neotropical Teleleost Odonthestes
bonariensis (Pisces Atherinidae) to Chromium (VI) Copper (II) and Cadmium (II) Bulletin
of Environmental Contamination and Toxicology 69 294-301
- Carriquiriborde P amp Ronco AE 2008 Distinctive accumulation patterns of Cd(II) Cu(II) and
Cr(VI) in tissue of the South American teleost pejerrey (Odontesthes bonariensis) Aquatic
Toxicology 862 313-322
- Cary EE Allaway WH amp Olson OE 1977 Control of chromium concentrations in food plants
I Absorption and translocation of chromium in plants II Chemistry of chromium in soils and
its availability to plants J Agric Food Chem 25 300-310
- Castillo G (ed) 2004 Ensayos Toxicoloacutegicos y Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de
Aguas Estandarizacioacuten Intercalibracioacuten Resultados y Aplicaciones Edicioacuten conjunta
IDRC SEMARNAT IMTA Meacutexico188 pp
- Cataldo D Colombo JC Boltovskoy D Bilos C amp Landoni P 2001 Environmental toxicity
assessment in the Paranagrave river delta (Argentina) simultaneous evaluation of selected
pollutants and mortality rates of Corbicula fluminea (Bivalvia) early juveniles Environmental
Pollution 112 379-389
- Catoggio JA 1991 Contaminacioacuten del agua Causas de la contaminacioacuten de aguas
superficiales y subterraacuteneas Precipitaciones aacutecidas eutroficacioacuten Polucioacuten costera En
Latinoameacuterica Medio Ambiente y Desarrollo Fundacioacuten Roulet-Fundacioacuten Nauman Buenos
Aires 137-155
- Caux PY Weinberger P amp Carlisle DB 1988 A physiological study of the effects of triton
surfactants on Lemna minor L Environmental Toxicology and Chemistry 7 671-676
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
222
- Chakravarty P amp Chatarpaul L 1990 Non target effect of herbicides I Effect of gliphosate
and hexazinone on soil microbial activity Microbial population and in-vitro growth of
ectomycorrhizal fungi Pesticide Management Science 28 233-241
- Chatterjee J amp Chatterjee C 2000 Phytotoxicity of cobalt chromium and copper in
cauliflower Environmental Pollution 1091 69-74
- Cheung YH Wong MH amp Tam NFY 1989 Root and shoot elongation as an assessment of
heavy metal toxicity and Zn equivalent value of edible crops Hydrobiologia 188189 377-
383
- Christensen JB amp Christensen TH 2000 The effect of pH on the complexation of Cd Ni and
Zn by dissolved organic carbon from leachate-polluted groundwater Environmental
Toxicology and Chemistry 212 275-280
- Colombo JC Bilos C Rodriacuteguez Presa MJ amp Schroeder F 1996 Contaminacioacuten quiacutemica en
el Riacuteo de la Plata Gerencia Ambiental 1 420-425
- Conzonno VH amp Fernaacutendez Cirelli A 1988 Soluble humic substances from Chascomuacutes
Pond (Argentina) Factors influencing distribution and dynamics Arch Hydrobiol 1113
467-473
- Conzonno VH amp Claverie EF 1990 Chemical characteristics of the water of Chascomuacutes
pond (Provincia de Buenos Aires Argentina) Limnoloacutegical Implications Rev Brasil Biol
501 15-21
- Correl DL 2005 Principles of planning and establishment of buffer zones Ecological
Engneering 24 433-439
- Couble K amp Wagner RS 2005 Sublethal effects of glyphosate on anphibian metamorphosis
and development Bulletin of Environmental Contontamination amp Toxicology 75 429-435
- Cox C 2003 Herbicide Factsheet Glyphosate (Roundup) Journal of Pesticidal Reform
183-17 1998 updated 403
- Crawley MJ 1997 Plant Ecology Blackwell Science Ltd Oxford 717 pp
- Cunningham SD amp Lee CR 1995 Capitulo 9 Phytoremediation plant-based remediation of
contaminated soils and sediment En Bioremediation Science and Applications Skipper HD
amp Turco RF (Eds) Soil Science Special Publication Number 43 Soil Science Society of
America Inc American Society of Agronomy Inc amp Crop Science of America Inc
Madison 322 pp
- Delgado M Bigeriego M amp Guardiola E 1993 Uptake of Zn Cr and Cd by hyacinths Water
Research 27 269-272
- Deng H Ye ZH amp Wong MH 2004 Accumulation of lead zinc copper and cadmium by 12
wetland plant species thriving in metal-contaminated sites in China Environmental Pollution
132 29-40
- Dirilgen N amp Dogan F 2002 Speciation of chromium in the presence of copper and zinc and
their combined toxicity Ecotoxicology and Environmental Safety 53 397-403
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
223
- Djingova R Kuleff I amp Andreev N 1993 Comparison of the ability of several vascular plant
to reflect environmental pollution Chemosphere 278 1385-1396
- Dushenkov V Kumar N Motto H amp Raskin I 1995 Rhizofiltration the use of plants to
remove heavy metals from aqueous streams Environmental Science amp Technology 29
1239-1245
- Dutka B 1989 Short-term root elongation toxicity bioassay Methods for Toxicological Analysis of
Waters Wastewaters and Sediments National Water Research Institute (NWRI) Environment
Canada
- Ellis RH Hong TD amp Roberts EH 1985 Handbook of Seed Technology for Genebanks Vol1
Principles and Methodology International Board of Plant Genetic Resources Rome pp 210
- Environment Canada 1990 Guidance document on control of toxicity tests precision using
reference toxicants EPS1RM12 Environmental Protection Service Environment Canada
Ottawa Ontario
- Environment Canada 1999a Guidance document on application and interpretation of
single-species tests in environmental toxicology EPS1RM34 Environmental Protection
Service Environment Canada Ottawa Ontario
- Environment Canada 1999b Biological test method test for measuring the inhibition of
growth using the freshwater macrophyte Lemna minor EPS1RM37 Environmental
Protection Service Environment Canada Ottawa Ontario
- Environment Canada 2005 Guidance document on statistical methods for environmental
toxicity tests EPS 1RM46 (with june amendments 2007) Method Development and
Applications Section Environmental Technology Centre Environment Canada Ottawa
Ontario
- Environment Canada 2007 Biological test method test for measuring the inhibition of
growth using the freshwater macrophyte Lemna minor EPS 1RM37 Method Development
and Applications Section Environmental Technology Centre Environment Canada Ottawa
Ontario
- Fiskesjouml G 1988 The Allium-test an alternative in environmental studies the relative toxicity
of metal ions Mutation Research 197 243-260
- Frankart C Eullaffroy P amp Vernet G 2002 Photosynthetic responses of Lemna minor
exposed to xenobiotics copper and their combinations Ecotoxicology and Environmental
Safety 53 439-445
- Franzaring J Bierl R amp Ruthsatz B 1992 Active biological monitoring of polyciclic aromatic
hydrocarbons using kale (Brassica oleracea) as a monitor-species Chemosphere 25827-
834
- Gagneten AM Gervasio S amp Paggi JC 2007 Heavy Metal Pollution and Eutrophication in
the Lower Salado River Basin (Argentina) Water Air Soil Pollution 178 335ndash349
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
224
- Gabellone NA Solari LC amp Claps MC 2001 Planktonic and physico-chemical dynamics of a
markedly fluctuating backwater pond associated with a lowland river (Salado River Buenos
Aires Argentina) Lakes and Reservoirs Research and Management 6 133-142
- Gelosi L 2009 Evaluacioacuten toxicoloacutegica para el registro de productos fitosanitarios en la
Repuacuteblica Argentina XVI Congreso Argentino de Toxicologiacutea Chubut
- Gerloff GC amp Gabelman WH 1983 Genetic basis of inorganic plant nutrition En
Encyclopedia of Plant Physiology New Series Vol 15 B Inorganic Plant Nutrition Laumluchli A
amp Bieleski RL Eds Springer-Verlag Berling 870 pp
- Gerzabek MH amp Ullah SM 1990a Influence of fulvic and humic acids on Cu and Ni toxicity
to Zea mays L Journal fUumlr Landwirtschaftliche Forschung 412 115-124
- Gerzabek MH amp Ullah SM 1990b Influence of fulvic and humic acids on Cd Ni and Zn
uptake by Zea mays L Seibersdorf Osterreichisches Forschungszentrum 4539 1-18
- Giesy JP Dobson S amp Solomon KR 2000 Ecotoxicological risk assessment of Roundup
herbicide Review of Environmental Contamination and Toxicology 167 35-120
- Gil JM Moral R Goacutemez I Navarro Pedrentildeo J amp Mataix J 1995 Effect of cadmium on
physiological and nutricional aspects of tomato plant 1-Chlorophyll (a and b) and
carotenoids Fresenius Environmental Bulletin 4 430-435
- Gille G amp Sigler K 1995 Oxidative stress and living cells (Review) Folia Microbiology 40
131-152
- Golterman H Clymo R amp Ohnstad M 1978 Methods for Physical and Chemical
Examination of Freshwaters Blackwell Sci Publ Oxford 166 pp
- Goacutemez N amp Licursi M 2001 The Pampean Diatom Index (IDP) for assessment of rivers and
streams in Argentina Aquatic Ecology 35 173-181
- Goacutemez SE Villar CA amp Bonetto C 1998 Zinc toxicity in the fish Cnesterodon
decemmaculatus in the Paranaacute river and Riacuteo de la Plata estuary Environmental Pollution
992 159-165
- Grassi V Rives C Sobrero C amp Ronco A 2000 Aplicacioacuten de bioensayos de toxicidad para
la evaluacioacuten de riesgo de suelos contaminados por la actividad petrolera XX Jornadas
Interdisciplinarias de Toxicologiacutea ATA Buenos Aires
- Greger M amp Johansson M 1992 Cadmium effects on leaf transpiration of sugar beet (Beta
vulgaris) Physiologia Plantarum 86 465-473
- Gupta M amp Devi S 1994 Chronic toxicity of cadmium in Pteris vittata a roadside fern
Ecotoxicology 3 235-247
- Gupta M Sinha S amp Chandra P 1994 Uptake and toxicity of metals in Scirpus lacustris L
and Bacopa monnieri L Journal of Environmental Science and health Part A Environmental
Science and Engineering and Toxic and Hazardous Substance Control A29(10) 2185-2202
- Gupta M Sinha S amp Chandra P 1996 Copper ndashinduced toxicity in aquatic macrophyte
Hydrilla verticillata effect of pH Ecotoxicology 5 23-33
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
225
- Hadad HR Maine MA amp Bonetto CA 2006 Macrophyte growth in a pilot-scale constructed
wetland for industrial wastewater treatment Chemosphere 63 1744-1753
- Harrison RM (ed) 1992 Pollution Causes Effects amp Control Royal Society of Chemistry
Cambridge 393 pp
- Hassett JJ Miller JE amp Koeppe DE 1976 Interacction of lead and cadmium on maize root
growth and uptake of lead and cadmium by roots Environmental pollution 11 297-302
- Hendry GAF Baker AJM amp Ewart CF 1992 Cadmium tolerance and toxicity oxygen radical
processes and molecular damage in cadmium-tolerant and cadmium-sensitive clones of
Holcus lanatus L Acta Bot Neerl 41 271-281
- Hendry GAF amp Crawford RMM 1994 Oxygen and environmental stress in plants -
an overview Proceedings of the Royal Society of Edinburgh 1628 10
- Hillman WS amp Culley DD 1978 The use of duckweed American Science 66 442-451
- Hoagland DR amp Arnon DI (Revised by Arnon DI) 1950 The water-culture methods for
growing plants without soil Circular 347 California Agric Exp St The College of Agric
Univ of California Berkely
- Hollaumlnder H amp Amrhein N 1980 The site of inhibition of the shikimate pathway by
gliphosate IInhibition by glyphosate of phenylpropanoid synthesis in buckwheat
(Fagopyrum esculentum Moench) Plant Phisiology 66 823-829
- Hossner LR Loeppert RH Newton RJ amp Szaniszlo PJ 1998 Literature review
Phytoaccumulation of chromium uranium and plutonium in plant systems Amarillo Nacional
Resource Center for Plutonium ANRCP 9803 httpwwwostigovbridge
- Howe CM Berrill M Pauli BD Helbing CC Weny K amp Veldhoen N 2004 Toxicity of
glyphosate-based pesticide to four North American frog species Environmental Toxicology
and Chemistry 238 1928-1938
- Huebert DB amp Shay JM 1992 The effect of EDTA on cadmium and zinc uptake and toxicity
in Lemna trisulca L Archives of Environmental Contamination and Toxicology 22 313-318
- Huebert DB amp Shay JM 1993a Considerations in the assessment of toxicity using
duckweeds Environmental Toxicology and Chemistry 12 481-483
- Huebert DB amp Shay JM 1993b The response of Lemna trisulca L to cadmium
Environmental Pollution 80 247-253
- Huebert DB Dyck BS amp Shay JM 1993 The effect of EDTA on the assessment of Cu
toxicity in the sbmerged aquatic macrophyte Lemna trisulca L Aquatic Toxicology 24 183-
194
- Hulzebos EM Adema DMM Dirven-van Breemen EM Henzen L van Dis WA Herbold HA
Hoekstra JA Baerselman R amp van Gestel CAM 1993 Phytotoxicity studies with Lactuca
sativa in soil and nutrient solution Environmental Toxicolology and Chemistry 12 1079-
1094
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
226
- Information Ventures Inc 2002 Glyphosate pesticide fact sheet Preparado por
Information Ventures Incpara US Forest Service Contact Noviembre 1995 Copyright copy
1994-2002 httpinfoventurescome-hlth
- IRAM 2004 Calidad Ambiental Calidad de Agua Determinacioacuten de la inhibicioacuten de la
movilidad de Daphnia magna Straus (Cladoacutecera Crustaacutecea) Ensayo de toxicidad aguda
IRAM 29130
- IRAM 2006a Calidad Ambiental Calidad de Agua Metodo de ensayo de inhibicion del
crecimiento de algas verdes unicelulares de agua dulce IRAM 29111
- IRAM 2006b Calidad Ambiental Calidad de Agua Determinacioacuten de la toxicidad letal
aguda de sustancias en peces de agua dulce Meacutetodo semiestaacutetico IRAM 29112
- IRAM 2008 Calidad Ambiental Metodos Biologicos Metodo de ensayo de toxicidad aguda
con semillas de lechuga (Lactuca sativa L) Metodo en papel IRAM 29114
- IRAM 2009 Calidad Ambiental Calidad de Suelos Determinacion de los efectos de los
contminates sobre la flora del suelo Ensayo de emergencia en plantulas de lechuga
(Lactuca sativa L) IRAM 29117
- Jalil A Selles F amp Clarke JM 1994a Growth and cadmium accumulation in two durum
wheat cultivars Communications in Soil Science and Plant Analysis 2515amp16 2597-2611
- Jalil A Selles F amp Clarke JM 1994b Effect of cadmium on growth and the uptake of
cadmium and other elements by durum wheat Journal of Plant Nutrition 17 1839-1858
- Jana S 1987 Accumulation of Hg and Cr by three aquatic species and subsequent
changes in several physiological and biochemical plant parameters Water Air and Soil
Pollution 38 105-109
- Jayaprakash C Srinivas N Rao BV amp Rao PVVP 1994 Effect of chromium (VI) on the
mitotic activity of Allium cepa root meristems Journal of Environmental Biology 15 255-261
- Kabata-Pendias A amp Pendias H 1985 Trace Elements in Soil and Plants CRC Press Inc
Boca Raton FL 315 pp
- Kahle H 1993 Response of roots of trees to heavy metals Environmental and
Experimental Botany 331 99-119
- Kaplan D Heimer YM Abeliovich A amp Goldsbrough PB 1995 Cadmium toxicity and
resistance in Chlorella sp Plant Science 109 129-137
- Kleiman ID amp Cogliatti DH 1992 Efecto de dos especies de cromo (Cr III y Cr VI) sobre el
crecimiento de plantas de trigo Actas XIX Reunioacuten Argentina de Fisiologiacutea Vegetal
Coacuterdoba 1 265-266
- Kleiman ID Cogliatti DH amp Cardozo JA 1992 Efecto de la deficiencia de sulfato sobre la
absorcioacuten de cromato en plantas de trigo Actas XIX Reunioacuten Argentina de Fisiologiacutea
Vegetal Coacuterdoba 1 404-405
- Kneer R amp Zenk MH 1992 Phytochelatins protect plant enzymes from heavy metals
poisoning Phytochemistry 348 2663-2667
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
227
- Kovačević G Kastori R amp Merkulov LJ 1999 Dry matter and leaf structure in young wheat
plants as affected by cadmium lead and nickel Biologia Plantarum 421 119-123
- Krogh KA Halling-Sorensen B Mogensen BB amp Vejrup KV 2003 Environmental properties
and effect of non ionic surfactants adjuvants in pesticides a review Chemosphere 50 871-
901
- Kubota J Welch RM amp Van Campen DR 1992 Partitionong of cadmium copper lead and
zinc amongst above-ground parts of seed and grain crops grown in selected locations in the
USA Environmental Geochemistry and Health 143 91-100
- Kumar N Dushenkov V Motto H amp Raskin I 1995 Phytoextraccioacuten The Use of Plants to
Remove Metals from Soil Environmental Science amp Technology 29 1232-1238
- Kummerovaacute M amp Brandejsovaacute R 1994 Project TOCOEN The fate of selected pollutants in
the environment Part XIX The phytotoxicity of organic and inorganic pollutants-cadmium
The effect of cadmium on the growth of germinating maize plants Toxicological and
Environmental Quemistry 42 115-122
- Landolt E 1986 Biosystematic investigations in the family of duckweeds (Lemnaceae)
(Vol 2) The family of Lemnaceae -a monographic study vol 1 Veroumlffentlichungen des
Geobotanischen Institutes der ETH Zuumlrich 71 Heft 563 pp
- Landolt E 1996 24 Lemnaceae (p 8) en Hunziker AT (dir) Flora Fanerogaacutemica
Argentina fasiacuteculo 21 24 Pro Flora CONICET
- Landolt E amp Kandeler R 1987 Biosystematic investigations in the family of duckweeds
(Lemnaceae) (Vol 4) The family of Lemnaceae -a monographic study vol 2
Veroumlffentlichungen des Geobotanischen Institutes der ETH Zuumlrich 95 Heft 638 pp
- Laws EA 1993 Aquatic Pollution an Introductory Text John Wiley amp Sons Inc New York
611pp
- Lenka M Panda KK amp Panda BB 1992 Monitoring and assessment of mercury pollution in
the vicinity of a chloralkali plant IV Bioconcentration of mercury in in situ aquatic and
terrestrial plants at Ganjam India Archives of Environmental Contamination and Toxicology
22 195-202
- Levitt J 1980 Responses of Plants to Environmental Stresses vol 11 Academic Press
Inc 607 pp
- Lewis MA 1995 Use of freshwater plants for phytotoxicity testing a review Environmental
Pollution 87 319-336
- Li T amp Xiong Z 2004a A novel response of wild-type duckweed (Lemna paucicostata
Hegelm) to heavy metals Environmental Toxicology and Chemistry 19 95-102
- Li T amp Xiong Z 2004b Cadmium-induced colony desintegration of duckweed (Lemna
paucicostata Hegelm) and as biomarker of phytotoxicity Ecotoxicology and Environmental
Safety 59 174-179
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
228
- Lidon FC amp Henriques FS 1992 Copper toxicity in rice diagnostic criteria and effect on
tissue Mn and Fe Soil Science 1542 130-135
- Liebert HP 1986 The influence of potassium and light on the mineral content of dark
precultivated Lemna gibba L Wissenschaftliche Zeitschrift der Friedrich-Schiller-Universitaet
Jena Naturwissenschaftliche Reihe 35 639-646
- Liu D Jiang W amp Li M 1992 Effects of trivalent and hexavalent chromium on root growth
and cell division of Allium cepa Hereditas 117 23-29
- Liu J Xiong Z Li T amp Huang H 2004 Bioaccumulation and ecophysiological responses to
copper stress in two populations of Rumex dentatus L fron Cu contaminated and non-
contaminated sites Environmental and Experimental Botany 52 43-51
- Lockhart WL Billeck BN amp Baron CL 1989 Bioassays with a floating aquatic plant (Lemna
minor) for effects of sprayed and dissolved glyphosate Hydrobiologia 188189 353-359
- Lydon J amp Duke SO 2006 Pesticide effects on secondary metabolism of higher plants
Pesticide Science 254 361-373
- Lytle JS amp Lytle TF 2001 Use of plants for toxicity assessment of estuarine ecosystems
Environmental Toxicology and Chemistry 20 68-83
- Mackereth F Heron J amp Talling J 1978 Water analysis some revised methods for
limnologists fresh Water Biological Association Scientific Publication Ndeg36 Kendall 117pp
- Maine MA Duarte MV amp Suntildeeacute NL 2001 Cadmium uptake by floating macrophytes Water
Research 3511 2629-2634
- Maine MA Suntildeeacute NL amp Lagger SC 2004 Chromium bioaccumulation comparison of the
capacity of two floting aquatic macrophytes Water Research 386 1494-1501
- Maine MA Suntildeeacute NL Hadad H Saacutenchez G amp Bonetto C 2007 Removal efficiency of a
constructed wetland for wastewater treatment according to vegetation dominance
Chemosphere 686 1105-1113
- Maine MA Suntildee N Hadad H Saacutenchez G amp Bonetto C 2009 Influence of vegetation on the
removal of heavy metals and nutrients in a constructed wetland Journal of Environmental
Management 90 355-363
- Maksymiec W Russa R Urbanik-Sypniewska T amp Baszyński T 1994 Effect of excess Cu
on the photosynthetic apparatus of runner bean leaves treated at two different growth
stages Physiologia Plantarum 91 715-721
- Manahan S 2007 Introduccioacuten a la Quiacutemica Ambiental Reverteacute Barcelona 725 pp
- Manassero M Camilioacuten C amp Ronco A 1998 Sedimentologiacutea y geoquiacutemica de metales
pesados en sedimentos de fondo de arroyos de la vertiente del Riacuteo de La Plata Provincia
de Buenos Aires Actas de la VII Reunioacuten Argentina de Sedimentologiacutea 69-77
- Margalef R 1983 Limnologiacutea Omega Barcelona 1010 pp
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
229
- Markert B 1992 Presence and significance of naturally occurring chemical elements of the
periodic system in the plant organism and consequences for future investigations on
inorganic environmental chemistry in ecosystems Vegetatio 103 1-30
- Marrs RH Frost AJ Plant RA amp Lunnis P 1993 Determination of buffer zones to protect
seedlings of non-target plants from the effects of glyphosate spray drift Agriculture
Ecosystems and Environment 45 283-293
- Marschner H 1983 General introduction to the mineral nutrition in plants (5-49) En
Encyclopedia of Plant Physiology New Series Vol 15A Inorganic Plant Nutrition Laumluchli A
amp Bieleski RL Eds Springer-Verlag Berling 870 pp
- Martin ML Sobrero MC Rivas C Rimoldi F amp Ronco AE 2003 Impacto del uso de
pesticidas asociado a la siembra directa sobre especies no-blanco Flora riparia y acuaacutetica
Memorias Conferencia Internacional Usos del Agua Agua 2003 Cartagena de Indias
Colombia 27-31
- Martin ML Sobrero MC amp Ronco A 2005 Fitotoxicidad de herbicidas sobre especies
acuaacuteticas y flora riparia en un agroecosistema Resumenes de III Congreso Argentino de
Limnologiacutea Chascomuacutes
- Martin ML amp Ronco A 2006 Effect of mixtures of pesticides used in the direct seeding
technique on nontarget plant seeds Bulletin of Environmental Contamamination and
Toxicology 77 228ndash236
- Martin ML Demetrio PM Natale GS Paracampo A amp Bulus Rossini GD 2008 Evaluacioacuten
de riesgo preliminar del formulado Roundup Max y sus componentes (glifosato y POEA)
Actas del VIII Congreso SETAC Latinoameacuterica Mar del Plata Argentina
- Massot N Poschenrieder C amp Barceloacute J 1992 Differencial response of three bean
(Phaseolus vulgaris) cultivars to aluminium Acta Bot Neerl 413 293-298
- Matt KJ amp van Laerhoven CJ 1976 Diferential effects of cadmium on lettuce varieties
Environmental Pollution 10 163-173
- Mazzeo N Dardano B amp Marticorena A 1998 Interclonal variation in responze to simazine
stress in Lemna gibba (Lemnaceae) Ecotoxicology 7 151-160
- McKenna IM Chaney RL Tao SH Leach RM Jr amp Williams FM1992 Interactions of plant
zinc and plant species on the bioavailability of plant cadmium to japanese quail fed lettuce
and spinach Environmental Research 57 73-87
- Mc Kenna IM Chaney RL amp Williams FM 1993 The effect of cadmium and zinc interactions
on the accumulation and tissue distribution of zinc and cadmium in lettuce and spinach
Environmental Pollution 79 113-120
- Mentaberry A 2001 La revolucioacuten geneacutetica y la agricultura Ciencia Hoy 1162 22-34
- Mercado LM 2000 Evaluacioacuten de la calidad de las aguas de seis sistemas loacuteticos
pampaacutesicos mediante el estudio de variables fiacutesicas y quiacutemicas Revista del Museo
Argentino de Ciencias Naturales 21 27-35
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
230
- Michel A Johnson R Duke S amp Scheffler B 2004 Dose-response relationships between
herbicides with different modes of action and growth of Lemna paucicostata an improved
ecotoxicological method Enviromental Toxicology and Chemistry 234 1074-1079
- Ministerio de Justicia Direccioacuten Nacional del Registro Oficial 1992 Ley Nacional Ndeg
2405192 Residuos Peligrosos Boletiacuten Oficial de la Repuacuteblica Argentina Nordm 27307 1-4
- Ministerio de Justicia Direccioacuten Nacional del Registro Oficial 1993 Decreto 83193
Reglamentario de la Ley Nacional Ndeg 2405192 Residuos Peligrosos Boletiacuten Oficial de la
Repuacuteblica Argentina Nordm 27630
- Ministerio de Justicia Direccioacuten Nacional del Registro Oficial 1998 Resolucioacuten 61998 de
la Secretariacutea de Recursos Naturales y Desarrollo Sustentable Boletiacuten Oficial de la
Repuacuteblica Argentina Nordm 28960
- Ministerio de Justicia Direccioacuten Nacional del Registro Oficial 1998 Ordenanza Mariacutetima 1
Prefectura Naval Argentina
- Ministerio de Justicia Direccioacuten Nacional del Registro Oficial 1998 Resolucioacuten 44098
Sanidad Vegetal de la Secretariacutea de Agricultura Ganaderiacutea Pesca y Alimentacioacuten Boletiacuten
Oficial de la Repuacuteblica Argentina Nordm 28951
- Miretzky P Saralegui A amp Fernaacutendez Cirelli A 2004 Aquatic macrophytes potencial for the
simultaneous renoval of heavy metals (Buenos Aires Argentina) Chemosphere 57 997-
1005
- Mohan BS amp Hosetti BB 1997 Potencial phytotoxicity of lead and cadmium to Lemna minor
grown in sewage stabilization ponds Environmental Pollution 98 233-238
- Mohan RS amp Hosetti BB 1999 Aquatic plants for toxicity assessment Review
Environmental Research Section A 81 259-274
- Montgomery DC 1991 Disentildeo y Anaacutelisis de Experimentos Grupo Editorial Iberoameacuterica
Meacutexico DF 589 pp
- Moral R Palacios G Goacutemez I Navarro-Pedrentildeo amp Mataix J 1994 Distribution and
accumulation of heavy metals (Cd Ni and Cr) in tomato plant Fresenius Environmental
Bulletin 3 395-399
- Moral R Navarro-Pedrentildeo Goacutemez I amp Mataix J 1995 Effects of chromium on the nutrient
element content and morphology of tomato Journal of Plant Nutrition 184 815-822
- Morillo E Undabeytia T Maqueda C amp Ramos A 2000 Glyphosate adsortion on soils of
different characteristics Influence of copper addition Chemosphere 40 103-107
- Moschione E Porta A amp Sobrero MC 2002 Estudio comparativo de fitoacumulacioacuten de
cadmio y expresioacuten de proteiacutenas de estreacutes en plantas acuaacuteticas de los geacuteneros Lemna y
Pistia XXII Jornadas Interdisciplinarias de Toxicologiacutea ATA Buenos Aires
- Mugni HD 2009 Concentracioacuten de nutrientes y toxicidad de pesticidas en aguas
superficiales de cuencas ruralesTesis presentada para optar por el tiacutetulo de Doctor en
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
231
Ciencias Naturales Facultad de Ciencias Naturales y Museo Universidad Nacional de La
Plata Director Dr CA Bonetto co- director Dra A E Ronco
- Naddy RB Stern GR amp Gensemer RW 2003 The effect of calcium and magnesium ratios
on the toxicity of copper to five aquatic species in freshwater Environ Toxicol Chem 212
347-352
- Nellessen JE amp Fletcher JS 1993 Assessment of published literature on the uptake
accumulation and translocation of heavy metals by vascular plants Chemosphere 279
1669-1680
- Neumann G Kohls S Landsberg K Stock-Oliveira Souza K Yamada T amp Roumlmeheld V
2006 Relevance of glyphosate transfer to non-target plants via the rhizosphere Journal of
Plant Disease and Protection 20 963-970
- Newman MC amp Jagoe CH (Edts) 1996 Ecotoxicology a Hierarchical Treatment Lewis
Publishers Boca Raton 411 pp
- Organization for Economic Cooperation and Development 1984a Algal growth inhibition
test Guideline for testing of chemicals N deg 201 OECD Publications Service Paris
- Organization for Economic Cooperation and Development 1984b Terrestrial plants growth
test Guideline for testing of chemicals N deg 208 OECD Publications Service Paris
- Organization for Economic Cooperation and Development 1987 Guidelines for testing of
Chemical OECD Paris
- Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) 2002 Guidelines for the
Testing of Chemicals Guideline 221 Lemna sp Growth Inhibition Test OECD Publication
Service Paris
- Paradiso Giles M 2000 Variabilidad interclonal en Lemna gibba L frente a dos herbicidas
con distinto modo de accioacuten Tesis de Maestriacutea en Biologiacutea Fac de Ciencias Universidad
de la Repuacuteblica Montevideo 73 pp
- Pengue WA 2000 Cultivos Transgeacutenicos iquestHacia doacutende vamos Lugar Editorial Buenos
Aires 190 pp
- Peruzzo P Marino D Da Silva M Porta AA amp Ronco AE 2003 Impacto de pesticidas en
aguas superficiales y sedimentos asociado a cultivos por siembra directa Memorias
Conferencia Internacional Usos del Agua 2003 Cartagena de Indias Colombia 35-42
- Peterson HG Boutin C Martin PA Freemark K Ruecker NJ amp Moody MJ 1994 Aquatic
phyto-toxicity of 23 pesticides applied at expected environmental concentrations Aquatic
Toxicology 28 275-292
- Pline WA Wilcut JW Edminsten KL amp Wells R 2002 Physiological and morphological
response of glyphosate-resistant and non-glyphosate-resistant cotton seedlings to root
absorbed glyphosate Pesticide Biochemistry and Physiology 73 48-58
- Porta AA amp Ronco AE 1993 Cu(II) acute toxicity to the rotifer Brachionus calyciflorus as
affected by fulvic acids of freshwater origin Environmental Pollution 82 263-267
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
232
- Poverene M amp Cantamutto M 2003 Impacto ambiental de los cultivos transgeacutenicos Ciencia
Hoy 1375 26-33
- Prasad MNV Malec P Waloszek A amp Bojko M Strzalka K 2001 Physiological responses
of Lemna trisulca L (duckweed) to cadmium and copper bioaccumulation Plant Science
161 881-889
- Ralph PJ 2000 Herbicide toxicity of Halophyla ovalis assessed by chlorophyll a
fluorescence Aquatic Botany 66141-152
- Ramiacuterez S Porta A amp Caffini N 1999a Fitoquelatinas y peacuteptidos relacionados Estructura rol
metaboacutelico y aplicaciones ambientales Acta Farmaceacuteutica Bonaerense 181 53-63
- Ramiacuterez S Bilen M Porta A amp Caffini N 1999b Incorporation of Cu(II) by Schoenoplectus
californicus (CA Meyer) Sojaacutek (Cyperaceae) Acta Horticulturae 500 105-110
- Ramiacuterez S Porta A amp Caffini N 1999c Aplicacioacuten de Fitoquelatinas y peacuteptidos relacionados en
programas de biomonitoreo ambiental Acta Farmaceacuteutica Bonaerense 18 53-63
- Rauser WE 1990 Phytochelatins Annual Reviews of Biochemistry 59 61-86
- Rauser WE amp Meuwly P 1995 Retention of cadmium in roots of maize seedlings Role of
complexation of phytochelatins and related thiol peptides Plant Physiology 109 195-2002
- Ronco AE Porta A amp Roca A 1992 Las aguas del Riacuteo Santiago Otro caso de
contaminacioacuten urbano-industrial Ciencia Hoy 4 34-38
- Ronco AE Sobrero MC amp Bulus Rossini GD 1993 Pollution studies in the Riacuteo Santiago
basin tributary of the Riacuteo de la Plata estuary preliminary risk assessment evaluation
Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 515 657-664
- Ronco AE Sobrero MC Alzuet PR Bulus Rossini GD amp Dutka BJ 1995 Screening for
sediment toxicity in the Rio Santiago basin a baseline study Environmental Toxicology an
Water Quality an International Journal 10 35-39
- Ronco AE Sobrero MC Grassi VI Kaminski LP Massolo LA amp Mina L 2000 Watertox
Bioassay Intercalibration Netwok results from Argentina Environmental Toxicology 154
287-296
- Ronco AE Sobrero MC Grassi VI Mina L Mugni H amp Cremonte C 2001 Application of the
WaterTox battery of tests for the toxicity assessment of surface ground and drinking waters
from the great La Plata region Resumenes del 10th International Symposium on Toxicity
Assessment Quebec Canadaacute
- Ronco AE Castillo G Diacuteaz-Baacuteez MC Bulus Rossini G Sobrero C Apartin C Ahumada I
Espinosa Ramiacuterez A amp Mendoza J 2005a Chapter 7 The Application of hazard
assessment schemes using the Watertox toxicity testing battery En Small Scale Fresh
Water Toxicity Investigations Volume 2 Hazard Assessment Schemes C Blaise and JS
Ferard Eds Springer New York 422 pp
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
233
- Ronco AE Bulus Rossini GD Sobrero MC Apartin CD amp Martin ML 2005b Indices
ecotoxicoloacutegicos para la evaluacioacuten de riesgo de ambientes acuaacuteticos contaminados
Resumenes del VII Congreso SETAC Latinoameacuterica Santiago de Chile
- Ronco MG Ruscitti MF Arango MC amp Beltrano J 2008 Glyphosate and micorrhization
induce changes in plant growth and in root morphology and architecture in pepper plants
(Capsicum annum L) Journal of Horticultural Science and Biotechnology 834 497-505
- Roy S amp Haumlnninen O 1994 Pentaclorophenol uptakeelimination kinetics and metabolism
in an aquatic plant Eichhornia crassipes Environmental Toxicology and Chemistry 13 763-
773
- SAGPyA 2009 httpwwwsagpyamecongovar
- Sajwan KS amp Ornes WH 1994 Phytoavailability and bioaccumulation of cadmium in
duckweed plants (Spirodela polyrhiza L Schleid) Journal of Environmental Science and
Health A295 1035-1044
- Salisbury FB amp Ross CW 1994 Fisiologiacutea Vegetal Grupo Editorial Iberoameacuterica Meacutexico
759 pp
- Salt DE Prince RC Pickering IJ amp Raskin I 1995 Mechanisms of cadmium mobility and
accumulation in indian mustard Plant Phisiology 109 1427-1433
- Saltabaş Ouml amp Akccedilin G 1994 Removal of chromium copper and nickel by water hyacinth
(Eichhornia crassipes) Toxicological and Envirommental Chemistry 41 131-134
- Samantary S 2002 Biochemical responses of Cr-tolerant and Cr-sensitive mung bean
cultivars grown on varying levels of chromium Chemosphere 47 1065-1072
- Samardakiewicz S amp Woźny A 2005 Cell division in Lemna minor roots treated with lead
Aquatic Botany 83 289-295
- Sandmann G amp Boumlger P 1983 The enzimological function of heavy metals and their role in
electron transfer processes of plants (563-588) En Encyclopedia of Plant Physiology New
Series Vol 15 B Inorganic Plant Nutrition Laumluchli A amp Bieleski RL Eds Springer-Verlag
Berling 870 pp
- Sanitaacute di Toppi L amp Gabbrielli R 1999 Response to cadmium in higher plants
Environmental and Experimental Botany 41 105-130
- Santier S amp Chamel A 1998 Reassessment of the role of cuticular waxes in the transfer of
organic molecules through plant cuticules Plant Phisiology and Biochemistry 36 225-231
- Santoprete G 1997 Total chromium content in foodstuffs and evaluation of the average
amount of chromium uptake En Chromium Environmental Issues Franco Angeli srl
Milano 295 pp
- Satorre EH 2005 Cambios tecnoloacutegicos en la agricultura argentina actual Ciencia Hoy
1587 24-31
- SADS-PNA-OPS-UNLP 2007 Secretaria de Ambiente y Desarrollo Sustentable Prefectura
Naval Argentina Organizacioacuten Panamericana de la Salud Universidad Nacional de La
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
234
Plata Caracterizacioacuten sanitaria y ambiental de las aguas en tramos especiacuteficos de los riacuteos
Paranaacute y Paraguay y sus afluentes Informe Teacutecnico
- Shewry PR amp Peterson PJ 1974 The uptake and transport of chromium by barley
seedlings (Hordeum vulgare L) J Exp Botany 25 785-797
- Silva S Baffi C amp Beone GM 1997 Agronomical trials with the use of chromium conteining
fertilizer En Chromium Environmental Issues Franco Angeli srl Milano 295 pp
- Singh N Singh SN Yungus M amp Ahmad KJ 1994a Growth response and element
accumulation in Beta vulgaris L raised in fly-ash-amended soils Ecotoxicology 3 287-298
- Singh J Chaula G Naqvi SHN amp Viswanathan PN 1994b Convined effects of cadmium
and linear alkyl benzene sulfonate on Lemna minor L Ecotoxicology 3 59-67
- Singh J Viswanathan PN Gupta P amp Devi S 1996 Changes in uptake of calcium caused
by phytotoxicity of cadmium in Salvinia molesta Ecotoxicology 5 9-21
- Singh S amp Sinha S 2005 Accumulation of metals and its effects in Brassica juncea (L)
Czern (cv Rohini) grown on various amendments of tannery waste Ecotoxicology and
Environmental Safety 62 118-127
- Sinha S Rai UN amp Chandra P 1994 Accunulation and toxicity of iron and manganese in
Spirodela polyrrhiza (L) Schleiden Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology
53 610-617
- Skoacuterzyńska-Polit E Bednara J amp Baszyński T 1995 Some aspects of runner bean plant
response to cadmium at diferent stages of the primary leaf growth Acta Societatis
Botanicorum Poloniae 642 165-170
- Sobrero MC 1996 Aplicacioacuten de bioensayos a la evaluacioacuten ecotoxicologica de cuerpos de
agua superficiales de la regioacuten costera sur del Area Metropolitana y Gran La Plata Beca
Perfeccionamiento CONICET Informe final
- Sobrero MC 1997 El uso de plantas vasculares en la evaluacion ecotoxicologica de
contaminantes ambientales Beca postdoctoral CONICET Informe de Avance
- Sobrero MC 2000 Informe Mayor Dedicacioacuten Facultad de Ciencias Exactas UNLP
- Sobrero MC amp Ronco AE 2000 Efecto del tiempo de exposicioacuten en la toxicidad subcroacutenica
del Cu(II) Cr(VI) y Cd(II) en clones de Lemna sp XX Jornadas Interdisciplinarias de
Toxicologiacutea ATA Buenos Aires
- Sobrero MC amp Ronco AE 1998 Bioensayos de toxicidad con plantas vasculares una
herramienta para el diagnoacutestico ambiental Actas del XVII Congreso Nacional del Agua
Santa Fe 5 236-245
- Sobrero MC amp Moschione E 2001 Evaluacioacuten ecotoxicoloacutegica de barros industriales
fitoacumulacioacuten y fitotoxicidad del cromo Resumenes de la I Reunioacuten Binacional de
Ecologiacutea XX Reunioacuten Argentina de Ecologiacutea Bariloche
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
235
- Sobrero MC amp Rimoldi F 2002 Recuperacioacuten de Lemnaacuteceas a la exposicioacuten subcroacutenica al
cromo efecto en la tasa de multiplicacioacuten crecimiento foliar y contenido total de clorofila
Resumenes de las XXII Jornadas Interdisciplinarias de Toxicologiacutea ATA Buenos Aires
- Sobrero MC amp Ronco AE 2004 Capiacutetulo 44 Protocolos de Prueba Bioensayo de
Toxicidad Aguda con Semillas de Lechuga (Lactuca sativa) En Ensayos Toxicoloacutegicos y
Meacutetodos de Evaluacioacuten de Calidad de Aguas Estandarizacioacuten Intercalibracioacuten Resultados
y Aplicaciones Gabriela Castillo editora Edicioacuten conjunta IDRC SEMARNAT IMTA
Meacutexico188 pp
- Sobrero MC Riat P amp Rimoldi F 2006 Recuperacioacuten de la especie no blanco Lemna gibba
luego de la exposicioacuten subletal al herbicida glifosato Resumenes de la XXII Reunioacuten
Argentina de Ecologiacutea Coacuterdoba
- Sobrero MC amp Ronco AE 2009 Produccioacuten de especies reactivas de oxiacutegeno (EROs)
como bioindicador in vivo de la fitotoxicidad en Lemna gibba Quiacutemica y Toxicologiacutea
Ambiental en Ameacuterica Latina Ed J Herkovits SETAC LA Buenos Aires 182-184
- Sokal RR amp Rohlf FJ 1979 Biometriacutea Principios y Meacutetodos Estadiacutesticos en la
investigacioacuten Bioloacutegica H Blume Ediciones Madrid 832 pp
- SRHN 2003a Subsecretariacutea de Recursos Hiacutedricos de la Nacioacuten Niveles Guiacutea Nacionales
de Calidad de Agua Ambiente Correspondiente al Glifosato
httpwwwhidricosargentinagovarpdfsglifosatopdf
- SRHN 2003b Subsecretariacutea de Recursos Hiacutedricos de la Nacioacuten Niveles Guiacutea Nacionales
de Calidad de Agua Ambiente Correspondiente al Cromo
httpwwwhidricosargentinagovarpdfscromopdf
- SRHN 2004 Subsecretariacutea de Recursos Hiacutedricos de la Nacioacuten Niveles Guiacutea Nacionales
de Calidad de Agua Ambiente Correspondiente al Cadmio
httpwwwhidricosargentinagovarpdfscadmiopdf
- SRHN 2005 Subsecretariacutea de Recursos Hiacutedricos de la Nacioacuten Niveles Guiacutea Nacionales
de Calidad de Agua Ambiente Correspondiente al Cobre
- StatSoft Inc 1996 STATISTICA for Windows [Computer program manual] Tulsa OK
StatSoft Inc 2300 East 14th Street Tulsa OK 74104 phone (918) 749-1119 fax (918)
749-2217 email infostatsoftinccom httpwwwstatsoftinccom
- Stefani A Arduini Y amp Onnis A 1991 Juncus acutus germination and initial growth in
presence of heavy metals Annals Botanical Fennici 2837-43
- Stouthart AJHX Spanings FAT Lock RAC amp Bonga W 1994 Effects of low water pH on
lead toxicity to early life stages of the common carp (Cyprinus carpio) Aquatic Toxicology
30 137-151
- Strickland J amp Parsons T 1972 A practical handbook for sea water analysis Journal of Fish
Research 67 Bd Canada Ottawa
Estudio de la fitotoxicidad de metales pesados y del herbicida glifosato Sobrero 2010
236
- Subhadra AV Nanda AK Behera PK amp Panda BB 1991 Acceleration of catalase
and peroxidase activities in Lemna minor L and Allium cepa L in response to low
levels of aquatic mercury Environonmental Polluttion 69169-179
- httpwwwhidricosargentinagovarpdfscobrepdf
- Suter GW 1993 Ecological Risk Assessment Lewis Publishers Boca Raton
- Systat Inc 1993 Systat 502 for Windows Copyright 1990-1993 by SYSTAT Inc
SYSTAT Inc 1800 Sherman Ave Evanston IL Usa 60201
- Syversen N amp Bechmann M 2004 Vegetative buffer zones as pesticide filters for simulated
surface runoff Ecological Engineering 22 175-184
- Taiz L amp Zeiger E 2002 Plant Physiology Sinauer Associates Sunderland 690 pp
- Tan K Keltjens WG amp Findenegg GR 1992 Calcium induced modification of aluminium
toxicity in sorghum genotypes Journal of Plant Nutrition 159 1395-1405
- Tardiff RG 1988 Methods to Assess Adverse Effects of Pesticides on Non-target
Organisms SCOPE 46 John Wiley amp Sons New York
- Tardiff RG amp Goldstein BD 1988 Methods for Assessing Exposure of Human and Non-
human Biota SCOPE 46 John Wiley amp Sons New York 417 pp
- Taylor MC Reeder WS amp Demayo A 1979 Guidelines for surface water quality Vol 1
Inorganic Chemical Substances Chromium Inland Water Directorate Water Quality Branch
Ottawa 9 pp
- Thompson RS amp Carmichael NG 1989 111 Tricloroethano medium-term toxicity to carp
Daphnids and higher plants Ecotoxicology and Environmental Safety 172 172-182
- Toumllgyessy J 1993 Chemistry and Biology of Water Air and Soil Environmental Aspects
Elsevier Amsterdam 858 pp
- Trigo E 2005 Consecuencias econoacutemicas de la transformacioacuten agriacutecola Ciencia Hoy
1587 46-51
- Tsui MTK amp LM Chu 2003 Aquatic toxicity of glyphosate-based formulations comparison
between different organisms and the effects of environmental factors Chemosphere 527
1189-1197
- Tsui MTK amp LM Chu 2004 Comparative toxicity of glyphosate-based herbicides aqueous
and sediment porewater exposures Archives of Environmental Contamination and
Toxicology 46 316-323
- Turner MA amp Rust RH 1971 Effect of chromium on growth and mineral nutrition of
soybeans Soil Sci Soc Am Proc 35 755-760
- Turner DR 1992 The chemistry of metal pollutants in water En Pollution Causes Effects
and Control Harrison RM ed Royal Society of Chemistry Cambridge 393 pp
- Ullah SM amp Gerzabek MH 1991 Influence of fulvic and humic acids on Cu and V toxicity to
Zea mays (L) Journal fűr Landwirtschaftliche Forschung 422 123-134
- USEPA 1985 Lemna acute toxicity test Fed Reg 50 39331-39333