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Publication
Impact of polyamide microfibers on marine organisms using Mytilus galloprovincialis as a model
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 2.46 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
Plastic is a major source of pollution/contamination in the marine environment, with
important impacts on organisms, trophic webs and ecosystems. A major component of these plastic
derivatives are polyamide microfibers (PAMF) that originate from synthetic fabrics. Contrary to the
so-called microplastics, the impacts of these microfibers on marine species has received little
attention. This thesis aims at evaluating the impact of such microfibers on the physiological processes
of marine organisms and its possible introduction in the food webs. To do so, Mytilus
galloprovincialis served as a model, to investigate the physiological impact of PAMF. The quantities
of microfibers ingested, accumulation in the digestive tract, effects on growth variables, utilization
of energetic substrates and oxidative stress were studied.
The experimental setup included the establishment of a system of 12 tanks distributed by 4
levels of concentration of PAPF in the water (three replicates per treatment level): 0 (Control), 30
(30 PAMF/L), 100 (100 PAMF/L) and 200 (200 PAMF/L). Sixty mussels of similar sizes (length 2-
5mm) were placed in each tank and the experiment was run over a 45-day period. At days 15, 30 and
45, 5 specimens from each tank were sacrificed to obtain information on growth (shell biometrics),
weight (soft tissues and shell weight), presence of microfibers in the tissues (mantle, gills, digestive
glands, oral cavity and byssus) and catalase activity (in digestive glands and gills). Mortality was
registered whenever the tanks were monitored (every other day).
Results indicate that the PAMF levels tested do not cause mortality in M. galloprovincialis
and do not affect shell size. However, significant differences in the weight regarding the shell weight
and the dry weight or organic tissue were observed, decreasing with the increase of PAMF
concentration in the water. The number of fibers in the different structures was similar (maximum
values around 60) with no pattern of retention of the fibers (increase with time or level of PAMF),
with the exception of the digestive glands where, for the levels 30, 100 and 200, the retention of
fibers increased from day 15 to 30 and then decreased to day 45. Differences in the CAT activity
were observed in the digestive glands and gills, in which, overall, the antioxidant activity increased
with the increase of PAMF.
In conclusion the polyamide microfibers in the water where M. galloprovincialis were grown
did not have a highly significant impact of its health along the 45 days of the experiment since it did
not cause mortality, likely due to the high capacity of this species to acclimate and adapt. However,
future studies will be conducted to better understand the impact of these plastics’ derivatives in marine organisms.
O plástico é uma importante fonte de poluição / contaminação no ambiente marinho, causando grandes impactos a nível dos organismos marinhos, teias tróficas e ecossistemas. Um componente importante desses derivados do plástico são as microfibras de poliamida (MFPA) originárias de tecidos sintéticos. Ao contrário dos chamados microplásticos, os impactos dessas microfibras nas espécies marinhas têm recebido pouca atenção. Esta tese tem como objetivo avaliar o impacto dessas microfibras nos processos fisiológicos de organismos marinhos e sua possível introdução nas redes alimentares. Para isso, Mytilus galloprovincialis serviu como modelo para investigar o impacto fisiológico das MFPA. Para isso, foram estudadas as quantidades de microfibras ingeridas, o seu acúmulo no trato digestivo, os seus efeitos nas variáveis de crescimento, o impacto na utilização de substratos energéticos e se estas causam stress oxidativo. O delineamento experimental incluiu o estabelecimento de um sistema de 12 tanques distribuídos por 4 níveis de concentração de PAPF na água (três replicados por nível de tratamento): 0 (Controle), 30 (30 PAMF / L), 100 (100 PAMF / L ) e 200 (200 PAMF / L). Sessenta mexilhões de tamanho idêntico (comprimento 2-5 mm) foram colocados em cada tanque e a experiência foi realizada durante um período de 45 dias. Nos dias 15, 30 e 45, 5 mexilhões de cada tanque foram sacrificadas para obter informações sobre crescimento (biometria da concha), peso (tecidos moles e peso da concha), presença de microfibras nos tecidos (manto, brânquias, glândulas digestivas, cavidade oral e bisso), taxas de respiração e atividade da catalase (glândulas digestivas e brânquias). A mortalidade e a quantidade de partículas fecais produzidas (indicador da quantidade de alimento ingerido) foram registadas sempre que os tanques eram verificados e limpos (a cada dois dias) Os resultados indicam que as MFPA não causam mortalidade em M. galloprovincialis e não afetam seu o crescimento a nível da altura, largura e comprimento da concha. No entanto, foram observadas diferenças significativas ao peso seco da concha e ao peso seco da carne, diminuindo com o aumento da concentração de MFPA nos tanques. O número de fibras nas diferentes estruturas estudadas foi semelhante (valores máximos em torno de 60), incluindo o bisso em que os valores eram altos em um único indivíduo. Não há um padrão claro de retenção das fibras (aumento com o tempo ou o nível de MFPA), com exceção das glândulas digestivas, onde para os níveis 30, 10 e 200 a retenção de fibras aumenta do dia 15 para o 30 e depois diminui para dia 45. Observaram-se diferenças na atividade da enzimática da catalase nas glândulas digestivas e brânquias, nas quais, em geral, a atividade antioxidante aumentou com o aumento dos níveis. A captação de oxigênio apresentou diferentes flutuações ao longo do tempo, diminuindo do dia 15 para o dia 30 (variação de 0 2 mg/L a 0 1 mg/L), diminuindo no dia 45, atingindo níveis mais próximos aos do o dia 15 (a maioria dos valores estão dentro da faixa de 0 2mg/L). A existência de microfibras de poliamida nos tanques de água de M. galloprovincialis não teve um impacto altamente significativo de sua saúde ao longo dos 45 dias da experiência, uma vez que não causou mortalidade devido à alta capacidade de aclimatação e adaptação destes organismos. No entanto, estudos futuros serão realizados para entender melhor o impacto dos derivados desse plástico nos organismos marinhos. No entanto, estudos futuros serão realizados para entender melhor o impacto dos derivados desse plástico nos organismos marinhos, uma vez que não podemos excluir a possibilidade de sua toxicidade, pois estes constituem um dos principais contaminantes / poluentes da atualidade nos ecossistemas marinhos.
O plástico é uma importante fonte de poluição / contaminação no ambiente marinho, causando grandes impactos a nível dos organismos marinhos, teias tróficas e ecossistemas. Um componente importante desses derivados do plástico são as microfibras de poliamida (MFPA) originárias de tecidos sintéticos. Ao contrário dos chamados microplásticos, os impactos dessas microfibras nas espécies marinhas têm recebido pouca atenção. Esta tese tem como objetivo avaliar o impacto dessas microfibras nos processos fisiológicos de organismos marinhos e sua possível introdução nas redes alimentares. Para isso, Mytilus galloprovincialis serviu como modelo para investigar o impacto fisiológico das MFPA. Para isso, foram estudadas as quantidades de microfibras ingeridas, o seu acúmulo no trato digestivo, os seus efeitos nas variáveis de crescimento, o impacto na utilização de substratos energéticos e se estas causam stress oxidativo. O delineamento experimental incluiu o estabelecimento de um sistema de 12 tanques distribuídos por 4 níveis de concentração de PAPF na água (três replicados por nível de tratamento): 0 (Controle), 30 (30 PAMF / L), 100 (100 PAMF / L ) e 200 (200 PAMF / L). Sessenta mexilhões de tamanho idêntico (comprimento 2-5 mm) foram colocados em cada tanque e a experiência foi realizada durante um período de 45 dias. Nos dias 15, 30 e 45, 5 mexilhões de cada tanque foram sacrificadas para obter informações sobre crescimento (biometria da concha), peso (tecidos moles e peso da concha), presença de microfibras nos tecidos (manto, brânquias, glândulas digestivas, cavidade oral e bisso), taxas de respiração e atividade da catalase (glândulas digestivas e brânquias). A mortalidade e a quantidade de partículas fecais produzidas (indicador da quantidade de alimento ingerido) foram registadas sempre que os tanques eram verificados e limpos (a cada dois dias) Os resultados indicam que as MFPA não causam mortalidade em M. galloprovincialis e não afetam seu o crescimento a nível da altura, largura e comprimento da concha. No entanto, foram observadas diferenças significativas ao peso seco da concha e ao peso seco da carne, diminuindo com o aumento da concentração de MFPA nos tanques. O número de fibras nas diferentes estruturas estudadas foi semelhante (valores máximos em torno de 60), incluindo o bisso em que os valores eram altos em um único indivíduo. Não há um padrão claro de retenção das fibras (aumento com o tempo ou o nível de MFPA), com exceção das glândulas digestivas, onde para os níveis 30, 10 e 200 a retenção de fibras aumenta do dia 15 para o 30 e depois diminui para dia 45. Observaram-se diferenças na atividade da enzimática da catalase nas glândulas digestivas e brânquias, nas quais, em geral, a atividade antioxidante aumentou com o aumento dos níveis. A captação de oxigênio apresentou diferentes flutuações ao longo do tempo, diminuindo do dia 15 para o dia 30 (variação de 0 2 mg/L a 0 1 mg/L), diminuindo no dia 45, atingindo níveis mais próximos aos do o dia 15 (a maioria dos valores estão dentro da faixa de 0 2mg/L). A existência de microfibras de poliamida nos tanques de água de M. galloprovincialis não teve um impacto altamente significativo de sua saúde ao longo dos 45 dias da experiência, uma vez que não causou mortalidade devido à alta capacidade de aclimatação e adaptação destes organismos. No entanto, estudos futuros serão realizados para entender melhor o impacto dos derivados desse plástico nos organismos marinhos. No entanto, estudos futuros serão realizados para entender melhor o impacto dos derivados desse plástico nos organismos marinhos, uma vez que não podemos excluir a possibilidade de sua toxicidade, pois estes constituem um dos principais contaminantes / poluentes da atualidade nos ecossistemas marinhos.
Description
Keywords
Microfibras de poliamida Impacto fisiológico Ambiente marinho Mytilus