Microplastic ingestion and diet composition of three fish species (Diplodus vulgaris, Gobius Niger and Atherina presbyter) from the Ria Formosa

Abrunhosa, Felipe Eloy

http://hdl.handle.net/10400.1/19942

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Authors

Abrunhosa, Felipe Eloy

Advisor(s)

Erzini, Karim

Müller, Carolin

Abstract(s)

Poluição de resíduos plásticos em ambientes marinhos vem sendo uma grande preocupação pelo mundo, sendo estimado que havia 5.25 mil milhões de partículas de plástico nos oceanos em 2014; sendo que projeções para 2050 indicam que o número de plástico flutuando nos oceanos vai aumentar drasticamente podendo ultrapassar o estoque pesqueiro. Das águas frias da Antártica às águas tropicais das Caraíbas, são encontradas pequenas partículas de plástico. Conhecidas como microplástico (MP), essas partículas são classificadas por seu pequeno tamanho (1 a 5000 μm), e sua origem pode ser diretamente de pellets utilizados nas indústrias como produtos de limpeza e cosméticos (microplástico primário), e da degradação de pedaços maiores de plástico oriundos do descarte doméstico ou resíduos de pesca e embarcações (microplástico secundário). Por conta de seu tamanho diminuto apresentam grande capacidade de dispersão em ambientes aquáticos. E não só a presença dessas partículas no meio ambiente tem causado preocupação, mas também o consumo deste microplástico pelos organismos aquáticos; de copépodes a mamíferos marinhos, assim como peixes, foram registrados consumindo MP. Embora o microplástico seja amplamente estudo, seu impacto sobre os organismos, e os fatores que podem influenciar o consumo desta partícula ainda é pouco investigada. Para peixes a distribuição vertical na coluna d’agua vem sendo investigada como um destes possíveis fatores que influenciam a exposição das espécies ao MP, porém até então os resultados foram pouco conclusivos. Os ambientes costeiros, como estuários e lagoas costeiras, são mais suscetíveis à medida que estão mais próximos das grandes cidades e indústrias que são fontes de poluentes para os ambientes aquáticos; diversos estudos demonstram a presença destes poluentes em sedimentos e organismos em ambientes costeiros. Este estudo tem como objetivo avaliar a ingestão de microplásticos de três diferentes espécies de peixes de uma lagoa costeira, e relacionar o possível consumo de microplásticos à fatores como dieta alimentar dos peixes e ao uso do habitat de cada espécie (distribuição vertical na coluna d’agua). Para isto, três espécies com diferentes hábitos alimentares e uso de habitat foram escolhidas, sendo Diplodus vulgaris uma espécie bento-pelágica; Gobius niger uma espécie bêntica e Atherina presbyter uma espécie pelágica. A Ria Formosa é uma importante lagoa costeira localizada na costa sul de Portugal que se entende por 55km; sendo rasa e de águas abrigadas como uma alta produtividade, e é utilizada por diversos organismos como berçário, abrigo e local de alimentação; e por esse motivo a comunidade de organismos presentes ali é amplamente estudada. Além disso tem grande importância socioeconómica para região, sendo utilizada para pesca, aquacultura e lazer, entretanto, devido sua proximidade com grandes cidades, aeroporto e indústrias vem sofrendo cada vez mais uma maior pressão antrópica. O microplástico na Ria formosa foi recentemente encontrado no sedimento, além de ter sido encontrado em ervas marinhas que são importantes habitats dentro da Ria. Também indivíduos de chocos (Sepia officinalis) um importante recurso pesqueiro da região foi registrado com presença de microplástico em seu estômago sendo presente tanto em indivíduos de aquacultura quanto indivíduos selvagens. Outro importante recurso da Ria formosa são as bivalves, aonde diversas espécies de interesse económico foram observadas com a presença de microplástico. O microplástico também foi observado na espécie Diplodus sargus, uma espécie de também interesse económico e não residente da Ria Formosa, que utiliza está lagoa costeira com berçário e zona de alimentação, sendo está espécie a primeira espécie de peixe da Ria Formosa com presença de microplástico registrado, além de registos em aves. Para o presente estudo, os peixes foram capturados com “redinha de praia na Ria Formosa; em seguida, levado ao laboratório onde foram realizadas as medidas biométricas (e.g. tamanho total, peso total) e o trato gastrointestinal (TGI) foi removido para posterior análise. O TGI foi analisado visualmente separando as presas naturais do restante do material; durante todos os procedimentos foi utilizado protocolos para evitar contaminação de partículas externas. As presas separadas foram identificadas e contadas, enquanto o material não identificado foi digerido por 48 horas em uma solução de hidróxido de potássio (concentração de 10%) a 40ºC para eliminar a matéria orgânica e, em seguida, foram filtrados para avaliar a presença de MP. O material filtrado foi para análise visual em busca de possível de partículas, sendo MP encontrado fotografado e medido com auxílio de um software ImageJ. Para descrição alimentar, foi utilizado a frequência de ocorrência e frequência numérica para cada item encontrado nos TGI. Na descrição da estratégia alimentar das espécies, o gráfico de estratégia alimentar modificado de Amudsen et al. (1997) foi utilizado, e para isto o índice de importância específico de cada presa (Pi) foi calculado. Um total de 173 TGI foram analisados visualmente e 45 TGI foram digeridos com hidróxido de potássio e filtrados, sendo que o microplástico foi encontrado em duas espécies, no qual quatro indivíduos de Atherina presbyter (Pelágica) e um Gobius niger (Bêntica), com um total de 11 partículas encontradas. O presente trabalho foi um dos primeiros registos de microplástico em peixes da Ria Formosa, e o primeiro para as duas espécies residentes (Atherina presbyter e Gobius niger) desta lagoa costeira. O MP encontrado nestas duas espécies tiveram cor predominante azul, sendo que está cor foi também predominante em outros trabalhos de microplástico na Ria Formosa. A dieta das espécies se diferiram sendo preferencial do Diplodus vulgaris pequenos crustáceos, enquanto para Gobius niger e Atherina presbyter insetos tiveram maior importância. Apesar dos microplásticos encontrados não foi possível estabelecer relações entre a dieta de cada espécie e o consumo de microplástico, devido a baixa incidência de desta partículas nas espécies. Os testes estatísticos não apresentaram relações entre os itens alimentares e a ocorrência de microplástico, e devido o baixo número de indivíduos com MP os resultados dos testes foram poucos significativos. O presente estudo demonstrou uma baixa ocorrência de microplástico em peixes de ambientes costeiros, além de uma menor ocorrência comparado com outros organismos da Ria Formosa. Novos estudos devem ser feitos para avaliar o impacto do microplástico em espécies de peixes residentes e não residentes de forma a perceber a dinâmica destas partículas nos ambientes costeiros e seu impacto nos organismos.

Small plastic particles are distributed widely in the marine realm, known as microplastic (MP); these particles are classified by their size (1 to 5000 μm) and synthetic origin. They have been shown to entail a great dispersion capacity in aquatic environments. Also, the consumption of microplastic by aquatic organisms verified for taxa at the base of the marine food web to the highest trophic levels. Coastal environments and their communities are considered more susceptible to MP pollution as they are closer to large cities and industries that are sources of aquatic environments. These coastal environments are used by diverse organisms such as fish, many of which are of fisheries interest, that use these sheltered ecosystems for reproduction, feeding and growth. This study aims to evaluate the extent of microplastic uptake of three fish species, two of which are resident (the pelagic Atherina presbyter and benthic Gobius niger) and one migratory, benthopelagic species (Diplodus vulgaris), from a coastal lagoon and relate the possible microplastic consumption to the fish's diet and the use of each species' habitat. Fish were collected using a beach seine in the Ria Formosa, southern Portugal. The gastrointestinal tract (GIT) was removed for further analysis of MP. A total of 173 GIT were analyzed, separated prey items were identified and counted, while for 45 GIT, the unidentified material was digested in a potassium hydroxy solution. The remaining matter was subsequently filtered and visually examined for plastic items. Microplastic was found in two species, four Atherina presbyter and one Gobius niger, with 11 microplastic found. The present work was among the first records of microplastic in fish in the Ria Formosa and the first for the two resident species of this coastal lagoon.