Median lethal concentration for nitrogen compounds in scallops (Nodipecten nodosus Linnaeus, 1758) (Mollusca, Bivalvia)

Renan Ribeiro e Silva; Rafael Carvalho da Silva; Pamella Talita da Silva Melo; Virgínia Fonseca Pedrosa; Leonardo Rocha Vidal Ramos

doi:10.31416/rsdv.v13i3.889

Autores

Renan Ribeiro e Silva Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)
Rafael Carvalho da Silva Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF)
Pamella Talita da Silva Melo Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)
Virgínia Fonseca Pedrosa Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
Leonardo Rocha Vidal Ramos Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)

DOI:

https://doi.org/10.31416/rsdv.v13i3.889

Palavras-chave:

Comportamento, Pectinídeos, Toxicidade, Qualidade de água

Resumo

O objetivo deste estudo foi identificar a concentração letal mediana (CL₅₀) dos compostos nitrogenados amônia, nitrito e nitrato em sementes de Nodipecten nodosus, bem como avaliar a incidência de alterações comportamentais e histológicas em brânquias de vieiras. A toxicidade dos compostos nitrogenados foi investigada utilizando um delineamento experimental inteiramente casualizado, utilizando sete concentrações de amônia total, 3, 6, 12, 15, 18, 25 e 30 mg L^-1(equivalente a 0; 0,10, 0,21, 0,43, 0,54, 0,65, 0,90 and 1,0 mg L^-1 de amônia não-iônica), e um controle (0 mg L^-1); 25, 50, 100, 500, 600, 750, 900 e 1000 mg L^-1 para nitrito e 100, 500, 1000, 6000, 7500, 9000 e 10000 mg L^-1 para nitrato. A CL₅₀ de 96 h da amônia total foi estimada em 8,614 mg L^-1(0,2972 mg L^-1NH₃) através do teste TSK (Trimmed Spearman-Karber), e não foi possível encontrar a concentração letal mediana para nitrito e nitrato a partir das concentrações utilizadas. Durante a exposição aos compostos nitrogenados, apenas as vieiras expostas a concentrações mais elevadas de amônia total apresentaram alterações comportamentais, como redução da capacidade de resposta a estímulos externos e perda da capacidade de fixação à parede do recipiente (polietileno). Além disso, análises histológicas branquiais mostraram presença de necrose, infiltrado de hemócitos e hiperplasia nas concentrações de 18, 25 e 30 mg L^-1de Amônia. Através dos teores de nitrito e nitrato utilizados não foi possível estimar a CL₅₀. Com base nesses resultados, a espécie pode ser utilizada em sistemas de produção intensivos.

Biografia do Autor

Renan Ribeiro e Silva, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)

Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Santa Úrsula (2006), pós graduação "Lato Senso" pela Universidade Cidade de São Paulo, em Educação Ambiental (2010). Mestre em Aquicultura pelo Programa de Pós Graduação em Ciência Animal pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) (2022). Atuou entre 2007 e 2010 como coordenador e professor do curso técnico em meio ambiente do colégio Centro Educacional Dinâmico em Angra dos Reis, Rio de Janeiro. Atua desde 2007 como Biólogo e a partir de 2010 como Diretor Técnico no Instituto de Ecodesenvolvimento da Baía da Ilha Grande (IED-BIG), coordenando os setores de banco de matrizes, larvicultura, assentamento larval, manejo e distribuição de formas jovens da vieira Nodipecten nodosus, monitoramento ambiental, recuperação da população de Nodipecten nodosus na baía da Ilha Grande em parceria com o ICMBio através da ESEC Tamios, programa de estagiários e setor de reprodução de peixes ornamentais. Participação em campanha de biomonitoramento ativo com moluscos bivalves na Baía da Ilha Grande, e na Bacia de Campos em ambiente marinho offshore (2011/2013).

Rafael Carvalho da Silva, Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF)

Médico veterinário pela Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF) e pós-graduando pela Universidade de Jaguariúna-SP/IBVET. Formação Técnica em Agropecuária (IFbaiano). Assessor técnico especial da Secretaria de Agricultura de Campo Formoso-BA.

Pamella Talita da Silva Melo, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)

Bacharela em Engenharia de pesca (Universidade Federal do Pará (UFPA).Possui experiência em nutrição de peixes nativos em Sistema de Recirculação de Água; nutrição e cultivo de peixes ornamentais. Possui mestrado pelo Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), com objetivo de avaliar a bioacessibilidade de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em ostras nativas Crassostrea spp. do Delta do Parnaíba. Atuou como bolsista FAPERJ, na UFRJ, auxiliando no desenvolvimento de um método de extração e quantificação de HPAs utilizando GC/MS. Atualmente é Analista II de Tecnologia no LabMAM, na PUC-Rio.

Virgínia Fonseca Pedrosa, Universidade Federal do Rio Grande (FURG)

Possui graduação em Medicina Veterinária, com mestrado em Recursos Pesqueiros e Aquicultura pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) e doutorado em Ciência Veterinária pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). Professora colaboradora do programa de pós-graduação em Aquicultura na Universidade Federal do Rio Grande (FURG), trabalhando na área de imunologia e patologia de organismos aquáticos, com ênfase em técnicas histológicas, durante o período de 2015 a 2023. Atualmente realizando pós doutorado na Universidade Federal de Alagoas, sendo integrante do projeto de Biomonitoramento da Laguna Mundaú, no Laboratório de Aquicultura e Ecologia Aquática (LAQUA).

Leonardo Rocha Vidal Ramos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)

Formado em zootecnia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), foi bolsista de iniciação científica atuando na área de nutrição e alimentação de equinos pelo Laboratório de Nutrição e Saúde Equina (Equilab - UFRRJ). Titulado como Mestre na Universidade Federal do Rio Grande, pelo Instituto de Oceanografia, no Laboratório de Aquacultura Continental. Titulado como Doutor em Aquicultura na Universidade Federal do Rio Grande, pelo Instituto de Oceanografia, atuando na Estação Marinha de Aquacultura. Durante esse período, foi bolsista do CNPq e CAPES, atuando na área de nutrição e alimentação de organismos aquáticos, com ênfase em peixes. Iniciou o pós-doutorado em 2015 no Laboratório de Biologia Molecular do Instituto de Ciências Biológicas (FURG), auxiliando em projetos de pesquisa voltados para a engenharia genética de organismos aquáticos. Atualmente é professor adjunto da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, junto ao Departamento de Produção Animal do Instituto de Zootecnia, atuando na área de Aquicultura Marinha.

Referências

ALVES NETO, I.; BRANDÃO, H.; FURTADO, P. S.; WASIELESKY JR, W. Acute toxicity of nitrate in Litopenaeus vannamei juveniles at low salinity levels. Ciência Rural, v. 49, e20180439, 2019.

BOARDMAN, G.D.; STARBUCK, S.M.; HUDGINS, D.B.; LI, X.; KUHN, D.D. Toxicity of ammonia to three marine fish and three marine invertebrate. Enviromental toxicology, V. 19 (2), p. 134 – 142, 2004.

BOWER, C.; BIDWELL, J. Ionization of ammonia in seawater: effects of temperature, pH and salinity. Journal of Fisheries Research Board of Canada, v. 35(7), p. 1012-1016, 1978.

BOYD, C. Water quality. In: Lucas, J.S. and Southgate, P.C. (eds). Aquaculture: farming aquatic animals and plants. Willey-Blackwell, 2nd edition, p 52-82. 2012.

CAMARGO, J. A.; ALONSO, A.; SALAMANCA, A. Nitrate toxicity to aquatic animals: a review with new data for freshwater invertebrates. Chemosphere, v. 58, p. 1255-1267, 2005.

CONG, M.; WU, H.; YANG, H.; ZHAO, J.; JIASEN, L, V. Gill damage and neurotoxicity of ammonia nitrogen on the clam Ruditapes philippinarum. Ecotoxicology, v. 26, p. 459-469, 2017.

CONG, M.; WU, H.; CAO, T.; LV, J.; WANG, Q.; JI, C.; LI, C.; ZHAO, J. Digital gene expression analysis in the gills of Ruditapes philippinarum exposed to short- and long-term exposures of ammonia nitrogen. Aquatic Toxicology, v. 194, p. 121 – 131, 2018.

CONG, M.; WU. H.; CAO, T.; JI, C.; LV, J. Effects of ammonia nitrogen on gill mitochondria in clam Ruditapes philippinarum. Environmental Toxicology and Pharmacology, v. 64, p. 46 – 52, 2019.

CONG, M.; LI, Y.; XU, H.; LV, J.; WU, H.; ZHAO, Y. Ammonia nitrogen exposure caused structural damages to gill mitochondria of clam Ruditapes philippinarum. Ecotoxicology and Enviromental Safety, v. 222, 112528, 2021.

DYBAS, P. R. Sistema de recirculação de água para larvicultura de ostras Crassostrea gigas. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Agrárias). Florianópolis, Santa Catarina, Brasil, 21f, 2014.

EPIFANIO, C. E.; SRNA, R. F. Toxicity of ammonia, nitrite ion, nitrate ion, and orthophosphate to Mercenaria mercenaria and Crassostrea virginica. Marine Biology, v. 33, p. 241–246, 1975.

FAO (Food and Agriculture Organization). The State of World Fisheries and Aquaculture 2024 (SOFIA): Blue Transformation in Action. Rome, 2024. Available at: https://www.fao.org/publications/home/fao-flagship-publications/the-state-of-world-fisheries-and-aquaculture/en.

HAMILTON, M. A.; RUSSO, R. C.; THURSTON, R. V. Trimmed Sperman-Karber: Method for estimating median lethal concentrations in toxicity biossays. Environmental Science Technology, v. 11, p. 714-719, 1977.

KLEINHENZ, L.; HUMPHREY, C.; MOONEY, T. J.; TRENFIELD, M. A.; VAN DAM, R. A.; NUGEGODA, D.; HARFORD, A. J. Chronic ammonia toxicity to juveniles of two tropical Australian freshwater mussels (Velesunio spp.): toxicity test optimization and implications for water quality guidelines values. Environmental Toxicology and Chemistry, 38 (4), p. 841- 851, 2019.

LU, J.; YAO, T.; SHI, S.; YE, L. Effects of acute ammonia nitrogen exposure on metabolic and immunological responses in the Hong Kong oyster Crassostrea hongkonkensis. Ecotoxicology and Enviromental Safety, v. 237, 113518, 2022.

MANZONI, G. C.; RUPP, G. S. Estudo da biologia reprodutiva e viabilidade de cultivo de Lyropecten nodosus (Linnaeus, 1758) (Mollusca: Pectinidae) na ilha do Arvoredo – SC. Florianólis: UFSC, 35 pp. (Relatório Final, Projeto), 1993.

MARQUES, H. D. A.; GALVÃO, M. S. N.; GARCIA, C. F.; HENRIQUES, M. B. Economic analysis of scallop culture at the north coast of São Paulo State, Brazil. Boletim do Instituto de Pesca, v. 44(2), 2018.

MIAO, J.; BARNHART, M. C.; BRUNSON, E. L.; HARDAESTY, D. K.; INGERSOLI, C. G.; WANG, N. An evaluation of the influence of substrate on the response of juvenile freshwater mussels (fatmucket, Lampsilis siliquoidea) in acute water exposures to ammonia. Environmental Toxicology and Chemistry, v. 29 (9), p. 2112 – 2116, 2010.

REDDY, N. A.; MENON, N. R. Effects of ammonia and ammonium on tolerance and byssogenesis in Perna viridis. Marine ecology, v. 1, p. 315-321, 1979.

RIOS, E. Compedium of brazilian sea shells. Rio Grande: Evangraf LTDA. 676 p, 2009.

RUPP, G. S. Cultivo da vieira Nodipecten nodosus em Santa Catarina: influência da profundidade, densidade e frequência de limpeza. Boletim Técnico 135. Epagri. Florianópolis, Brasil. 83 p, 2007.

RUPP, G. S.; PARSONS, G. J. Aquaculture of the scallop Nodpecten nodosus in Brazil. In Shumway, S.E. and Parsons, J (eds) Scallops: Biology, Ecology, Aquaculture, and Fisheries. 3rd Edition, Elsevier Science, p. 999-1017, 2016.

RUPP, G. S.; PARSONS, G. J. Effects of salinity and temperature on the survival and byssal attachment of the lion's paw scallop Nodipecten nodosus at its southern distribution limit. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, v. 309(2), p. 173-198, 2004.

SOUCEK, D. G.; DICKINSON, A. Acute toxicity of nitrate and nitrite to sensitive freshwater insects, mollusks, and a crustacean. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, v. 62, p. 233 – 242, 2012.

TOMASSO, J. R. Toxicity of nitrogenous wastes to aquacultured animals. Reviews in Fisheries Sciences, v. 2(4), p. 291-314, 1994.

URIARTE, I.; RUPP, G.; ABARCA, A. Producción de juveniles de pectínidos Iberoamericanos bajo condiciones controladas. In: Maeda-Martinez, A.N. (Ed.). Los Moluscos Pectínidos de Iberoamérica: Ciencia y Acuicultura. Editorial LIMUSA, México. p. 147–171, 2001.

WIDMAN, J. C. JR; MESECK, S. L.; SENNEFELDER, G.; VEILLEUX, D. J. Toxicity of un-ionized ammonia, nitrite, and nitrate to juvenile bay scallops, Argopecten irradians irradians. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, v. 54, p. 460-465, 2007.

ZHANG, T.; YAN, Z.; ZHENG, X.; WANG, S.; FAN, J.; LIU, Z. Effects of acute ammonia toxicity on oxidative stress, DNA damage and apoptosis in digestive gland and gill of Asian clam (Corbicula fluminea). Fish and Shelfish Immunology, v. 99, p. 514 – 525, 2020.