Atlantic seabob shrimp as biomonitor of Cu and Zn near port activities: is it really a suitable choice?

Ana Paula Madeira Di Beneditto; Keltony de Aquino Ferreira; Braulio Cherene Vaz de Oliveira; Carlos Eduardo de Rezende; Inácio Abreu Pestana

doi:10.5327/Z217694781062

Autores

Ana Paula Madeira Di Beneditto Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) - Brasil https://orcid.org/0000-0002-4248-9380
Keltony de Aquino Ferreira Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) - Brasil https://orcid.org/0000-0002-2005-364X
Braulio Cherene Vaz de Oliveira Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) - Brasil https://orcid.org/0000-0003-3270-2173
Carlos Eduardo de Rezende Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) - Brasil https://orcid.org/0000-0003-2804-8930
Inácio Abreu Pestana Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF) - Brasil https://orcid.org/0000-0002-8263-0078

DOI:

https://doi.org/10.5327/Z217694781062

Palavras-chave:

elementos traço; isótopos estáveis; camarão costeiro; monitoramento ambiental; Atlântico Ocidental.

Resumo

A concentração de elementos traço no músculo do camarão sete-barbas (Xiphopenaeus kroyeri) capturado na pesca costeira destacou cobre (Cu) e zinco (Zn), ambos relacionados com sistemas anti-incrustantes, como os principais elementos associados à intensidade das atividades portuárias do Sudeste do Brasil (~20–22ºS). O objetivo deste estudo foi analisar se o comportamento de Cu e Zn no músculo dessa espécie de camarão era constante entre os diferentes locais de amostragem, verificando se a espécie era adequada como biomonitor para esses elementos. Os camarões vieram de pescarias realizadas em 2017 em Vitória, Anchieta e Farol de São Thomé, Sudeste do Brasil. Após a amostragem, cada indivíduo foi categorizado quanto a sexo e estágio de maturidade, medido e pesado. Amostras compostas de músculo foram liofilizadas para a determinação de Cu, Zn e razões de isótopos estáveis de carbono (δ13C) e nitrogênio (δ15N). A análise dos dados verificou se a concentração de Cu e Zn em camarões machos e fêmeas variou entre os estágios de maturidade e locais de amostragem, e como a concentração de Cu e Zn estava relacionada à área de forrageamento e/ou posição trófica dos camarões. Tanto a bioacumulação quanto a diluição do crescimento ocorreram, mas não da mesma forma para os gêneros e locais de amostragem, com Cu apresentando maior variabilidade. As relações entre os elementos e a área de forrageamento e a posição trófica dos camarões não mostraram tendência clara entre os locais de amostragem. Modelos de regressão indicaram relações moderadas, explicando 51% (Cu) e 60% (Zn) da associação com a área de forrageamento em Anchieta, mas somente até 8% em Vitória e Farol de São Thomé. Para a posição trófica, os modelos explicaram 33% (Cu) e 34% (Zn) em Anchieta e até 14% em Vitória e Farol de São Thomé. Os resultados mostraram que a utilização dessa espécie de camarão como biomonitor de ambientes costeiros marinhos próximos às atividades portuárias para monitoramento dos níveis de Cu e Zn não é uma escolha adequada, pelo menos na escala espacial considerada neste estudo.

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Referências

Ali, H.; Khan, E., 2019. Trophic transfer, bioaccumulation, and biomagnification of non-essential hazardous heavy metals and metalloids in food chains/webs – Concepts and implications for wildlife and human health. Human Ecology and Risk Assessment, v. 25, (6), 1353-1376. https://doi.org/10.1080/10807039.2018.1469398.

Amara, I.; Miled, W.; Slama, R.B.; Ladhari, N., 2018. Antifouling processes and toxicity effects of antifouling paints on marine environment. A review. Environmental Toxicology and Pharmacology, v. 57, 115-130. https://doi.org/10.1016/j.etap.2017.12.001.

Asante, K.A.; Agusa, T.; Mochizuki, H.; Ramu, K.; Inoue, S.; Kubodera, T.; Takahashi, S.; Subramanian, A.; Tanabe, S., 2008. Trace elements and stable isotopes (d13C and d15N) in shallow and deep-water organisms from the East China Sea. Environmental Pollution, v. 156, (3), 862-873. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2008.05.020.

Bissaro, F.G.; Gomes Jr., J.L.; Di Beneditto, A.P.M., 2013. Morphometric variation in the shape of the cephalothorax of shrimp Xiphopenaeus kroyeri on the east coast of Brazil. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, v. 93, (3), 683-691. https://doi.org/10.1017/s0025315412000409.

Boos, H.; Costa, R.C.; Santos, R.A.F.; Dias-Neto, J.; Severino-Rodrigues, E.; Rodrigues, L.F.; D’Incao, F.; Ivo, C.T.C.; Coelho, P.A., 2016. Avaliação dos camarões peneídeos (Decapoda: Penaeidae). In: Pinheiro, M.; Boos, H. (Eds.), Livro vermelho dos crustáceos do Brasil: avaliação 2010-2014. Sociedade Brasileira de Carcinologia, Porto Alegre, pp. 300-317.

Branco, J.O.; Moritz-Júnior, H.C., 2001. Alimentação natural do camarão sete-barbas (Xiphopenaeus kroyeri), na Armação do Itapocoroy, Penha, SC. Revista Brasileira de Zoologia, v. 18, (1), 53-61. https://doi.org/10.1590/S0101-81752001000100004.

Campos, B.R.; Dumont, F.C.; D’Incao F.; Branco, J.O., 2009. Ovarian development and length at first maturity of the sea‑bob‑shrimp Xiphopenaeus kroyeri (Heller) based on histological analysis. Nauplius, v. 17, (1), 9-12.

Dafforn, K.A.; Lewis, J.A.; Johnston, E.L., 2011. Antifouling strategies: History and regulation, ecological impacts and mitigation. Marine Pollution Bulletin, v. 62, (3), 453-465. http://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2011.01.012.

Di Beneditto, A.P.M.; Ferreira, K.A.; Oliveira, B.C.V.; Rezende, C.E., 2020. Trace elements in commercial shrimps caught near port activities in SW Atlantic Ocean and human health risk assessment on consumption. Reginal Studies in Marine Science, v. 39, 101449. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2020.101449.

Di Leonardo, R.; Mazzola, A.; Cundy, A.B.; Tramati, C.D.; Vizzini, S., 2017. Trace element storage capacity of sediments in dead Posidonia oceanica mat from a chronically contaminated marine ecosystem. Environmental Toxicology and Chemistry, v. 36, (1), 49-58. https://doi.org/10.1002/etc.3539.

Ferreira, K.A.; Braga, A.A.; Di Beneditto, A.P.M., 2021. Can stable isotopes be applied to determine shrimp stocks origin in SE Brazil? An approach for utilization in fishery management. Ocean & Coastal Management, v. 205, 105500. https://doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2020.105500.

Food and Agriculture Organization – FAO. 2018. The state of world fisheries and aquaculture 2018 - Meeting the sustainable development goals. License: CC BY-NC-SA 3.0 IGO. FAO, Rome (Accessed January, 2021) at: http://www.fao.org/3/i9540en/i9540en.pdf.

Fry, B., 2008. Stable Isotope Ecology. Springer-Verlag, New York, 308 pp.

Fry, B.; Carter, J.F.; Tinggi, U.; Arman, A.; Kamal, M.; Metian, M.; Waduge, V.A.; Yaccup, R.B., 2016. Prawn biomonitors of nutrient and trace metal pollution along Asia-Pacific coastlines. Isotopes in Environmental and Health Studies, v. 52, (6), 619-632. https://doi.org/10.1080/10256016.2016.1149481.

Hartnoll, R.G., 1982. Growth. In: Bliss, D. (Ed.), The Biology of Crustacea, 2. Academic Press, New York, pp. 111-185.

Hatje, V., 2016. Biomonitors. In: Kennish, M.J. (Ed.), Encyclopedia of Estuaries. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Springer, Dordrecht. pp. 83-84. https://doi.org/10.1007/978-94-017-8801-4_140.

Jardim, L.P.; Fernandes, L.P.; Di Beneditto, A.P.M.; Silva, A.C.; Keunecke, K.A., 2011. Growth and recruitment of the Atlantic seabob shrimp, Xiphopenaeus kroyeri (Heller, 1862) (Decapoda, Penaeidae), on the coast of Rio de Janeiro, southeastern Brazil. Crustaceana, v. 84, 12-13, 1465-1480. https://doi.org/10.1163/156854011X605765.

Karimi, R.; Chen, C.Y.; Pickhardt, P.C.; Fisher, N.S.; Folt, C.L., 2007. Stoichiometric controls of mercury dilution by growth. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, v. 104, 18, 7477-7482. https://doi.org/10.1073/pnas.0611261104.

Karimi, R.; Fisher, N.S.; Folt, C.L., 2010. Multielement Stoichiometry in aquatic invertebrates: When growth dilution matters. American Naturalist, v. 176, (6), 699-709. https://doi.org/10.1086/657046.

Khitalishvili, K., 2016. Monte Carlo Simulation in R: Basic Example (Accessed January, 2021) at: https://rpubs.com/Koba/Monte-Carlo-Basic-Example.

Lacerda, D.; Vergílio, C.S.; Silva Souza, T.; Viana Costa, L.H.; Rangel, T.P.; Vaz de Oliveira, B.C.; Ribeiro de Almeida, D.Q.; Pestana, I.A.; Almeida, M.G.; Rezende, C.E., 2020. Comparative metal accumulation and toxicogenetic damage induction in three neotropical fish species with distinct foraging habits and feeding preferences. Ecotoxicoly and Environmental Safety, v. 195, 110449. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.110449.

Lenth, R., 2019. emmeans: Estimated Marginal Means, aka Least-Squares Means. R package version 1.4.3.01 (Accessed January, 2021) at: https://CRAN.R-project.org/package=emmeans.

Liu, H.; Liu, G.; Yuan, Z.; Ge, M.; Wang, S.; Liu, Y.; Da, C., 2019. Occurrence, potential health risk of heavy metals in aquatic organisms from Laizhou Bay, China. Marine Pollution Bulletin, v. 140, 388-394. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2019.01.067.

Liu, Y.; Liu, G.; Yuan, Z.; Liu, H.; Lam, P.K.S., 2018. Heavy metals (As, Hg and V) and stable isotope ratios (δ13C and δ15N) in fish from Yellow River Estuary, China. Science of the Total Environment, v. 613-614, 462-471. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.09.088.

Madigan, D.J.; Litvin, S.Y.; Popp, B.N.; Carlisle, A.B.; Farwell, C.J.; Block, B.A., 2012. Tissue turnover rates and isotopic trophic discrimination factors in the endothermic teleost, Pacific bluefin (Thunnus orientalis). PLoS One, v. 7, 11, e49220. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0049220.

Maurya, P.K.; Malik, D.S.; Yadav, K.K.; Kumar, A.; Kumar, S.; Kamyab, H., 2019. Bioaccumulation and potential sources of heavy metal contamination in fish species in River Ganga basin: Possible human health risks evaluation. Toxicololy Reports, v. 6, 472-481. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2019.05.012.

Nikolaou, M.; Neofitou, N.; Skordas, K.; Castritsi-Catharios, I.; Tziantziou, L., 2014. Fish farming and anti-fouling paints: a potential source of Cu and Zn in farmed fish. Aquaculture Environmental Interactions, v. 5, 163-171. http://dx.doi.org/10.3354/aei00101.

Post, D.M.; Layman, C.A.; Arrington, D.A.; Takimoto, G.; Quattrochi, J.; Montaña, C.G. 2007. Getting to the fat of the matter: models, methods and assumptions for dealing with lipids in stable isotope analyses. Oecologia, v. 152, 179-189. http://dx.doi.org/10.1007/s00442-006-0630-x.

Pourang, N.; Dennis, J.H.; Ghourchian, H., 2004. Tissue distribution and redistribution of trace elements in shrimp species with the emphasis on the roles of metallothionein. Ecotoxicology, v. 13, 519-533. https://doi.org/10.1023/B:ECTX.0000037189.80775.9c.

Rainbow, P.S., 2002. Trace metal concentrations in aquatic invertebrates: why and so what? Environmental Pollution, v. 120, (3), 497-507. https://doi.org/10.1016/S0269-7491(02)00238-5.

R Core Team. 2020. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria (Accessed January, 2021) at: https://www.R-project.org/

Signorell, A., 2020. DescTools: Tools for descriptive statistics. R package version 0.99.34 (Accessed January, 2021) at: https://cran.r-project.org/package=DescTools.

Skoog, D.A.; Leary, J.L., 1992. Principles of instrumental analysis. Harcourt Brace College Publishers, Orlando, 220 pp.

Stentiford, G.D.; Feist, S.W., 2005. A histopathological survey of shore crab (Carcinus maenas) and brown shrimp (Crangon crangon) from six estuaries in the United Kingdom. Journal of Invertebrates Pathology, v. 88, 2, 136-146. http://doi.org/10.1016/j.jip.2005.01.006.

Thomsen, V.; Schatzlein, D.; Mercuro, D., 2003. Limits of detection in spectroscopy. Spectroscopy, v. 18, 12, 112-114.

Venables, W.N.; Ripley, B.D., 2002. Modern Applied Statistics with S. Springer-Verlag, New York, 495 pp.

Willems, T.; De Backer, A.; Kerkhove, T.; Dakriet, N. N.; De Troch M.; Vincx, M.; Hostens, K., 2016. Trophic ecology of Atlantic sea-bob shrimp Xiphopenaeus kroyeri: Intertidal benthic microalgae support the subtidal food web off Suriname. Estuarine Coastal and Shelf Science, v. 182, part A, 146-157. http://dx.doi.org/10.1016/j.ecss.2016.09.015.

Yilmaz, A.B.; Yilmaz, L., 2007. Influences of sex and seasons on levels of heavy metals in tissues of green tiger shrimp (Penaeus semisulcatus de Hann, 1844). Food Chemistry, v. 101, (4), 1664-1669. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2006.04.025.