323 AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL DO EFEITO TÓXICO DE METAIS PESADOS FRENTE AO PROTOZOÁRIO CILIADO Paramecium caudatum Miranda, Manoel Messias Pereira1; Seleghim, Mirna Helena Regali1; Fatibello, Orlando Filho2. Melo, Brian Alvarez Ribeiro3. 1 Departamento de Ecologia de Biologia Evolutiva Laboratório de Ecologia de Microrganismos AquáticosUFSCar; 2 Departamento de Química- UFSCar; 3 Departamento Estatística UFSCar RESUMO No presente trabalho o protozoário ciliado Paramecium caudatum foi isolado da Represa do Monjolinho (São Carlos-SP) e mantido em cultura monoxênica onde foi verificada sua condição ótima de cultivo (pH 8 e temperatura de 30°C, no escuro). Experimentos de toxicidade utilizando indivíduos obtidos na fase log de crescimento foram realizados com doze metais em íons cloreto (alumínio, bário, cádmio, chumbo, cobre, chumbo, cobalto, ferro, lítio, manganês, mercúrio, níquel, e zinco), em diferentes concentrações, visando definir as faixas de tolerância desse protozoário para esses metais e também a possibilidade de sua utilização como bioindicador ambiental em um bioensaio padronizado. Os resultados mostraram uma maior sensibilidade do protozoário frente ao mercúrio e uma menor sensibilidade frente ao lítio. ABSTRACT In the present work, the ciliated protozoan Paramecium caudatum was isolated from The Monjolinho Reservoir (São Carlos- SP) and maintained in a monoxenic culture under optimal conditions previously defined. Toxicity experiments with 12 heavy metals (Al, Ba, Cd, Pb, Cu, Co, Fe, Li, Mn, Hg, Ni and Zn), at different concentrations, were conducted using protozoans obtained from a log phase culture. The results showed that the protozoan was more sensitive to mercury and less to lithium. INTRODUÇÃO Dentre os diversos poluentes depositados no ambiente, os metais pesados geram preocupação, pois podem atingir concentrações nas quais podem ser altamente tóxicos para a biota local e pelo fato de poderem ser bioacumulados e passados pela cadeia trófica. Dentre os organismos aquáticos, os protozoários são organismos unicelulares eucarióticos que estão no início da cadeia trófica, tornando um modelo apropriado para prever os efeitos de substâncias químicas em toda biota aquática. Eles têm sido utilizados em estudos toxicológicos e propostos como excelentes indicadores biológicos de poluição aquática também devido à sua sensibilidade a alterações ambientais, ao seu curto ciclo de 324 vida e facilidade para cultivo. O objeto desse estudo foi o verificar a sensibilidade do protozoário ciliado Paramecium caudatum, isolado da Represa do Monjolinho (São CarlosSP), e mantido na coleção de cultura de protozoários do laboratório de Ecologia de Microrganismos Aquáticos da UFSCar, frente a diversos metais poluentes. MATERIAIS E MÉTODOS Isolamento do protozoário Para seu isolamento, o protozoário foi identificado e capturado por meio de microcapilares de vidro, sob microscopia ótica, em uma amostra coletada no Reservatório do Monjolinho. Após lavagens sucessivas em gotas com água mineral estéril (Minalba®), o organismo foi colocado em um tubo de cultivo com ágar 2% inclinado e uma suspensão em água mineral autoclavada com Enterobacter aerogenes à 107 organismos/mL adicionado de um grão de arroz, com casca (fervido por 10 minutos e autoclavado) e incubado a 25°C. O crescimento dos protozoários foi monitorado em lupa por vários dias e a pureza da cultura foi verificada posteriormente utilizando microscopia ótica. Experimentos de otimização de cultivo Três tubos de ensaio (tréplicas) com o meio de cultura acima descrito foram inoculados, cada um com cinco microrganismos, e foram incubados em três condições diferentes de temperatura (20ºC, 25ºC e 30ºC), cinco de pH (5, 6, 7, 8, 9, e 10) e duas de iluminação. Estes tubos foram incubados por três dias nas condições pré-definidas e ao final desse período, três alíquotas de 1 mL de cada frasco foram fixadas com solução saturada de cloreto de mercúrio (HgCl2), coradas com solução 0,04% de azul de bromofenol (Pace; Orcutt, 1981) e contadas em microscópio óptico (aumento de 100X), utilizando câmaras de Sedgewick-Rafter. Curva de crescimento Para a realização da curva, um tubo de ensaio com meio de cultura padrão foi inoculado com cinco organismos nas condições definidas nos experimentos de otimização de cultivo de pH e temperatura. O crescimento dos protozoários foi acompanhado pela contagem direta dos organismos presentes em alíquotas (1 mL) retiradas em intervalos de tempo pré-definidos após 24 horas (6 em 6 horas) e fixadas segundo Pace & Orcutt (1981). Após a contagem, como descrito acima, os resultados foram plotados em um gráfico de densidade pelo tempo e o tempo de geração que foi calculado a partir do crescimento máximo encontrado na fase logarítmica (log) da curva obtida entre 24 e 120 horas. Bioensais com metais pesados Os bioensaios para verificar a toxicidade aguda dos metais pesados foram realizados com: cloreto de alumínio (AlCl2 2H2O4); Cloreto de Bário (BaCl2 6H2O); cloreto do cádmio 325 (CdCl2 2H2O); cloreto de cobre (CuCl2 2H2O); cloreto de chumbo (PbCl2 2H2O); cloreto de cobalto (CoCl2 2H2O); cloreto de ferro (FeCl2 2H2O); cloreto de lítio (LiCl2 2H2O); cloreto de manganês (MnCl2 2H2O); cloreto de mercúrio (HgCl2 2H2O); cloreto de níquel (NiCl2 6H2O); cloreto de zinco (ZnCl2 6H2O). Foram feitas cinco diferentes concentrações em triplicata para cada metal utilizando água destilada como diluente. Os experimentos tiveram duração de 24 horas e foram realizados em microplacas de cultivo com 24 perfurações. Em cada perfuração da microplaca foi avaliado um tratamento (controles e diferentes concentrações de metais pesados); e cada tratamento foi feito em triplicatas (três poços). Em cada poço foram adicionados 1 mL da solução a ser testada e vinte protozoários originados de uma pré-cultura em fase logarítmica de crescimento. Os protozoários foram transferidos para os poços por meio de micropipetas de Pasteur após prévia lavagem em uma gota de água mineral esterilizada por filtração. Após 24 h de incubação, cada tratamento foi checado em estereomicroscópio quanto à mortalidade ou sobrevivência dos protozoários. Foram consideradas mortas às células desaparecidas, vacuolizadas ou deformadas. Em seguida, foi determinada a concentração média letal (24h LC50= concentração que produz mortalidade em 50% da população do protozoário comparado com os controles) com 95% de confiança. Os organismos não foram alimentados durante as 24 horas destes experimentos. RESULTADOS E DISCUSSÃO O Gráfico 1 mostra o desempenho do crescimento de Paramecium caudatum nas diferentes condições de cultivo no escuro. Os crescimento do protozoário apresentou os melhores resultados à temperatura de 30ºC, e pH 8 ; inoculados no escuro total. Os ensaios inoculados à temperatura de 20ºC apresentaram o pior desempenho, provavelmente devido às exigências das condições de cultivo da bactéria enterobacter aerogenes que tem um cultivo ideal em temperatura de 30ºC. O pH 8 apresentou uma ótima condição para todos os ensaios e a temperatura de 25ºC foi boa, porém não foi a melhor. Após a verificação das condições ideais para o cultivo foi realizado um ensaio em diferentes condições de luminosidade, realizados em triplicata; os resultados obtidos mostram um excelente crescimento no escuro, e com iluminação de 12h por dia os resultados não foram satisfatórios. O volume do meio de cultivo também foi testado e não apresentou influência alguma sobre o desempenho do microrganismo, em ambos os ensaios foram obtidos resultados satisfatórios de cultivo. 326 Grafico 1 : Crescimento de Paramecium caudatum (n° de ind/mL) no escuro em diferentes pH e temperaturas A curva de crescimento de Paramecium caudatum, obtida na condição de cultivo determinada no experimento anterior, está mostrada no Gráfico 2. Após uma fase lag até 36 horas, o crescimento celular se iniciou de forma irregular e apresentou ótimo na faixa de 96 horas após inoculo. As contagens foram feitas de seis em seis horas, após 24 horas de inoculo. 327 Gráfico 2: Curva de crescimento de Paramecium caudatum a 30°C , pH 8 e no escuro Os resultados dos testes de toxicidade frente aos diferentes metais estão representados na Figura1. A tolerância do protozoário ciliado é maior ao Lítio ( LC50 > 3,5 mg/L), enquanto que a sua tolerância ao mercúrio e ao cobre se revelaram muito menor, ou seja o paramecium caudatum apresenta uma grande sensibilidade quando exposto á contaminações com esses metais, a figura 2 apresenta uma ANOVA com essa relação. A LC 50 está representada na Tabela 1. A LC50 24 horas (concentração letal a 50%), apresentou uma ANOVA, conforme Tabela 2, onde o P-valor igual a zero com um intervalo de confiança de 95% significa que há diferença na tolerância do protozoário ás diferentes concentrações dos doze metais. Tabela 1: LC 50 após 24h em mg/L com intervalo de confiança (I.C.) de 95 % metal Al Ba Cd Pb Co Cu Fe Li Mn Hg Ni Zn LC 50(mg/L) 0.31 0.23 0.21 0.23 0.21 0.02 0.47 3.71 0.25 0.0017 0.48 0.41 I.C. (0.95%) 0.27 0.35 0.19 0.29 0.16 0.27 0.19 0.29 0.16 0.27 0.015 0.025 0.41 0.54 3.65 3.91 0.19 0.31 0.0011 0.0022 0.35 0.53 0.36 0.47 328 Tabela 2 : ANOVA: LC-50 dos experimentos com os Metais, P-valor=0,00 Metais erro total GL 11 24 35 SQ 34.41894 0.09972 34.51866 QM 3.12899 0.00415 F 753.09 P-valor 0,000 S = 0.06446 R-Sq = 99.71% R-Sq (adj) = 99.58% A tabela 2 apresenta um resumo da analise estatística, dos resultados obtidos frente aos doze metais e as diferentes concentrações, ás quais foram submetidos os protozoários. Nestas analises pode se verificar que houve uma diferença significativa em relação às concentrações dos metais e a aceitação dos resultados é satisfatório com um Pvalor = zero, que mostra uma diferença de comportamento do protozoário ciliado frente as diferentes concentrações. 329 Figura 1 Média da mortalidade (95% de confiança) registrada para o paramecium cudatum depois de 24h expostos às diferentes concentrações dos doze metais. 330 CONCLUSÕES O protozoário Paramecium caudatum apresentou melhores condições de crescimento em temperatura de 30ºC e pH 8 . O volume dos frascos não interfere no seu cultivo, porém seu crescimento é melhor no escuro total. A faixa de crescimento populacional que o cultivo apresentou maior densidade foi entre 78 e 96 horas após o inoculo. Os testes de toxicidade realizados em diferentes concentrações mostram que a maior sensibilidade do protozoário é em relação ao Mercúrio, e a menor sensibilidade ao Lítio. A LC50 entre os doze metais testados nos mostra uma pouca tolerância do paramecium caudatum ás concentrações exibidas nas faixas máximas permitidas aos organismos superiores. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: MADONI, P.; ROMEO, M. G.; Acute toxicity of heavy metals towards freshwater ciliated protists. Environmental Pollution, 141: 1-7. 2006. PACE, M.L. & ORCUTT, JR J.D. The relative importance of protozoans, rotifers and crustaceans in a freshwater zooplankton community. Limnology and Oceanography 36, 822-830. 1981.