Perlidae (Plecoptera) como modelo en estudios ecotoxicológicos: el caso del insecticida Carbaril

Abstract

En América Central, el uso de insectos acuáticos nativos en los estudios ecotoxicológicos ha sido un campo de investigación poco desarrollado, debido a la escasa información sobre la descripción taxonómica de las especies y sus estadíos acuáticos. Los plecópteros se consideran uno de los órdenes de insectos acuáticos más importantes en los sistemas lóticos tropicales y en las zonas templadas, se han utilizado para estudios ecotoxicológicos, con contaminantes como metales y plaguicidas. Estos organismos también son conocidos como "derivadores" naturales, un comportamiento que les permite escapar de las zonas afectadas en momentos de estrés debido a la exposición a las presiones ambientales. En este estudio, evaluamos tres respuestas ecotoxicológicas a corto plazo de una especie de plecóptero tropical recientemente descrita (Anacroneuria suerre), comparándolas con las de un plecóptero de zona templada (Perla madritensis): 1) letalidad; 2) evitamiento espacial activo; y 3) evitamiento espacial pasivo (deriva). En la primera etapa de la investigación, se trabajó en la identificación taxonómica de la especie A. suerre, así como la asociación ninfa adulto, la cual fue considerada una especie nueva, sometida propiamente para su publicación en la revista Zootaxa, artículo publicado en el 2019. En las pruebas realizadas en el laboratorio exponiendo los organismos al insecticida carbaril, encontramos que las especies son altamente sensibles a este insecticida: 96h LC50 de 11.41 (7.06-17.57) µg/L para A. suerre y 7.87 (3.56-12.16) µg/L en P. madritensis. Sin embargo, los organismos de ambas especies no evadieron las concentraciones subletales de este carbamato, cuando se expusieron a un gradiente del mismo en pruebas de evitamiento activo, presumiblemente debido a la incapacidad de detectarlo o asociarlo como una amenaza. Por lo tanto, los sistemas de prueba de deriva, diseñados para imitar su comportamiento natural, se ejecutaron con A. suerre para evaluar el evitamiento pasivo, y confirmaron que A. suerre no es capaz de percibir el carbaril y escapar. Se observaron mayores tasas de deriva en las concentraciones más altas, pero esto se relaciona con la incapacidad de los organismos para permanecer adheridos al sustrato cuando presentan características severas de envenenamiento. El presente estudio muestra cómo incluso sustancias extremadamente tóxicas como el carbaril pueden pasar desapercibidas para algunos insectos (como los Plecópteros), lo que representa un mayor riesgo de efectos crónicos o agudos para los individuos (o incluso de trastornos en la población y la comunidad), ya que no logran escapar o evitar la sustancia tóxica.

In Central America, the use of native aquatic insects in ecotoxicological studies has been a poorly developed field of research, because of the scarce information regarding the taxonomical description of the species and their aquatic stages. Plecoptera is considered one of the most important orders in tropical and temperate lotic systems and, in temperate zones, they have been used for ecotoxicological studies, with contaminants such as metals and pesticides. These organisms are also known as natural "drifters", a behavior allowing them to escape from affected areas at times of stress due to exposure to environmental pressures. In this study, we evaluated three short-term ecotoxicological responses of a recently described tropical Plecoptera species (Anacroneuria suerre), while comparing them to a temperate zone Plecoptera (Perla madritensis): 1) lethality; 2) active spatial avoidance; and 3) passive spatial avoidance (drift). In the first stage of the study, we worked on the taxonomic identification of the species A. suerre, as well as the nymph-adult association, which was considered a new species, properly submitted for publication in the journal Zootaxa, article published in 2019. All tests were carried out in the laboratory, exposing the organisms to the insecticide carbaryl. We found that species are highly sensitive to this carbamate: 96h LC50 of 11.41 (7.06-17.57) µg/L for A. suerre and 7.87 (3.56-12.16) ug/L in P. madritensis. However, none of them evaded sublethal concentrations of the insecticide, when exposed to a gradient of it in active avoidance tests, due to an inability to detect it or associate it as a threat. Therefore, drift test systems, designed to mimic their natural behavior, were executed with A. suerre to assess passive avoidance, and found that A. suerre was not capable of perceiving carbaryl and escape. Higher drift rates were observed at the higher concentrations, but this relates to the organisms inability to remain attached to the substrate when presenting severe characteristics of poisoning. The present study shows how even extremely toxic substances as carbaryl could remain unnoticed by some insects (such as Plecoptera), representing a higher risk of chronic or acute effects for the individuals (or even population and community disruptions), as they fail to escape or avoid the toxic substance.