Effect of glyphosate and ciprofloxacin exposure on enteric bacteria of tadpoles / Efecto de la exposición a glifosato y ciprofloxacina en bacterias entéricasde renacuajos

Abstract The high load of agrochemicals and antibiotics present in agricultural aquatic environments represents a risk for wildlife. Since enteric bacteria, which play a key role in the physiological functioning of their hosts, are sensitive to a wide variety of pollutants, their study allows to evaluate the health of organisms. This study aimed to evaluate the effects of commercial formulations of a glyphosate-based herbicide (GBH) and the antibiotic ciprofloxacin (CIP), individually and in mixture, on the bacterial diversity of the intestinal content of common toad (Rhinella arenarum) tadpoles. The diversity of cultivable fast-growing bacteria with low nutritional requirements was evaluated using classic microbiological tests and matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry identification. Bacterial diversity varied among treatments. Taxa diversity increased in the GBH-treated group but decreased in the CIP-treated group. Remarkably, Yersinia spp. and Proteus spp. were only found in the GBH-treated group. The prevalence of Klebsiella spp. and Pseudomonas spp. decreased in the intestinal microbiota of the GBH-CIP-treated group. To our knowledge, this is the first report on the alteration of cultivable enteric bacteria of autochthonous tadpoles due to two pollutants of emerging concern. Our results demonstrate that R. arenarum tadpoles can be used as non-conventional model organisms for environmental pollution monitoring. Our preliminary findings would contribute to understanding how the presence of GBH and CIP in freshwaters may represent a threat to wildlife and human health by causing enteric dysbiosis of part of the bacterial community.

Resumen La alta carga de agroquímicos y antibióticos en los ambientes acuáticos y los agroe-cosistemas representa un riesgo para la vida silvestre. Dado que la microbiota intestinal juega un papel fundamental en el funcionamiento de su hospedador y es sensible a una amplia variedad de contaminantes, su estudio permite evaluar la salud de los organismos. En este trabajo estudiamos los efectos de formulaciones comerciales de un herbicida a base de glifosato (GBH) y del antibiótico ciprofloxacina (CIP), por separado y en mezcla, sobre la diversidad de bacterias intestinales de renacuajos del sapo común (Rhinella arenarum). El estudio de la diversidad de bacterias entéricas cultivables de rápido crecimiento y bajo requerimiento nutricional se llevó a cabo utilizando pruebas microbiológicas clásicas e identificación por espectrometría de masas de tiempo de vuelo por desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI-TOF). La microbiota entérica fue diferente según el tratamiento. El GBH indujo un aumento de la diversidad bacteriana, mientras que la CIP produjo una reducción. Entre estos cambios, destaca la presencia de Yersinia spp. y Proteus spp. solo en el tratamiento con GBH. Además, en el tratamiento GBH-CIP se encontró una disminución en la prevalencia de Klebsiella spp. y Pseudomonas spp. en la microbiota intestinal de los renacuajos. Este es el primer informe sobre la alteración del contenido bacteriano intestinal de renacuajos de R. arenarum producido por dos contaminantes emergentes de preocupación. Demostramos que el renacuajo del sapo común se puede utilizar como un organismo modelo no convencional para el monitoreo de la contaminación ambiental. Estos hallazgos constituyen el primer paso para comprender cómo la presencia de GBH y CIP en aguas dulces puede representar una amenaza para la vida silvestre y la salud humana a través de la disbiosis entérica asociada al efecto sobre la comunidad bacteriana.

Can agroecological management increase functional diversity of birds in rice fields? / ¿Puede el manejo agroecológico incrementar la diversidad funcional de aves en campos de arroz?

Introduction: Recognition of the variety of ecosystem services that biodiversity performs in agroecosystems is one of the basic principles of agroecology. Because indices of functional diversity may be directly related with ecosystem services, an assessment of functional diversity can be useful for evaluating ecosystem services provided under agroecological management. Objective: We compared functional diversity of birds found in rice fields under conventional and agroecological management in the rice zone of Santa Fe Province, Argentina. Our objective was to determine whether agroecological management of rice is associated with a higher functional diversity and a different functional composition of birds than conventional management. Methods: We surveyed birds eight times, roughly every 15 days between November 2017 and March 2018, from beginning of sowing to before harvest, in both types of rice fields. Birds were sampled by a combined technique of line transects and point counts at four sites in each type of management. We calculated indices of functional diversity and composition based on morphologic and trophic attributes of birds detected in each type of field. Results: Functional richness, divergence and dispersion were higher under agroecological management. Only differences in functional richness between managements reflected differences in species richness. Community-level weighted means of trait values by sample varied between management types. An insectivorous diet, pursuit as a foraging method, and air and shrubs as foraging substrates were traits best represented under agroecological management. Conclusions: Our results suggest that agroecological management of rice crops is related with a higher functional diversity of birds than conventional practices, suggesting that agroecological management may enhance the provision of ecosystem services by birds in rice agroecosystems.

Introducción: El reconocimiento de la variedad de servicios ecosistémicos de la biodiversidad en los agroecosistemas es uno de los principios básicos de la agroecología. Debido a que los índices de diversidad funcional pueden estar directamente relacionados con los servicios ecosistémicos, la evaluación de la diversidad funcional representa una estrategia adecuada para evaluar estos servicios en agroecosistemas bajo manejo agroecológico. Objetivo: Se comparó la diversidad funcional de aves entre arroceras bajo manejo convencional y agroecológico en la zona arrocera de la provincia de Santa Fe, Argentina. El objetivo fue determinar si el manejo agroecológico del arroz se asocia con una mayor diversidad funcional y con una diferente composición funcional de aves en relación con el manejo convencional. Métodos: Se muestrearon las aves mediante 8 conteos repetidos aproximadamente cada 15 días entre noviembre 2017 y marzo 2018, desde el comienzo de la siembra hasta antes de la cosecha, en ambos tipos de arroceras. Los muestreos fueron realizados mediante una técnica mixta combinando transectas de línea y puntos de conteo en cuatro sitios por tipo de manejo. Se calcularon índices de diversidad y composición funcional con base en atributos morfológicos y tróficos de las aves registradas. Resultados: La riqueza, la divergencia y la dispersión funcional fueron más altos bajo manejo agroecológico. Solamente en el caso de la riqueza funcional las diferencias reflejaron únicamente la variación de la riqueza de especies. La media ponderada a nivel de ensamble de los valores de los rasgos por muestra varió entre los tipos de manejo, estando la dieta insectívora, la persecución como método de forrajeo, y el aire y los arbustos como sustrato de forrajeo mejor representados bajo manejo agroecológico. Conclusión: Los resultados sugirieron que el manejo agroecológico del arroz se relaciona con una mayor diversidad funcional de aves que las prácticas de manejo convencional, sugiriendo que el manejo agroecológico puede mejorar la provisión de servicios ecosistémicos por aves en cultivos de arroz.

MELANOMACRÓFAGOS HEPÁTICOS Y ACTIVIDAD DE LA ENZIMA GLUTATION S-TRANSFERASA EN Leptodactylus chaquensis (ANURA, LEPTODACTYLIDAE) COMO BIOMARCADORES DE ESTRÉS OXIDATIVO POR LA EXPOSICIÓN A CLORPIRIFOS / Liver Melanomacrophages and Gluthation S-Transferase Activity in Leptodactylus chaquensis (Anura, Leptodactylidae) as Biomarkers of Oxidative Stress Due to Chlorpyrifos Exposition

RESUMEN Se cuantificaron y compararon los melanomacrófagos (MM) y la actividad de la enzima Glutatión S-Transferasa (GST) en hígados de ejemplares adultos de Leptodactylus chaquensis (Anura, Leptodactylidae) colectados en un cultivo de arroz (CA) (siete días posteriores a la aplicación de clorpirifos, CPF) y en un sitio de referencia (SR) en el departamento San Javier, provincia de Santa Fe (Argentina). El análisis histológico reveló una mayor cantidad (p = 0.028) y área ocupada por MM (p = 0.017) y se registró una inhibición en la actividad de la GST (p = 0.030) en individuos del CA respecto a los del SR. Los efectos descriptos evidencian el riesgo ecotoxicológico para los anuros en los cultivos de arroz con aplicaciones de CPF.

ABSTRACT We quantified and compared the hepatic melanomacrophage (MM) and glutathione S-transferase (GST) enzyme activity (two oxidative stress biomarkers) in the liver of Leptodatylus chaquensis adults (Anura, Leptodactylidae) collected in a rice field (CA) in San Javier department, Santa Fe (Argentina), seven days after the application of chlorpyrifos and in a reference site (SR). The histological analysis revealed a significant amount (p = 0.028) and area occupied by MM (p = 0.017) in livers of CA compared to SR. Furthermore, a significant inhibition of GST activity was recorded in the CA frogs compared to the SR (p = 0.030). The histopathological and enzymatic effects provide evidences of ecotoxicological risk for anurans in rice field with CPF application.

Hematología y citoquímica de las células sanguíneas de Rhinella fernandezae (Anura: Bufonidae) en Espinal y Delta-Islas del río Paraná, Argentina

Hematology and blood cell cytochemistry of Rhinella fernandezae (Amphibia: Anura) from Espinal and Delta-Islands of Paraná River, Argentina. The description of amphibian hematology is scarce and most of these studies have been done in species from North America, Asia and Europe. With the purpose to obtain basic hematological information of Rhinella fernandezae, 23 blood samples from Santa Fe and Entre Ríos natural reserves were studied. Blood of each individual was extracted by cardiac puncture and hemograms were carried out. Morphological and cytochemical description of blood cells were analyzed in slides and were inspected for extra and intra cellular parasites. Five leucocytes types were observed, being lymphocytes the predominant ones followed by basophiles. Heterophils and eosinophils were positive to PAS, Sudan B and peroxidase. The erythrocytes and its precursors were negative for cytochemical reactions. Micronuclei and nuclear alterations frequencies were scarce. No significant differences (p>0.05) were observed between sexes neither in hemograms nor in blood cells morphology. Microfilarias were the only hemoparasites found with a relative low prevalence and infection intensity. The hematological characteristics studied were similar to those reported for other amphibians, suggesting that R. fernandezae individuals present optimal nutritional and immunological status. Rev. Biol. Trop. 59 (1): 17-28. Epub 2011 March 01.

La descripción de la hematología de los anfibios anuros es escasa, habiéndose realizado la mayoría de los trabajos en especies de Norteamérica, Asia y Europa. Con el propósito de obtener datos hematológicos para Rhinella fernandezae, fueron estudiados 23 especímenes provenientes de zonas protegidas de las provincias de Santa Fe y Entre Ríos. Se les extrajo sangre por punción cardíaca y se realizaron hemogramas. En los extendidos sanguíneos, se efectuaron la descripción morfológica y citoquímica de las células sanguíneas y búsqueda de parásitos. Se observaron cinco tipos de leucocitos, donde predominaron los linfocitos pequeños. Heterófilos y eosinófilos resultaron positivos para PAS, Sudan B y peroxidasa; contrariamente, los eritrocitos y sus precursores fueron negativos. Los puntajes de las reacciones citoquímicas fueron variables para basófilos, linfocitos, monocitos y trombocitos. Las frecuencias de micronúcleos y de alteraciones nucleares fueron escasas. No se observaron diferencias significativas (p>0.05) entre sexos en el hemograma ni en la morfología sanguínea. Los únicos hemoparásitos encontrados fueron microfilarias (Nematoda: Filaroidea), cuya prevalencia e intensidad de infección fueron bajas. Las características hematológicas estudiadas fueron semejantes a los valores reportados para otros anfibios, pudiendo inferir que los individuos de R. fernandezae estudiados se encuentran en un buen estado nutricional e inmunológico.

Inhibition and recovery of cholinesterases in Odontophrynus americanus tadpoles exposed to fenitrothion.

We determined the levels of brain acetylcholinesterase (AChE) and tail butyrylcholinesterase (BChE) activities in tadpoles of Odontophrynus americanus exposed to a commercial formulation of fenitrothion. The mean brain AChE activities in the controls tadpoles varied from 6.91 to 6.39 µmol min-1 mg-1 protein, whereas tail BChE activities ranged among 0.26 to 0.17 µmol min-1 mg-1 protein; the two sub-lethal concentrations of fenitrothion assayed produced AChE and BChE inhibition (p < 0.01). Brain AChE recovered a substantial level of activity with a maximum of 93.2%; after the transference of tadpoles to a free-pesticide solution, whereas tail BChE recovery showed a smaller increase (39%) in the activity at 168 hr after to transference to clear water. According with our results, we suggest that tadpole’s tail BChE presents higher sensibility than brain AChE.

Dinámica de un ensamble de anuros en un humedal del tramo inferior del Rio Paraná Argentina / Dynamics of anuran assemblage in a wetland from the southern section of Paran River Argentina

Se describe la diversidad, composición y estructura de tamaños de un ensamble de anuros del Parque Nacional Pre-Delta (PNPD) durante un período anual. Se colocaron trampas de caída desde dic 2004 hasta dic 2005. Se analizó la relación de la riqueza con la temperatura, humedad relativa, número de días con lluvia, precipitación y nivel del río mediante coeficientes de correlación simple y parcial. Se estudió la fenología de las especies más abundantes realizando un análisis de contingencia, contrastando para cada especie las frecuencias mensuales con la frecuencia media de captura en el año. Asimismo, se comparó la frecuencia de cada especie con las frecuencias unidas de las restantes, y se analizó la variación mensual de la longitud hocico-cloaca (LHC). Se capturó un total de 16 especies pertenecientes a 5 familias. Los coeficientes de correlación simple mostraron que la riqueza estuvo asociada con la temperatura y el nivel del río, no obteniéndose los mismos resultados para los coeficientes de correlación parcial. La mayor actividad se observó en ene-abr y en nov-dic 2005. Se hallaron diferencias significativas en la fenología de cada especie. En los meses cálidos se observó disminución en la LHC. Se sugiere que los ciclos anuales en las estructuras de tamaños estarían relacionados con las épocas de reclutamiento de juveniles. Por último, se concluye que los patrones de actividad de las distintas especies y sus ciclos reproductivos, influyen en la estructura temporal del ensamble de anuros estudiados.