Environmental quality of an estuary in Amazon delta using immunohistochemical and morphological analyses of gill as biomarkers / Qualidade ambiental de um estuário no delta amazônico utilizando análises imunohistoquímicas e morfológicas de brânquias como biomarcadores

In this study, histological, ultrastructural, and immunohistochemical observations of the gill tissue of two fish species (Plagioscion squamosissimus and Lithodoras dorsalis) were used as biomarkers to assess the ecological conditions of an estuary in the Amazon delta, by relating the health status of the fishes to environmental quality. The gill tissue was analyzed both qualitatively and semi-quantitatively. Marked differences in the type and severity of lesions were verified between species and among study sites. A variety of severe damages were confirmed histologically in specimens from the two impacted areas (B and C), including aneurysms, epithelial lifting, and intense hyperplasia. Electron microscopy and immunohistochemical analyses also revealed injuries in the gill tissue of specimens from these two areas. While, on area A only few specimens showed mild changes in gill tissues and rare marking of apoptosis. These results confirm the urgent need for the more effective control of the discharge of pollutants into the estuary as well as more effective urban planning, given the close proximity of a major industrial complex to residential areas.

Neste estudo foram utilizados biomarcadores histológicos, ultraestruturais e imunohistoquímicos em tecidos brânquiais de duas espécies de peixes, Plagioscion squamosissimus e Lithodoras dorsalis, para avaliar a situação ecológica em um estuário amazônico relacionando a saúde do peixe com a qualidade ambiental. O tecido branquial foi analisado qualitativamente e semiquantitativamente. Foram verificadas diferenças entre as espécies selecionadas e as áreas de estudo, no que se refere ao tipo e severidade das lesões no tecido branquial. Foi detectada uma variedade de alterações histopatológicas severas somente nos peixes capturados nas áreas B e C, tais como: Aneurisma, elevação epitelial e intensa hiperplasia. As análises de microscopia eletrônica e de imunohistoquímica confirmaram danos mais prejudiciais nas brânquias apenas nestas áreas de estudo. Enquanto que na área A poucos peixes apresentaram alterações leves nos tecidos e pouca marcação de apoptose. Estes resultados confirmam a necessidade de um efetivo controle dos dejetos de poluentes assim como um planejamento urbano eficaz nesta região, uma vez que esta área possui um complexo industrial importante próximo à área urbana.

Fish histopathology and catalase activity as biomarkers of the environmental quality of the industrial district on the Amazon estuary, Brazil / Histopatologia e atividade catalase em peixes como biomarcadores da qualidade ambiental no distrito industrial, estuário Amazônico, Brasil

The environment quality of an industrial district on the river Pará, Amazon estuary, Brazil, based on the assessment of histological alterations and on the determination of catalase activity of the hepatic tissue of two fish species, Plagioscion squamossissimus and Lithodoras dorsalis, is provided. Histopathological changes were evaluated semi-quantitatively and qualitatively. Mean Assessment Values (MAV) and Histological Alteration Index (HAI) of organ lesions were calculated for each zone under analysis, with different impact levels: Zone 1 (industrial district, with high contamination risk); Zone 2 (medium risk) and Zone 3 (minimum risk). Strong positive catalase activity and histopathological changes were reported in Zone 1. None of the specimens of either species captured in Zones 1 and 2 was healthy, whereas more than 60% of the specimens from Zone 3 presented healthy hepatic tissue. The principal alterations observed in the tissue of the two species included an increase in the number of Melanomacrophagous centers, fatty degeneration, inflammation, congestion, hepatitis and focal necrosis. The carnivorous P. squamosissimus presented higher levels of alteration than the herbivorous L. dorsalis. Results showed that local anthropogenic impacts were affecting the health of the two fish species under analysis.

Com o presente estudo foi avaliada a qualidade ambiental em um distrito industrial no rio Pará, estuário Amazônico, Brasil, baseado nas alterações histológicas e na determinação da atividade da catalase no fígado para duas espécies de peixes: Plagioscion squamossissimus e Lithodoras dorsalis. As mudanças histopatológicas foram avaliadas semiquantitativamente e qualitativamente. Os Valores Médios de Avaliação (MAV) e o índice de alteração histológica (IAH) das lesões nos órgãos foram calculados para cada zona com diferentes níveis de impacto: Zona 1 (distrito industrial, com risco alto de contaminação); Zona 2 (risco médio) e Zona 3 (risco mínimo). Na Zona 1 foi observada, para as duas espécies, forte atividade catalase positiva e algum tipo de alteração histopatológica. Não foram observados indivíduos saudáveis nas Zonas 1 e 2. Na zona 3, mais de 60% dos espécimes estudados apresentaram tecido hepático saudável. As principais alterações observadas no tecido hepático para as duas espécies foram: aumento dos centros melanocacrófagos, degeneração gordurosa, inflamação, congestão, hepatite e necrose focal. A espécie carnívora P. squamosissimus apresentou níveis mais elevados de alteração que o herbívoro L. dorsalis. Estes resultados mostram que as alterações da qualidade ambiental no entorno do distrito industrial está afetando a saúde destas espécies de peixes.

Seasonal changes in the gonadossomatic index, allometric condition factor and sex ratio of an auchenipterid catfish from eastern Amazonia

The aim of the present study was to evaluate the seasonal pattern of the gonadosomatic index (GSI), condition factor (K), and sex ratio in the catfish Auchenipterichthys longimanus (Siluriformes: Auchenipteridae) as an approach to identify its reproductive period. A total of 589 A. longimanus specimens (251 males and 338 females) were captured in the rivers of the Caxiuanã National Forest, in the Brazilian state of Pará, between July, 2008 and July, 2009. Among the male specimens, 171 were classified as adults and 80 as juveniles, while there were 249 adults and 89 juvenile females. Using a sinusoidal equation, analysis of the GSI revealed a reproductive asynchrony between the genders, with males attaining their highest GSI values in January, while females peaked in March. For males, the sinusoidal regression for GSI values was significant only when used the complete data set (P=0.001), wears no trend was identified for bimonthly means (P=0.136). For females, by contrast, significant values were obtained for both the complete data set (P=0.012) and bimonthly GSI means (P=0.026). For the condition factor, the sinusoidal equation returned significant seasonal variation in both raw data (P=0.02) and with mean values (P=0.00) for males, but only with raw data for females (P=0.04), which appears to reflect variation in the energy budget between genders. With regard to the sex ratio, more reproductive females were captured than males in January and March, 2009, which suggests a pattern of segregation related to the reproductive process. These parameters are fundamental to the assessment, protection, and management of natural fish stocks, as well as providing guidelines for the development of conservation strategies.

O objetivo deste estudo foi avaliar alterações sazonais no índice gonadossomático (IGS por cento), fator de condição (K) e proporção sexual, a fim de determinar o período de atividade reprodutiva do bagre Auchenipterichthys longimanus (Siluriformes: Auchenipteridae), a partir da análise de exemplares coletados em igarapés da Floresta Nacional de Caxiuanã, estado do Pará, Brasil. Através de coletas bimestrais entre julho de 2008 e julho de 2009, foram capturados 589 exemplares de A. longimanus, sendo 251 machos e 338 fêmeas. Dentre os machos, 171 exemplares foram classificados como adultos e 80 foram jovens, e dentre as fêmeas, 249 eram adultas e 89 jovens. Por meio do estabelecimento de uma equação senoidal, a análise do IGS por cento evidenciou uma assincronia reprodutiva entre os sexos, pois os machos obtiveram maiores valores de IGS por cento em janeiro e as fêmeas apresentaram seu pico em março. Para os valores de IGS por cento de machos, a equação senoide mostrou-se significante somente para os valores brutos (P=0,001), sendo não identificada uma tendência com os valores médios do IGS por cento (P=0,136). Para as fêmeas, os valores de significância da equação senoide para o IGS por cento foram obtidos tanto para os dados brutos (P=0,012) quanto para os dados médios (P=0,026). Para o Fator de Condição, a equação senoide demonstrou variação nos valores brutos e médios de machos adultos (P=0,02 e P=0,00, respectivamente) e nos valores brutos de fêmeas (P=0,04), refletindo diferenças nos padrões de investimento energético entre os sexos. Em relação à proporção sexual, foi observada uma maior frequência de capturas de fêmeas reprodutivas em relação aos machos nos meses de Janeiro e Março de 2009, sugerindo um padrão de segregação sexual com fins reprodutivos. Esses parâmetros são fundamentais na avaliação, conservação e manejo dos estoques naturais de peixes, assim como para subsidiar estratégias e procedimentos para a preservação e conservação da ictiofauna.

Branchial histopathological study of Brachyplatystoma rousseauxii ( Castelnau, 1855 ) in the Guajará bay, Belém, Pará State, Brazil / Estudo histopatológico da brânquia de Brachyplatystoma rousseauxii na baía do Guajará, Belém, Estado do Pará, Brasil

This work analyzes the morphological alterations in Brachyplatystoma rousseauxii gills and evaluates whether this species can be considered an environmental monitoring biomarker of Guajará Bay. Sampling was carried out in four areas around Belém, Brazil, in four annual periods: dry/wet season, wet season, wet/dry season and dry season. Water pH, temperature and suspended material were evaluated. A total of 36 specimens were collected. The second right gill arch of each animal was removed and immediately fixed and processed for histopathology analysis with light microscopy. The physicochemical analysis of the water during the study period showed slight acidity, temperature and material in suspension within normal levels. Histopathological analysis of the gills from 14 individuals from area I presented no alterations, and only 2 individuals from this area presented some significant type of alteration. In contrast, all individuals captured in areas II, III, and IV presented at least one of the following alterations: aneurism-like alterations, epithelial elevation, infiltration, cell proliferation and cell hypertrophy. Based on the gill histopathological analysis, this organ is considered a good biomarker and the native species B. rousseauxii could be used as a bioindicator for environmental monitoring.

O objetivo deste trabalho foi analisar as alterações morfológicas branquiais em Brachyplatystoma rousseauxii e verificar se esta espécie pode ser considerada como indicador biológico para o monitoramento ambiental da baía do Guajará. As coletas aconteceram em quatro áreas ao redor da cidade de Belém: I (controle), II, III e IV (forte influência antrópica), nos quatro períodos anuais: estação seco/chuvoso, estação chuvoso, estação chuvoso/seco e estação seco. Nesses períodos foram medidos pH, temperatura e material em suspensão. Foram capturados 36 exemplares. O segundo arco branquial direito de cada animal foi retirado, imediatamente fixado e processado para análise histopatológica. A análise físico-química da água revelou pH levemente ácido, a temperatura e o material em suspensão se encontravam nos parâmetros de normalidade. As análises histopatológicas das brânquias de 14 animais da área I não apresentaram alterações branquiais e somente dois revelaram algum tipo de alteração. Todos os indivíduos capturados nas áreas II, III e IV apresentaram pelo menos uma das seguintes alterações: aneurisma, elevação epitelial, infiltração, proliferação celular, fusão lamelar e hipertrofia celular. De acordo com as análises histopatológicas branquiais, este órgão é considerado como um bom biomarcador e a espécie nativa B. rousseauxii pode ser utilizada como bioindicador no monitoramento ambiental.

Reproductive biology of Plagioscion magdalenae (Teleostei: Sciaenidae) (Steindachner, 1878) in the bay of Marajo, Amazon Estuary, Brazil

Plagioscion magdalenae (pacora) is a commercially important benthopelagic sciaenid and widely distributed in the Amazon River basin. The present study describes the reproductive biology of this species in the bay of Marajo, Amazon Estuary, Brazil. The gonadal development stage, age and size at first sexual maturity (L50), sex ratio, and reproductive strategy were determined. The data were collected bi-monthly from December 2005 to October 2006. A total of 251 specimens were examined, with the total length (TL) ranging between 220 and 590 mm. The weight-length relationship for females, males and grouped sexes was highly significant, showing a positive allometry. The L50 was of 279 mm for grouped sexes, with 305 mm and 269 mm TL for females and males respectively. The sex ratio for the total number of individuals favored the males (2.02 males: 1 female). Macroscopically, the gonads were classified as immature, maturing, mature and spent. Considering the macro and microscopic evaluation of the gonads, an extended spawning period, mainly in August to February, was observed.

Plagioscion magdalenae (pescada-curuca) é um sciaenídeo bentopelágico, de importância comercial, amplamente distribuído na bacia do rio Amazonas. O objetivo deste trabalho foi descrever a biologia reprodutiva dessa espécie na baía do Marajó, estuário Amazônico, Brasil. Neste estudo foi determinado o estádio do desenvolvimento gonadal, tamanho de primeira maturação gonadal (L50), proporção entre sexos, época e o tipo de desova. A coleta foi realizada bimestralmente no período de dezembro de 2005 a outubro de 2006. Foi examinado um total de 251 exemplares, variando entre 220 e 590 mm de comprimento total (CT). A relação peso-comprimento para fêmeas, machos e sexos agrupados foi altamente significativa, com alometria positiva. O L50 foi de 279 mm considerando sexos agrupados, 305 e 269 mm CT para fêmeas e machos respectivamente. A proporção entre sexos para o total de indivíduos foi favorável aos machos (2,02 machos: 1 fêmea). Macroscopicamente, as gônadas foram classificadas em imatura, em maturação, matura e desovada. Considerando-se as avaliações macro e microscópicas das gônadas, foi registrado um período prolongado de desova, principalmente entre agosto e fevereiro.