Genotoxicity effects on Geophagus brasiliensis fish exposed to Doce River water after the environmental disaster in the city of Mariana, MG, Brazil / Efeitos da genotoxicidade em peixes da espécie Geophagus brasiliensis expostos a água do Rio Doce após o desastre ambiental na cidade de Marina, MG, Brasil

Abstract The Doce River basin has suffered the largest environmental accident ever occurred in Brazil with the influx of tailings from Fundão and Santarém, belonging to Samarco mining company, due to the disaster in Mariana. A spill between 50 and 60 million m3 of tailings was estimated by the company. According to Samarco, the wastewater was composed mainly of clay, silt and heavy metals like iron, copper and manganese. Thereby, the objective of the present study was evaluated the genotoxic damage in juvenile of Geophagus brasiliensis (Quoy e Gaimard, 1824) exposed to Doce river water before (DRWBA - Doce River water before acident) and after (DRWAA - Doce River water after acident) the influx of tailings from the Germano and Santarém Dam disasters in Mariana, MG, Brazil. For this, 24 individuals of the species G. brasiliensis (obtained on IFES/ALEGRE fish culture) were submitted to a bioassay with three treatments and eight replicates. The treatments were: 1) Control water (water from the urban water supply system, filtered with a 0.45 µm membrane), 2) DRBA and 3) DRAA. After 96 h, these fishes were anesthetized to remove blood for evaluation of genotoxic damage (micronucleus and comet). For the bioassay, a total of 80 L of The Doce River water were collected before the influx of tailings and after the influx and then submitted to metal quantification analysis. Fish exposed to DRWBA and DRWAA treatments showed a significant increase in both the number of erythrocyte micronuclei and the DNA damage index in relation to the control fish; however, they did not present any differences between the two treatments. The results demonstrate that the DRWBA treatment was already genotoxic for the fish, mainly due to dissolved Cu concentrations in the water. The DRWAA treatment probably presented genotoxicity due to the increase in the dissolved fraction and synergistic effects of several metals found in the tailings of the Mariana accident.

Resumo A bacia do Rio Doce sofreu o maior acidente ambiental com o influxo de rejeitos de Fundão e Santarém, pertencentes à empresa de mineração Samarco, devido ao desastre em Mariana. Um derramamento entre 50 e 60 milhões de m3 de rejeitos foi estimado pela empresa. De acordo com a Samarco, o rejeito despejado era composto principalmente de argila, silte e alguns metais pesados como ferro, cobre e manganês. Com isso, o presente estudo teve como objetivo avaliar os danos genotóxicos em juvenis de Geophagus brasilienses expostos a água do rio Doce antes (DRWAA - água do Rio Doce antes do acidente) e depois (DRWBA- água do Rio Doce depois do acidente) da chegada dos rejeitos do rompimento das barragens de Germano e Santarém em Mariana, MG, Brasil. Para isso, 24 indivíduos da espécie G. brasilienses (obtidos na piscicultura do IFES/ALEGRE) foram submetidos a um bioensaio com três tratamentos e oito réplicas. Os tratamentos eram: 1) Controle (com água do abastecimento urbano, filtrada com filtro analítico de 0,45 µm); 2) DRWBA e 3) DRWAA. Após um período de 96 h, esses peixes foram anestesiados para retirada de sangue para avaliação dos danos genotóxicos (micronúcleo e cometa). Para a realização do bioensaio, um total de 80 L de água do Rio Doce foram coletados antes da chegada dos rejeitos e outros 80 L foram coletados depois da chegada dos rejeitos e ambas foram submetidas a análises de quantificação de metal. Os peixes expostos ao DRWBA e ao DRWAA apresentaram um aumento significativo na quantidade de micronúcleos eritrocitários e no índice de danos do DNA em relação aos peixes controle, no entanto não apresentaram diferenças entre si. Os resultados obtidos demonstram que a DRWBA já era genotóxica para os peixes, principalmente, em função das concentrações de Cu dissolvido na água. A DRWAA apresentou genotixicidade, provavelmente, em função do aumento da fração dissolvida e do efeito sinérgico de diversos metais presentes nos rejeitos do acidente de Mariana.

Genotoxicity effects on Geophagus brasiliensis fish exposed to Doce River water after the environmental disaster in the city of Mariana, MG, Brazil

Abstract The Doce River basin has suffered the largest environmental accident ever occurred in Brazil with the influx of tailings from Fundão and Santarém, belonging to Samarco mining company, due to the disaster in Mariana. A spill between 50 and 60 million m3 of tailings was estimated by the company. According to Samarco, the wastewater was composed mainly of clay, silt and heavy metals like iron, copper and manganese. Thereby, the objective of the present study was evaluated the genotoxic damage in juvenile of Geophagus brasiliensis (Quoy e Gaimard, 1824) exposed to Doce river water before (DRWBA Doce River water before acident) and after (DRWAA Doce River water after acident) the influx of tailings from the Germano and Santarém Dam disasters in Mariana, MG, Brazil. For this, 24 individuals of the species G. brasiliensis (obtained on IFES/ALEGRE fish culture) were submitted to a bioassay with three treatments and eight replicates. The treatments were: 1) Control water (water from the urban water supply system, filtered with a 0.45 µm membrane), 2) DRBA and 3) DRAA. After 96 h, these fishes were anesthetized to remove blood for evaluation of genotoxic damage (micronucleus and comet). For the bioassay, a total of 80 L of The Doce River water were collected before the influx of tailings and after the influx and then submitted to metal quantification analysis. Fish exposed to DRWBA and DRWAA treatments showed a significant increase in both the number of erythrocyte micronuclei and the DNA damage index in relation to the control fish; however, they did not present any differences between the two treatments. The results demonstrate that the DRWBA treatment was already genotoxic for the fish, mainly due to dissolved Cu concentrations in the water. The DRWAA treatment probably presented genotoxicity due to the increase in the dissolved fraction and synergistic effects of several metals found in the tailings of the Mariana accident.

Resumo A bacia do Rio Doce sofreu o maior acidente ambiental com o influxo de rejeitos de Fundão e Santarém, pertencentes à empresa de mineração Samarco, devido ao desastre em Mariana. Um derramamento entre 50 e 60 milhões de m3 de rejeitos foi estimado pela empresa. De acordo com a Samarco, o rejeito despejado era composto principalmente de argila, silte e alguns metais pesados como ferro, cobre e manganês. Com isso, o presente estudo teve como objetivo avaliar os danos genotóxicos em juvenis de Geophagus brasilienses expostos a água do rio Doce antes (DRWAA água do Rio Doce antes do acidente) e depois (DRWBA- água do Rio Doce depois do acidente) da chegada dos rejeitos do rompimento das barragens de Germano e Santarém em Mariana, MG, Brasil. Para isso, 24 indivíduos da espécie G. brasilienses (obtidos na piscicultura do IFES/ALEGRE) foram submetidos a um bioensaio com três tratamentos e oito réplicas. Os tratamentos eram: 1) Controle (com água do abastecimento urbano, filtrada com filtro analítico de 0,45 µm); 2) DRWBA e 3) DRWAA. Após um período de 96 h, esses peixes foram anestesiados para retirada de sangue para avaliação dos danos genotóxicos (micronúcleo e cometa). Para a realização do bioensaio, um total de 80 L de água do Rio Doce foram coletados antes da chegada dos rejeitos e outros 80 L foram coletados depois da chegada dos rejeitos e ambas foram submetidas a análises de quantificação de metal. Os peixes expostos ao DRWBA e ao DRWAA apresentaram um aumento significativo na quantidade de micronúcleos eritrocitários e no índice de danos do DNA em relação aos peixes controle, no entanto não apresentaram diferenças entre si. Os resultados obtidos demonstram que a DRWBA já era genotóxica para os peixes, principalmente, em função das concentrações de Cu dissolvido na água. A DRWAA apresentou genotixicidade, provavelmente, em função do aumento da fração dissolvida e do efeito sinérgico de diversos metais presentes nos rejeitos do acidente de Mariana.

Ion fluxes and hematological parameters of two teleosts from the Rio Negro, Amazon, exposed to hypoxia / Fluxos iônicos e parâmetros hematológicos em duas espécies de teleósteos do Rio Negro, Amazônia, expostos à hipoxia

The aim of this study was to describe the effect of hypoxia on whole body ion fluxes and hematological parameters in two Amazonian teleosts: Serrasalmus eigenmanni and Metynnis hypsauchen. The increase of Na+ and Cl- effluxes on M. hypsauchen exposed to hypoxia may be related to an increase of gill ventilation and effective respiratory surface area, to avoid a reduction in the oxygen uptake, and/or with the decrease of pHe, that could inhibit Na+ and Cl- transporters and, therefore, reduce influx of these ions. Effluxes of Na+ and Cl- were lower in hypoxia than in normoxia for S. eigenmanni, possibly because in hypoxia this species would reduce gill ventilation and oxygen uptake, which would lead to a decrease of gill ion efflux and, consequently, reducing ion loss. The increase on hematocrit (Ht) during hypoxia in M. hypsauchen probably was caused by an increase of the red blood cell volume (MCV). For S. eigenmanni the increase on glucose possibly results from the usage of glucose reserve mobilization. Metynnis hypsauchen showed to be more sensitive to hypoxia than Serrasalmus eigenmanni, since the first presented more significant alterations on these osmoregulatory and hematological parameters. Nevertheless, the alterations observed for both species are strategies adopted by fishes to preserve oxygen supply to metabolizing tissues during exposure to hypoxia.

O objetivo deste trabalho foi descrever o efeito da hipoxia no fluxo iônico corporal e nos parâmetros hematológicos em duas espécies de teleósteos da Amazônia: Serrasalmus eigenmanni e Metynnis hypsauchen. O aumento dos efluxos de Na+ e Cl- em M. hypsauchen expostos à hipoxia pode estar relacionado ao aumento da ventilação branquial e da eficiência da área da superfície respiratória, a fim de evitar redução na captação de oxigênio; e/ou com a diminuição do pHe, que pode inibir os transportadores de Na+ e Cl- e, então, reduzir o influxo destes íons. Os efluxos de Na+ e Cl- foram menores em hipoxia do que em normoxia para a espécie S. eigenmanni, possivelmente porque esta espécie em hipoxia poderia reduzir a ventilação branquial e a captação de oxigênio, a qual levaria a uma diminuição do efluxo branquial de íons e, conseqüentemente, à redução da perda de íons. O aumento do hematócrito (Ht) durante hipoxia em M. hypsauchen provavelmente foi causado pelo aumento do volume das células vermelhas do sangue (MCV). Para a espécie S. eigenmanni, o aumento da glicose possivelmente foi resultado do uso da mobilização da reserva de glicose. A espécie Metynnis hypsauchen mostrou ser mais sensível à hipoxia do que a espécie Serrasalmus eigenmanni, uma vez que a primeira espécie apresentou mais alterações significativas em seus parâmetros osmorregulatórios e hematológicos. Contudo, as alterações observadas em ambas as espécies são estratégias adotadas pelos peixes a fim de preservar o suprimento de oxigênio para metabolização nos tecidos durante exposição à hipoxia.

Transportation of juvenile tambaqui (Colossoma macropomum) in a closed system

O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da densidade, duração e do uso de aditivos na água durante o transporte de juvenis de tambaqui (Colossoma macropomum) e usar estes resultados para estabelecer um protocolo seguro de transporte para esta espécie. Os produtos testados e suas doses foram: sal de mesa (1000, 2000 e 3000 mg/L), gesso (100, 300 e 500 mg/L) e benzocaína (10, 20 e 30 mg/L). Os peixes foram transportados em sistema fechado (saco plástico) em diferentes densidades e por diferentes tempos por até 24 h de transporte. A sobrevivência e os parâmetros de qualidade da água foram monitorados imediatamente após o transporte. Os peixes que sobreviveram ao transporte foram colocados em tanques-rede para avaliar a mortalidade após 96 h. A melhor densidade, tempo de transporte e aditivo foram estimados por modelo linear geral. O efeito do fator de condição na sobrevivência após o transporte e na sobrevivência de 96 h também foi avaliado. Como esperado, a sobrevivência após o transporte e a sobrevivência de 96 h foram significativamente correlacionados com o tempo e a densidade. A sobrevivência após o transporte, mas não a sobrevivência de 96 h, também tem correlação com os aditivos testados. A sobrevivência após o transporte é significativamente igual para o tratamento controle e para os tratamentos que receberam gesso e significativamente menor para os tratamentos que receberam sal e benzocaína. O fator de condição não tem correlação com a sobrevivência após o transporte e a sobrevivência de 96 h. É conclusivo que os aditivos testados não melhoram a sobrevivência de juvenis de tambaqui após o transporte. Modelos lineares foram desenvolvidos para predizer a melhor densidade de transporte em função do tempo.

Specialized metabolism and biochemical suppression during aestivation of the extant South American lungfish -- Lepidosiren paradoxa

Lepidosiren paradoxa (pirambóia) is the single representative of Dipnoan (lungfish) in South America. This species is considered a living fossil, in spite of some reports describing this fish as having a very specialized life style. It aestivates during the dry season, and has developed metabolic adaptations to cope with both flooding and drought. The literature describing its tissue ultra-structure shows high glycogen stored in the muscle, suggesting a strong dependence on anaerobic glycolysis. The present paper reports tissue enzyme levels of LDH, MDH, and CS, and isozymic tissue distribution of LDH, MDH, ADH, PGI, SOD, and PGM of 7 aestivating specimens from Lago do Canteiro in the Amazonas River. Animals were caught while burrowed in mud during the aestivation period. Our findings reveal high anaerobic capacity of both skeletal and heart muscles, even during the aestivation period, when enzymes showed suppressed levels compared to those of non-aestivating animals (data from the literature). Isozymic patterns suggest loss of duplicate condition in most analyzed loci, a characteristic that occurs mainly in higher vertebrate categories. These data indicate that, compared to the fish group, lungfish may be considered advanced, despite retaining primitive morphological characters