Acute, chronic and biochemical effects of chlorothalonil on Agalychnis callidryas, Isthmohyla pseudopuma and Smilisca baudinii tadpoles

Abstract

Declines of amphibian populations have been a worldwide issue of concern for the scientific community during the last several decades. Efforts are being carried out to elucidate factors related to this phenomenon. Among these factors, pathogens, climate change, and environmental pollution have been suggested as possible causes. Regarding environmental pollutants, some pesticides are persistent in the environment and capable of being transported long distances from their release point. In Costa Rica, some pesticides have been detected in protected areas, at locations where amphibian populations have declined. Information about toxicity of pesticides used in Costa Rican agriculture to amphibians is still scarce, particularly for native species.

Toxicity tests with chlorothalonil, a fungicide intensively used in Costa Rica, were carried out exposing tadpoles of three Costa Rican native species: Agalychnis callidryas, Isthmohyla pseudopuma, and Smilisca baudinii in order to evaluate acute and chronic toxicity as well as the biomarkers cholinesterase activity (ChE), glutathione-S transferase activity (GST), and lipid peroxidation (LPO).

96-h LC50: 26.6 (18.9–35.8) μg/L to A. callidryas, 25.5 (21.3–29.7) μg/L to I pseudopuma and 32.3 (26.3–39.7) μg/L to S. baudinii were determined for chlorothalonil. These three species of anurans are among the most sensitive to chlorothalonil according to the literature. Besides, GST was induced in S. baudinii after exposure to sub-lethal concentrations of chlorothalonil while evisceration occurred in S. baudinii and A. callidryas tadpoles exposed to lethal concentrations of the fungicide. Chronic exposure to sub-lethal concentrations accelerated development in S. baudinii and caused lesions in tail of S. baudinii and I. pseudopuma tadpoles. Our results demonstrate that chlorothalonil is highly toxic to native amphibian species and that low concentrations can cause biochemical responses related to phase II of biotransformation and effects on development.

La disminución de las poblaciones de anfibios ha sido un tema de preocupación mundial para la comunidad científica durante las últimas décadas. Se están realizando esfuerzos para dilucidar los factores relacionados con este fenómeno. Entre estos factores, se han sugerido como posibles causas los patógenos, el cambio climático y la contaminación ambiental. En cuanto a los contaminantes ambientales, algunos plaguicidas son persistentes en el medio ambiente y pueden ser transportados a grandes distancias desde su punto de liberación. En Costa Rica, se han detectado algunos plaguicidas en áreas protegidas, en lugares donde las poblaciones de anfibios han disminuido. La información sobre la toxicidad de los plaguicidas usados ​​en la agricultura costarricense para los anfibios es aún escasa, particularmente para las especies nativas. Se realizaron pruebas de toxicidad con clorotalonil, un fungicida de uso intensivo en Costa Rica, exponiendo renacuajos de tres especies nativas costarricenses: Agalychnis callidryas, Isthmohyla pseudopuma , y Smilisca baudinii con el fin de evaluar la toxicidad aguda y crónica, así como los biomarcadores, actividad de colinesterasa (ChE), actividad de glutatión-S transferasa (GST) y peroxidación de lípidos (LPO) .96-h CL50: 26,6 (18,9-35,8) μg / L toA. callidryas, 25,5 (21,3–29,7) μg / L de pseudopuma y 32,3 (26,3–39,7) μg / L de S. baudinii se determinaron para el clorotalonil. Estas tres especies de anuros se encuentran entre las más sensibles al clorotalonil según la literatura. Además, GST fue inducido en S. baudiniiafter exposición a concentraciones subletales de clorotalonil mientras se producía evisceración en S. baudiniiandA. callidryastadpoles expuestos a concentraciones letales del fungicida. La exposición crónica a concentraciones subletales aceleró el desarrollo de S. baudiniiand causó lesiones en la cola de S. baudiniiandI.pseudopumatad-polos. Nuestros resultados demuestran que el clorotalonil es altamente tóxico para las especies de anfibios nativos y que las bajas concentraciones pueden causar respuestas bioquímicas relacionadas con la fase II de la biotransformación y efectos sobre el desarrollo.

O declínio das populações de anfíbios tem sido um problema de preocupação mundial para a comunidade científica durante as últimas décadas. Esforços estão sendo realizados para elucidar os fatores relacionados a esse fenômeno. Entre esses fatores, patógenos, mudança climática e poluição ambiental foram sugeridos como possíveis causas. Em relação aos poluentes ambientais, alguns agrotóxicos são persistentes no meio ambiente e podem ser transportados a longas distâncias de seu ponto de liberação. Na Costa Rica, alguns pesticidas foram detectados em áreas protegidas, em locais onde a população de anfíbios diminuiu. As informações sobre a toxicidade dos pesticidas usados ​​na agricultura da Costa Rica para os anfíbios ainda são escassas, principalmente para as espécies nativas. Os testes de toxicidade com clorotalonil, um fungicida intensamente usado na Costa Rica, foram realizados expondo girinos de três espécies nativas da Costa Rica: Agalychnis callidryas, Isthmohyla pseudopuma , andSmilisca baudiniiin para avaliar a toxicidade aguda e crônica, bem como os biomarcadores da atividade da colinesterase (ChE), atividade da glutationa-S transferase (GST) e peroxidação lipídica (LPO) 0,96-h LC50: 26,6 (18,9-35,8) μg / L toA. callidryas, 25,5 (21,3–29,7) μg / L toI pseudopuma e 32,3 (26,3–39,7) μg / L toS. baudiniiw foram determinados para o clorotalonil. Essas três espécies de anuros estão entre as mais sensíveis ao clorotalonil de acordo com a literatura. Além disso, GST foi induzido emS. baudiniia após a exposição a concentrações subletais de clorotalonil enquanto a evisceração ocorreu em S. baudiniiandA. callidryastadpoles expostos a concentrações letais do fungicida. A exposição crônica a concentrações subletais acelerou o desenvolvimento emS. baudiniia e lesões causadas na cauda de S. baudiniiandI.pseudopumatad-poles. Nossos resultados demonstram que o clorotalonil é altamente tóxico para as espécies nativas de anfíbios e que baixas concentrações podem causar respostas bioquímicas relacionadas à fase II de biotransformação e efeitos no desenvolvimento.