The effect of the insecticide diazinon on the osmoregulation and the avoidance response of the white leg shrimp (Penaeus vannamei) is salinity dependent

Abstract

Diazinon is one of the insecticides that represent a high risk for Costa Rican estuarine environments due to its widespread use in pineapple plantations. In estuaries, organisms are frequently submitted to stress caused by natural factors (e.g., continuous changes in salinity levels) and, additionally, to stress due to contamination. Therefore, the driving question of this study was: will organisms be more susceptible to suffer the deleterious effects caused by diazinon because of the stress resulting from the salinity changes? The estuarine shrimp Penaeus vannamei was used as the model organism and two responses were measured: osmoregulation (the physiological effect after a forced and continuous 24 h-exposure) and avoidance [the behavioural effect after a short (3 h) nonforced, multi-compartmented exposure]. Juveniles were exposed to diazinon (0.1, 1, 10 and 100 μg/L) at three different salinities (10, 20 and 30). Disruption in the capacity to regulate the haemolymph osmotic pressure was observed at a salinity of 30 in individuals exposed to diazinon and methanol (used as vehicle). At that salinity, the ability of shrimps to detect and avoid the highest diazinon concentrations was impaired. P. vannamei juveniles inhabit environments with a high variation in salinity, but with an optimum osmotic point close to a salinity of 20; therefore, the higher the salinity, the greater the vulnerability of shrimps to the effects of diazinon. From an ecological point of view, this combined effect of salinity and contamination might also limit the spatial distribution of the organismsEl diazinón es uno de los insecticidas de alto riesgo para los ambientes estuarinos costarricenses debido a su uso generalizado en las plantaciones de piña. En los estuarios, los organismos se someten con frecuencia a estrés causado por factores naturales (por ejemplo, cambios continuos en los niveles de salinidad) y, además, al estrés debido a la contaminación. Por lo tanto, la pregunta principal de este estudio fue: ¿serán los organismos más susceptibles a sufrir los efectos deletéreos causados ​​por el diazinón debido al estrés resultante de los cambios de salinidad? Se utilizó el camarón de estuario Penaeus vannamei como organismo modelo y se midieron dos respuestas: osmorregulación (el efecto fisiológico después de una exposición forzada y continua de 24 h) y evitación [el efecto conductual después de un corto (3 h) no forzado, multicompartimentado exposición]. Los jóvenes fueron expuestos al diazinón (0,1, 1, 10 y 100 μg / L) en tres salinidades diferentes (10, 20 y 30). Se observó una alteración en la capacidad para regular la presión hemolinfosmótica a una salinidad de 30 en individuos expuestos a diazinón y metanol (usados ​​como vehículo). A esa salinidad, la capacidad de los camarones para detectar y evitar las concentraciones más altas de diazinón se vio afectada. Los juveniles de P. vannamei habitan ambientes con una alta variación de salinidad, pero con un punto osmótico óptimo cercano a una salinidad de 20; por lo tanto, cuanto mayor es la salinidad, mayor es la vulnerabilidad de los camarones a los efectos del diazinón. Desde un punto de vista ecológico, este efecto combinado de salinidad y contaminación también podría limitar la distribución espacial de los organismos.O diazinon é um dos inseticidas de alto risco para os ambientes estuarinos da Costa Rica devido ao seu amplo uso nas plantações de abacaxi. Nos estuários, os organismos são freqüentemente submetidos a estresse causado por fatores naturais (por exemplo, mudanças contínuas nos níveis de salinidade) e, além disso, ao estresse devido à poluição. Portanto, a questão central deste estudo foi: os organismos serão mais suscetíveis aos efeitos deletérios causados ​​pelo diazinon devido ao estresse decorrente das mudanças de salinidade? O camarão estuarino Penaeus vannamei foi usado como organismo modelo e duas respostas foram medidas: osmorregulação (o efeito fisiológico após uma exposição forçada e contínua de 24 h) e evitação [o efeito comportamental após um curto (3 h) não forçado, multicompartimento exposição]. Os jovens foram expostos ao diazinon (0,1, 1, 10 e 100 μg / L) em três diferentes salinidades (10, 20 e 30). Uma alteração na capacidade de regular a pressão hemolinfosmótica foi observada na salinidade de 30 em indivíduos expostos ao diazinon e metanol (usados ​​como veículo). Nessa salinidade, a capacidade do camarão de detectar e evitar as maiores concentrações de diazinon foi afetada. Juvenis de P. vannamei habitam ambientes com alta variação de salinidade, mas com um ponto osmótico ótimo próximo a uma salinidade de 20; portanto, quanto maior a salinidade, maior a vulnerabilidade do camarão aos efeitos do diazinon. Do ponto de vista ecológico, esse efeito combinado de salinidade e poluição também pode limitar a distribuição espacial dos organismos.