Assessing habitat selection in the prawn Macrobrachium rosenbergii using the model toxicant copper and colonization as a test endpoint: Does prior exposure determine biochemical and behavioral responses?

Abstract

Habitat selection by aquatic organisms is dependent on the availability of adequate conditions to support life and the benefits that the habitat provides. Contaminated environments tend to be less attractive to organisms because reduced habitat quality leads to increased maintenance costs. Consequently, reduced colonization of such disturbed habitats is an expected response. However, colonization has been understudied as an ecotoxicological test endpoint, despite its proven ability to assess habitat selection by populations across various taxa. The aim of the present study was to investigate whether previous exposure to copper could alter the colonization behavior of the freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii along a non-forced exposure gradient of interconnected copper- contaminated habitats (0 to 500 µg/L) due to physiological and behavioral impairments. To assess this, post- larvae of M. rosenbergii were pre-exposed to 0, 50, 250 and 500 µg/L copper for a maximum period of 48 h. The physiological status and motility of the organisms after pre-exposure to copper were evaluated using behavioral endpoints (swimming activity by video tracking) and biochemical biomarkers (biotransformation, oxidative stress and neurotoxicity). The results indicated that pre-exposure to copper (at concentrations of 0, 50 and 500 µg/L) significantly influenced the median colonization concentration (CC50), which decreased from 270 µg/L to 109 µg/L. None of the assessed swimming parameters (speed, motility rate, exploration rate, and total distance) were affected by the pre-exposure to copper (0, 50 and 250 µg/L). Biochemically, cholinesterase levels were only affected in the prawn population exposed to 250 µg/L of copper. The present study provides a better understanding of the relevance of colonization as an ecotoxicological endpoint for assessing the spatial distribution of populations, including both new inhabitants and previously exposed organisms, in recovering habitats.La selección del hábitat por parte de los organismos acuáticos depende de la disponibilidad de condiciones adecuadas para sustentar la vida y de los beneficios que el hábitat proporciona. Los entornos contaminados tienden a ser menos atractivos para los organismos porque la reducción de la calidad del hábitat conlleva un aumento de los costes de mantenimiento. En consecuencia, la reducción de la colonización de estos hábitats alterados es una respuesta esperable. Sin embargo, la colonización ha sido poco estudiada como criterio de valoración ecotoxicológica, a pesar de su probada capacidad para evaluar la selección de hábitats por parte de poblaciones de diversos taxones. El objetivo del presente estudio fue investigar si la exposición previa al cobre podría alterar el comportamiento de colonización del langostino de agua dulce Macrobrachium rosenbergii a lo largo de un gradiente de exposición no forzada de hábitats interconectados contaminados con cobre (0 a 500 µg/L) debido a alteraciones fisiológicas y de comportamiento. Para evaluarlo, se preexpusieron postlarvas de M. rosenbergii a 0, 50, 250 y 500 µg/L de cobre durante un periodo máximo de 48 h. El estado fisiológico y la motilidad de los organismos tras la preexposición al cobre se evaluaron mediante criterios de valoración conductuales (actividad natatoria mediante seguimiento por vídeo) y biomarcadores bioquímicos (biotransformación, estrés oxidativo y neurotoxicidad). Los resultados indicaron que la preexposición al cobre (en concentraciones de 0, 50 y 500 µg/L) influyó significativamente en la concentración mediana de colonización (CC50), que disminuyó de 270 µg/L a 109 µg/L. Ninguno de los parámetros de natación evaluados (velocidad, tasa de motilidad, tasa de exploración y distancia total) se vio afectado por la preexposición al cobre (0, 50 y 250 µg/L). Bioquímicamente, los niveles de colinesterasa sólo se vieron afectados en la población de langostinos expuesta a 250 µg/L de cobre. El presente estudio proporciona una mejor comprensión de la relevancia de la colonización como parámetro ecotoxicológico para evaluar la distribución espacial de poblaciones, incluyendo tanto nuevos habitantes como organismos previamente expuestos, en hábitats en recuperación.