Efecto de sedimentos naturales enriquecidos con zinc, en modelos aislados y en microcosmos, sobre tres especies de invertebrados bentónicos

En los cuerpos acuáticos la disponibilidad de los tóxicos es limitada por las características fisicoquímicas de los sedimentos y agua, así como por las interacciones entre los diversos xenobióticos y entre las especies que los habitan. Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue relacionar el efecto producido por el zinc (Zn) sembrado en sedimentos del embalse Ignacio Ramírez (PIR), en modelos aislados y en microcosmos, sobre el ATP de tres organismos bentónicos con la biodisponibilidad del metal. Las especies seleccionadas fueron: Hyalella azteca, Limnodrilus hoffmeisteri y Stagnicola attenuata, dado que se encuentran en altas proporciones en el embalse y ocupan espacios diferentes en el bentos. Las muestras de sedimentos y organismos se colectaron en la estación de sequía (febrero de 1999). A los primeros se les determinó el pH, textura, tamaño de partícula, nitrógeno total, materia orgánica y concentración de metales (Zn, Fe, Cu y Ni). Posteriormente se realizó un estudio de toxicidad subletal utilizando dos tipos de sistemas estáticos (organismos aislados y en microcosmos). Ambos modelos contenían sedimentos de la PIR enriquecidos con Zn (concentración nominal de 0.8129 mg/kg) y agua sintética en una proporción de 1:4. Los organismos de prueba fueron adicionados una vez alcanzado el equilibrio (2 hr) considerando la cantidad de biomasa con respecto al volumen (1.0 g de organismo por cada 100 ml de agua:sedimento). Después de 0, 12, 24, 36, 48 y 72 hr de exposición se tomaron muestras del sedimento y de los hidrobiontes, a los cuales se les cuantificó el contenido de Zn por absorción atómica. A los organismos también se les determinó la concentración de ATP. Los resultados obtenidos muestran que el efecto producido por los sedimentos naturales enriquecidos se ve potenciado por la presencia de más de una especie en el sistema (microcosmos). Con respecto a los niveles de Zn, dos de los organismos (L. hoffmeisteri y S. attenuata) tienden a perder este metal tanto en sistemas aislados como en microcosmos, probablemente como estrategia de regulación en la acumulación del mismo, así como debido a la presencia de Fe en los sedimentos del embalse. Sin embargo, H. azteca mantiene sus niveles de Zn constantes durante todo el experimento, ya que es posible que la tasa de captación sea tan baja que no requiera otro tipo de mecanismo de regulación. Por otra parte se observó una disminución de ATP tanto en gusanos como en anfípodos expuestos a ambos sistemas a todos los tiempos de exposición; posiblemente los metales que se encuentran en los sedimentos interfieren con las enzimas encargadas de la producción energética por unión a grupos SH. Esta biomolécula se incrementó en el caracol en microcosmos a todos los tiempos de exposición y en sistemas aislados al final del experimento, probablemente debido a mecanismos compensatorios y al consumo reducido de energía que muestran los moluscos frente al estrés generado por la presencia de metales pesados.<br>Effect of zinc-enriched sediments, in open and isolated systems, on three species of benthonic invertebrates. Availability of toxics in aquatic bodies is limited by the physicochemical characteristics of sediments and water, as well as by the interactions between the different xenobiotics and inhabits species. The aim of this work was to relate the effect produced by zinc (Zn) spiked in sediments of the Ignacio Ramírez dam (PIR), in isolated and microcosms models, on ATP concentration of three benthic organisms with the metal biodisponibility. The selected species were a crustacean, an annelid and a mollusk: Hyalella azteca (Amphipoda: Hyalellidae), Limnodrilus hoffmeisteri (Oligochaeta: Tubificidae) and Stagnicola attenuata (Basommatophora: Lymnaeidae), species that are found at high proportions in the reservoir and use different spaces in the benthos. Samples of sediments and organisms were collected from the PIR during the dry season (February of 1999). Metal concentration (Zn, Fe, Cu and Ni), pH, texture, particle size, total nitrogen and organic matter were determined in sediments. Sublethal studies were carried out using two types of static systems (organisms isolated and in microcosms). Both models contained PIR sediments enriched with Zn (nominal concentration of 0.8129 mg/kg) and synthetic water in a proportion of 1:4. The test organisms were added to the systems once the equilibrium was reached (2 hr) considering the biomass quantity with respect to volume (1.0 g of organism by each 100 ml of water:sediment). After 0, 12, 24, 36, 48 and 72 hr of exposure, samples of sediment and hydrobionts were taken, and Zn content was quantified by atomic absorption. ATP concentration was also determined in organisms. The effect produced by natural sediments spiked with Zn is increased by the presence of more than one specie in the system (microcosm). With respect to Zn levels, two of the organisms tend to lose this metal in isolated and microcosm models, probably as a regulation strategy in its accumulation, as well as Fe presence in the reservoir sediments. Therefore, H. azteca maintained a constant Zn levels during the whole experiment. It is possible that the caption rate is so low in this organism that it does not need another regulatory mechanism. A decrement in ATP in worms and amphipods was observed in both systems at all exposure times. Possibly Zn and other metals present in the sediments interfere with the energy production enzymes by binding to SH groups. Nevertheless this biomolecule increased in snails in microcosms at all exposure times and in isolated systems at the end of the experiment, probably due to compensatory mechanisms and reduction in energy consumption present in mollusks during heavy metals exposure. Rev. Biol. Trop. 54(2): 451-460. Epub 2006 Jun 01.