La musaranya comuna, Crocidura russula (Hermann, 1780), com a bioindicador en estudis ecotoxicologics

Abstract

[cat]En aquesta memòria de tesi es detalla la quantificació de biomarcadors d’exposició (acumulació de Pb, Hg, Cd, Tl, Fe, Mg, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Ni, Cr, Sr, Ba i B a teixits tous i durs) i d’efecte (morfometria, hematologia, activitat enzimàtica, genotoxicitat i histopatologia) en un total de 243 exemplars de musaranya comuna, Crocidura russula (Hermann, 1780). En el present estudi, es va tenir en compte la importància de l’edat i el sexe en els paràmetres quantificats ja que són dos factors biòtics que expliquen part de la variabilitat observada. Les zones d’estudi van ser 4 zones contaminades i 4 zones de referència triades per la seva importància tant mediambiental (6 de les 8 zones estudiades tenen estatus de protecció parcial o total) com d’interès per la societat: l’abocador de Garraf, el més gran de la península Ibèrica, la mina abandonada d’Aljustrel a la zona portuguesa de la faixa piritosa ibèrica, el Parc Nacional de Doñana afectat pel vessament de la mina de pirita d’Aznalcóllar, situada a la part espanyola de la faixa piritosa ibèrica i el Delta de l’Ebre afectat diverses activitats humanes incloent caça, industria i residus domèstics. Dels exemplars analitzats, 138 van ser capturats pròpiament per estudis ecotoxicològics a 3 de les zones contaminades (Garraf, Aljustrel i Doñana) i 105 eren mostres de col•lecció procedents d’altres estudis ecològics (Delta de l’Ebre). Especialment en les zones contaminades estudiades, es van observar marcades diferències en la bioacumulació entre elements essencials i no essencials per diferències en biodisponibilitat, toxicitat, i capacitat de transferència i biomagnificació al llarg de les cadenes tròfiques entre ambdós grups d'elements. Els majors augments detectats als teixits de les musaranyes de les zones contaminades es van donar entre els metalls pesants no essencials (Pb, Cd, Hg, Tl i Ni), els nivells tissulars dels quals no estan metabòlicament regulats a mamífers, donant com a resultat alts increments a teixits durs i tous quan augmenta la biodisponibilitat al medi ambient. Dels elements quantificats només Pb, Hg, Cd, i, possiblement Tl, Ni, B, Ba i Sr, van acumular-se fins a nivells que poden ser tòxics en mamífers. Ja que hi ha escassa informació sobre com afecta l’exposició crònica a les poblacions naturals d’insectívors, les dades conjuntes dels biomarcadors d’efecte obtingudes serveixen com valors de referència per a l’espècie i poden contribuir a estimar els efectes tòxics sobre els organismes. Es van detectar disminucions en la massa corporal i l'activitat de GST, i increments de massa i patologies atribuïbles a la contaminació a fetge i ronyó i freqüència de micronuclis en les musaranyes de les zones contaminades. Dels dos factors biòtics estudiats, l'edat va ser el més important ja que 10 dels elements, amb especial rellevància en el cas del Cd, van presentar patrons d’acumulació diferencials entre joves i adults. Per contra, mascles i femelles de musaranya comuna només van presentar petites diferències en l'acumulació de Pb, Hg, Ni, Mo, Mn, Co i Fe. Com amb els marcadors d’exposició, la rellevància de edat en els biomarcadors d’efecte va ser també major que la del sexe per explicar la variabilitat observada. L’ús de diversos biomarcadors d’exposició d’efecte permeten d’una banda obtenir una millor idea del conjunt d'efectes tòxics de la contaminació sobre el normal desenvolupament dels sistemes biològics, així com indiquen la idoneïtat de la musaranya comuna com a bioindicador de contaminació ambiental especialment per l’avaluació de risc ambiental a zones protegides i per les poblacions humanes.

[eng] In this report, a quantification of biomarkers of exposition (accumulation of Pb, Hg, Cd, Tl, Fe, Mg, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Ni, Cr, Sr, Ba and B in soft and hard tissues) and effect (morfometry, haematology, enzymatic activity, genotoxicity and histopathology) in a total of 243 specimens of the greater white-toothed shrew, Crocidura russula (Hermann, 1780) was found. In the present study, the age- and sex-dependent variations were also considered in order to explain the variability due to these important biotic factors. The study sites were 4 polluted sites and 4 reference sites selected both for their environmental relevance (6 out the 8 sites have granted partial or total protection status) and for the interest for the society: the landfill of Garraf, the bigger dump site in the Iberian Peninsula; the abandoned mine of Aljustrel in the Portuguese part of the Iberian Pyrite Belt (IPB); the National Park of Doñana affected by the wastes of the mine of Aznalcóllar, sited in the Spanish part of the IPB; and the Ebro Delta disturbed during decades by several human activities including hunting, industries and domestic wastes. A total of 138 shrews were captured for ecotoxicological studies in 3 polluted sites (Garraf, Aljustrel, and Doñana) and 105 specimens were captured for other ecological studies and stored in a zoological collection (Ebro Delta). Especially in the polluted sites studied, there were marked differences between the bioaccumulation patterns of essential and non-essential elements due to differences in the bioavailability, toxicity, and transfer and bioaccumulation throughout the food chains between the two groups of elements. The highest increases in the tissues of shrews from the polluted sites were on non-essential heavy metals (Pb, Cd, Hg, Tl, and Ni), without metabolic regulation of tissular levels in mammals that ends in high burdens in soft and hard tissues when bioavailability increase in the environment. Among elements quantified, only Pb, Hg, Cd, and, probably Tl, Ni, B, Ba and Sr, were accumulated till levels that may produce toxic effects in mammals. The scarce information of the effects of chronic exposure in natural populations of insectivores render more relevant the use of a battery of biomarkers of effect, that serve as reference values for the species and as assessment of toxic effects in organism. Decreases of body mass and GST activity and increases of mass and pathologies attributable to pollution in liver and kidneys were detected in shrews from the polluted sites. Among biotic factors, age was important because 10 of the elements quantified, with special remark on Cd, showed differential bioaccumulation patterns in juveniles and adults. In contrast, only slight differences in bioaccumulation of Pb, Hg, Ni, Mo, Mn, Co, and Fe were found between males and females. The same pattern of importance of age and sex as in the biomarker of exposure was found in the biomarkers of effect. The use of several biomarkers of exposure and effect provide information of the whole toxic effects of pollution in the normal function of biological systems and point out C. russula as a suitable bioindicator of environmental pollution, specially to evaluate environmental risk both in protected sites and human populations.