Desarrollo e implementación de un canal para evaluar el comportamiento natatorio de peces en etapas tempranas de desarrollo aplicado a estudios de ecotoxicología

Resumen

El progreso de nuestra sociedad se debe en gran medida a la generación de una ingente cantidad de sustancias químicas, muchas de las cuales tiene su destino final en los ecosistemas acuáticos continentales con el consiguiente impacto sobre su estructura y funcionamiento. En este escenario, los bioensayos ecotoxicológicos se presentan como unas herramientas esenciales para la evaluación del riesgo de sustancias químicas, donde los peces debido a su posición trófica y valor ecológico son bioindicadores ideales. Los bioensayos con peces se basan en el desarrollo de biomarcadores sensibles y ecológicamente relevantes entre los que la natación es uno de ellos. La importancia de este tipo de biomarcador radica en la existencia de una gran cantidad de sustancias químicas capaces de ejercer efectos de tipo neuroconductual. Recurriendo al pez medaka (Oryzias latipes) como modelo, esta tesis tuvo como objetivo el desarrollo de un canal de natación miniaturizado adaptado a un sistema de recirculación de agua cerrado para evaluar la actividad nataroria en etapas tempranas del desarrollo, y su implementación como biomarcador del comportamiento en estudios ecotoxicológicos. El aparato, patentado, permite adopción de estrategias de natación a modelos pequeños de peces experimentales. Su integración en un sistema de captura y análisis de imágenes permite el analizar la trayectoria del pez y modelizar mediantes mapas de gradiente de su posicionamiento a lo largo del canal. El canal Una vez diseñado y configurado se validó mediante la evaluación de la natación forzada tras a, clorpirifos (CPF). Esta sustancia se escogió por ser un plaguicida con mecanismos de acción conocidos que afectan el desarrollo neuroconductual. Los análisis de los mapas de gradiente y el estadístico revelaron efectos del CPF diferenciales sobre la natación forzada para las tres etapas y en una relación de concentración-respuesta. Tras la validación se valoraron los efectos del 2,2',4,4'-tetrabromodifenil éter (BDE-47) tras dos estrategias de exposición ambientalmente realistas: a través de dieta contaminada durante el el crecimiento, y por la transferencia materna como resultado de la exposición de los parentales por dieta contaminada. En la primera estrategia se administró una dieta fortificada con BDE-47 (0, 10, 100 y 1000 ng/g) durante 40 días a medakas de 4-7 días de edad con el objeto de analizar la bioacumulación y los efectos en la natación al alcanzar los días 20 y 40. Los patrones de natación resultantes en los mapas de gradiente y el análisis estadístico no permitieron concluir efectos del BDE-47 en la natación forzada en ninguna de las dos etapas de 20 y 40 días. En la segunda estrategia se administró una dieta fortificada con BDE-47 durante 40 días a medakas parentales para analizar los efectos en la natación en eleuteroembriones por transferencia materna del BDE-47. Los niveles de BDE-47 detectados en los parentales fueron inferiores a los detectados en la progenie, indicando una transferencia del contaminante desde la hembra al huevo. La ausencia de efectos y la similitud entre los patrones de natación de los eleuteroembriones del grupo control y de los expuestos a BDE-47 por transferencia, no son ser concluyentes acerca de las implicaciones ambientales del BDE-47 y del riesgo real sobre la condición neuroconductual de peces procedentes de entornos naturales. La investigación presentada en esta tesis ha desarrollado, validado y aplicado un canal de natación miniaturizado para el análisis cuantitativo del comportamiento de la natación en etapas de crecimiento de modelos de peces de pequeño tamaño. Los resultados apoyaron la validez del canal de natación y su implementación en estudios ecotoxicológicos ofreciendo un escenario ambientalmente más realista para la evaluación de efectos de tipo neuroconductual con modelos de peces pequeños.