Efeitos de microplásticos e do fármaco fluorouracilo em decompositores microbianos da matéria orgânica nos rios

Abstract

A decomposição da matéria orgânica é um processo importante na reciclagem dos nutrientes e, como tal, desempenha um papel importante no funcionamento dos ecossistemas de água doce. Os principais responsáveis por este processo de decomposição são os fungos aquáticos designados como hifomicetos aquáticos. Estes microrganismos podem ser afetados pela presença de contaminantes na água como, por exemplo, os metais pesados, produtos farmacêuticos, nanoplásticos entre outros. Este estudo tem como objetivo avaliar os impactos dos nanoplásticos (NPs) e do medicamento anticancro fluorouracilo (FU) no processo de decomposição da matéria orgânica vegetal por fungos aquáticos, avaliando a sua atividade e diversidade. Para tal, folhas de amieiro foram imersas num rio para possibilitar a colonização microbiana e, após 12 dias, foram expostas em microcosmos a nanoplásticos e a fluorouracilo, individualmente ou em mistura, durante 18 dias (fase de exposição). Subsequentemente, os contaminantes foram retirados do microcosmo e substituídos por água limpa e mantidos por 7 dias. Os nossos resultados mostraram que, na fase de exposição individual e misturas de NPs e FU, a perda de massa de folhas diminuiu significativamente. Uma estimulação da biomassa de fungos foi observada apenas para tratamentos expostos a FU e uma estimulação da taxa de esporulação foi observada na exposição a concentrações individuais maiores do que 1000 µg/L de FU. Na fase de recuperação observou-se um estímulo para alguns parâmetros analisados, nomeadamente na perda de massa das folhas, biomassa de fungos e taxa de esporulação. Algumas espécies de fungos aquáticos tornaram-se dominantes, (Thriscelosphorus sp., Articulospora tetracladia e Alatospora sp.) e a estrutura da comunidade pela exposição aos contaminantes foi alterada em relação à fase de recuperação, uma vez que algumas espécies não foram encontradas na fase de exposição aos contaminantes. A mudança na composição de espécies neste estudo poderá representar uma mudança em direção na comunidade, que pode desempenhar um papel ecológico sob stress imposto por nanoplásticos e pelo fluorouracilo. Os contaminantes ocorrem em misturas no meio ambiente. Os resultados destacam a importância de examinar o comportamento dos contaminantes não só individualmente mas, também, em misturas, de modo a determinar, de uma forma realista, os seus impactos no biota de água doce e nos processos dos ecossistemas por eles conduzidos. Estudos de ecotoxicidade ambiental, biorremediação e uma economia de plástico sustentável e circular, com estratégias baseadas em biotecnologia, são exemplos de soluções necessárias para minimizar os efeitos de contaminantes em ecossistemas aquáticos.

The decomposition of organic matter is an important process in nutrient recycling and plays an important role in the functioning of freshwater ecosystems. The aquatic fungi called aquatic hyphomycetes are the main responsible for this decomposition process. These microorganisms can be affected by the presence of contaminants in the water, such as heavy metals, pharmaceuticals, nanoplastics, among others. This study aims to evaluate the impacts of nanoplastics (NPs) and the anticancer drug fluorouracil (FU) on the process of decomposition of plant organic matter by aquatic fungi, evaluating their activity and diversity. For this, alder leaves were immersed in a river to allow microbial colonization and, after 12 days, they were exposed in microcosms to nanoplastics and fluorouracil, individually or in a mixture, for 18 days (exposure phase). Subsequently, the contaminants were removed from the microcosm and replaced with clean water and kept for 7 days. Our results showed that, in the phase of individual exposure and mixtures of NPs and FU, the loss of leaf mass decreased significantly, a stimulation of fungal biomass was observed only for treatments exposed to FU and a stimulation of the sporulation rate was observed. on exposure to individual concentrations greater than 1000 µg/L of FU. In the recovery phase, a stimulus was observed for some parameters analyzed, namely in the loss of leaf mass, fungal biomass and sporulation rate. Some species of aquatic fungi became dominant, (Thriscelosphorus sp., Articulospora tetracladia and Alatospora sp.) and the community structure by exposure to contaminants was altered in relation to the recovery phase, since some species were not found in the recovery phase. exposure to contaminants. The change in species composition in this study likely indicates a shift toward community, which may play an ecological role under stress imposed by nanoplastics and fluorouracil. Contaminants occur in mixtures in the environment and our results highlight the importance of examining the behavior of contaminants individually and in mixtures in order to realistically determine their impacts on freshwater biota and also the ecosystem processes they drive. Environmental ecotoxicity studies, bioremediation and a sustainable and circular plastic economy and with biotechnology-based strategies are some of the necessary solutions to minimize the effects of contaminants in aquatic ecosystems.