Toxicidad del glifosato por alimento vivo en el metabolismo y crecimiento del pez cebra

Abstract

RESUMEN El glifosato [N-(fosfonometil) glicina] es uno de los herbicidas más utilizados en todo el mundo y se emplea principalmente para eliminar las malezas. Aunque International Agency for Research Cancer ha clasificado el glifosato como carcinógeno para los seres humanos, este herbicida se sigue utilizando actualmente en varios países. En México, por ejemplo, el glifosato sigue siendo muy utilizado. En 2014, se aplicaron en el país unas 13 700 toneladas métricas de glifosato. Por ello, es urgente generar información sobre la magnitud de sus impactos tanto en los organismos como en el medio ambiente, ya que los riesgos a corto y largo plazo de su uso siguen sin estar claros. En este estudio, nos propusimos evaluar la bioconcentración del glifosato en dos niveles tróficos [es decir el zooplancton (los rotíferos Brachionus calyciflorus y Lecane papuana y el cladócero Ceriodaphnia dubia) y el pez cebra (Danio rerio)] y analizar las preferencias alimentarias de las larvas de pez cebra durante la primera fase de alimentación del zooplancton, haciendo hincapié en la reasignación energética de proteínas, carbohidratos y lípidos. Esto es particularmente interesante dado que los niveles de glifosato y la transferencia de glifosato a través de los niveles tróficos han sido raramente estudiados en el zooplancton. Un análisis de la bioconcentración y la toxicidad del glifosato en D. rerio mostró que era más probable que el glifosato se incorporara a través del medio que a través del alimento (zooplancton), lo que apoya los resultados de estudios anteriores que han descartado el potencial de biomagnificación. Como se esperaba, los hígados de D. rerio contenían los niveles más altos de glifosato (< 8 μg/mg de tejido; valores del factor de bioconcentración < 6), seguidos por las branquias y el tejido muscular. Sin embargo, observamos una bioconcentración de glifosato en el zooplancton de hasta el 6,26% del peso seco total de los rotíferos. También se analizaron las preferencias alimentarias del pez cebra durante la etapa de primera alimentación. Encontramos que la exposición al glifosato en el medio era más importante para su incorporación en las larvas de pez cebra que el consumo de especies de zooplancton que contenían glifosato. Nuestros resultados muestran una severa mortalidad (> 40%) a bajas concentraciones de glifosato durante la etapa de primera alimentación. Las concentraciones de exposición al glifosato utilizadas en este estudio (0,8 y 1,0 mg/L) pueden encontrarse en entornos con aplicaciones elevadas o recientes de glifosato. Aunque el glifosato no se biomagnifica, nuestros resultados sugieren que el glifosato podría afectar a la dinámica entre el zooplancton y las larvas de pez cebra al afectar a las tasas de supervivencia y alimentación.

ABSTRACT Glyphosate [N‐(phosphonomethyl) glycine] is one of the most commonly used herbicides worldwide and is primarily used to eliminate weeds. Although the International Agency for Research on Cancer has classified glyphosate as a human carcinogen, this herbicide is still currently used in various countries. In Mexico, for example, glyphosate continues to be heavily used. In 2014, ~13 700 metric tons of glyphosate were applied within the country. As such, there is a pressing need to generate information on the magnitude of its impacts on both organisms and the environment given that the short- and long-term risks of its use remain unclear. In this study, we aimed to assess the bioconcentration of glyphosate in two trophic levels [i.e., zooplankton (the rotifers Brachionus calyciflorus and Lecane papuana and the cladoceran Ceriodaphnia dubia) and zebrafish (Danio rerio)] and to analyze the food preferences of zebrafish larvae during the first zooplankton feeding stage with an emphasis on the energy reallocation of proteins, carbohydrates, and lipids. This is particularly interesting given that glyphosate levels and glyphosate transfer through trophic levels have been rarely studied in zooplankton. An analysis of the bioconcentration and toxicity of glyphosate in D. rerio showed that glyphosate was more likely to be incorporated through the medium than through food (zooplankton), which supports the results of previous studies that have ruled out the potential for biomagnification. As expected, D. rerio livers contained the highest glyphosate levels (< 8 μg/mg of tissue; bioconcentration factor values < 6), followed by the gills and muscle tissue. However, we did observe the bioconcentration of glyphosate in zooplankton of up to 6.26% of the total dry weight of rotifers. Zebrafish food preferences during the first-feeding stage were also analyzed. We found that exposure to glyphosate in the medium was more important for its incorporation in zebrafish larvae than consuming zooplankton species containing glyphosate. Our results show severe mortality (> 40%) at low glyphosate concentrations during the first-feeding stage. The exposure concentrations for glyphosate used in this study (0.8 and 1.0 mg/L) may be found in environments with either high or recent glyphosate applications. Although glyphosate is not biomagnified, our results suggest that glyphosate might affect the dynamics between zooplankton and zebrafish larvae by affecting survival and feeding rates.