Effects of glyphosate formulations on the population dynamics of two freshwater cladoceran species

Abstract

El objetivo general de este trabajo es evaluar experimentalmente los efectos de la contaminación aguda por glifosato en dos especies de cladóceros de agua dulce (Daphnia magna y Ceriodaphnia dubia) y utilizar esta información para predecir la dinámica poblacional y el potencial de recuperación de los organismos expuestos. Se evaluaron de cinco a seis concentraciones de cuatro formulaciones de glifosato (4-Gly) (Eskoba®, Panzer Gold®, Roundup Ultramax® y Sulfosato Touchdown®) en ambas especies de cladóceros mediante pruebas agudas y pruebas de recuperación de 15 días para estimar la dinámica poblacional de microcrustáceos. Los puntos finales de la prueba de recuperación fueron: supervivencia, crecimiento (número de mudas), fecundidad y la tasa intrínseca de crecimiento poblacional (r). Se aplicó un modelo matricial de población (MPM) a r de los individuos sobrevivientes de las pruebas agudas, seguido de un estudio de simulación de Monte Carlo. Entre las especies de 4-Gly analizadas, Sulfosato Touchdown® fue la que presentó mayor toxicidad, y C. dubia fue la especie más sensible. El estudio de simulación de Monte Carlo mostró un valor promedio de ? siempre <1 para D. magna, lo que indica que sus poblaciones no podrían sobrevivir en condiciones ambientales naturales tras una exposición aguda a Gly de entre 0,25 y 35 e.a. mg L?1. El valor promedio de ? para C. dubia también fue <1 tras la exposición a Roundup Ultramax®: 1,30 y 1,20 para 1,21 y 2,5 mg e.a. L?1, respectivamente. Se propone la metodología combinada (pruebas de recuperación y posterior análisis mediante MPM con simulación de Monte Carlo) para integrar parámetros demográficos clave y predecir el posible destino de las poblaciones de microcrustáceos tras la exposición a eventos de contaminación aguda por 4-Gly.

The general objective of this work is to experimentally assess the effects of acute glyphosate pollution on two freshwater cladoceran species (Daphnia magna and Ceriodaphnia dubia) and to use this information to predict the population dynamics and the potential for recovery of exposed organisms. Five to six concentrations of four formulations of glyphosate (4-Gly) (Eskoba®, Panzer Gold®, Roundup Ultramax® and Sulfosato Touchdown®) were evaluated in both cladoceran species through acute tests and 15-day recovery tests in order to estimate the population dynamics of microcrustaceans. The endpoints of the recovery test were: survival, growth (number of molts), fecundity, and the intrinsic population growth rate (r). A matrix population model (MPM) was applied to r of the survivor individuals of the acute tests, followed by a Monte Carlo simulation study. Among the 4-Gly tested, Sulfosato Touchdown® was the one that showed higher toxicity, and C. dubia was the most sensitive species. The Monte Carlo simulation study showed an average value of ? always <1 for D. magna, indicating that its populations would not be able to survive under natural environmental conditions after an acute Gly exposure between 0.25 and 35 a.e. mg L?1. The average value of ? for C. dubia was also <1 after exposure to Roundup Ultramax®: 1.30 and 1.20 for 1.21 and 2.5 mg a.e. L?1,respectively. The combined methodology—recovery tests and the later analysis through MPM with a Monte Carlo simulation study—is proposed to integrate key demographic parameters and predict the possible fate of microcrustacean populations after being exposed to acute 4-Gly contamination events.

O objetivo geral deste trabalho é avaliar experimentalmente os efeitos da poluição aguda por glifosato em duas espécies de cladóceros de água doce (Daphnia magna e Ceriodaphnia dubia) e usar essas informações para prever a dinâmica populacional e o potencial de recuperação dos organismos expostos. Cinco a seis concentrações de quatro formulações de glifosato (4-Gly) (Eskoba®, Panzer Gold®, Roundup Ultramax® e Sulfosato Touchdown®) foram avaliadas em ambas as espécies de cladóceros por meio de testes agudos e testes de recuperação de 15 dias, a fim de estimar a dinâmica populacional de microcrustáceos. Os desfechos do teste de recuperação foram: sobrevivência, crescimento (número de mudas), fecundidade e a taxa intrínseca de crescimento populacional (r). Um modelo populacional matricial (MPM) foi aplicado a r dos indivíduos sobreviventes dos testes agudos, seguido por um estudo de simulação de Monte Carlo. Dentre os 4-Gly testados, o Sulfosato Touchdown® foi o que apresentou maior toxicidade, e C. dubia foi a espécie mais sensível. O estudo de simulação de Monte Carlo mostrou um valor médio de ? sempre < 1 para D. magna, indicando que suas populações não seriam capazes de sobreviver em condições ambientais naturais após uma exposição aguda a Gly entre 0,25 e 35 mg L?1. O valor médio de ? para C. dubia também foi <1 após exposição ao Roundup Ultramax®: 1,30 e 1,20 para 1,21 e 2,5 mg e.a. L?1, respectivamente. A metodologia combinada — testes de recuperação e análise posterior por MPM com um estudo de simulação de Monte Carlo — é proposta para integrar parâmetros demográficos importantes e prever o possível destino das populações de microcrustáceos após exposição a eventos agudos de contaminação por 4-Gly.