Com o crescimento populacional e aumento das atividades humanas, grandes quantidades de poluentes são despejadas diariamente no meio ambiente. Nos ecosssistemas aquáticos, organismos são expostos por longos períodos à baixas concentrações de contaminantes. Assim estudos que focam em novas metodologias que sejam rápidas e não invasivas, são necessários para a avaliação de efeitos subletais. Um exemplo é a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Esta técnica é capaz de detectar alterações macromoleculares em amostras biológicas de forma rápida e não destrutiva, sendo uma ferramenta atrativa para análises ecotoxicológicas. Assim, o objetivo deste estudo foi verificar a aplicabilidade do FTIR como metodologia alternativa, utilizando perfis de composição macromoleculares como indicadores de efeitos subletais, em organismos expostos a elementos-traço. Para tal, ostrácodes (Chlamydoteca sp.) foram expostos aos elementos Cu, Cd, Hg e Mn. As alterações em perfis biomoleculares foram avaliadas em ostrácodes expostos por 48h ao Mn. Os resultados revelaram uma correlação negativa entre concentração de exposição e proporção de ácidos graxos saturados e insaturados com relação à proteína em organismos expostos ao Mn e a mesma correlação foi observada para o conteúdo de ácidos nucléicos. Isto sugere que os organismos tiveram seu metabolismo lipídico e sua capacidade de produção de proteína celular alterados devido à exposição ao Mn. Ademais, foram realizados testes crônicos (9 dias) com ostrácodes expostos ao Cu, Cd, Hg e Mn. Foi observada a diminuição de lipídios saturados e insaturados em relação à proteína em organismos expostos ao Cd, sugerindo o uso de reservas lipídicas devido ao estresse fisiológico. Ostrácodes expostos ao Cu, tiveram o aumento dos ácidos nucléicos, no qual o DNA pode ter sido o componente dominante. Alterações significativas relacionadas ao conteúdo de carbonato de cálcio foram reveladas nos organismos expostos ao Cd e ao Cu, o que sugere mudanças na composição da carapaça e possível alteração na capacidade de muda e crescimento dos organismos. Portanto, este estudo permite concluir que a espectroscopia de FTIR é capaz de detectar indícios de efeitos subletais em organismos expostos a contaminantes e que as alterações de composição macromolecular são uma ferramenta complementar promissora para futuras avaliações ecotoxicológicas. / With population growth and increases in human activities, large amounts of pollutants are released daily into the environment. In aquatic ecosystems organisms are exposed for long periods at low concentrations of contaminants. Therefore, studies that focus on fast and non-invasive new methodologies are necessary for the assessment of sublethal effects in organisms. An example is the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). This technique can detect macromolecular changes of biological samples in a fast, inexpensive and non-destructive way, all of which lend to the attractiveness of this methodology for ecotoxicological analyzes. Thus, the aim of this study was to verify the applicability of FTIR as an alternative methodology, using the composition of macromolecular profiles as an indicator of sublethal effects in organisms exposed to trace elements. For this, ostracods (Chlamydoteca sp.) were exposed to the elements Cu, Cd, Hg and Mn. Changes in biomolecular profiles were evaluated in ostracods exposed for 48h to Mn. The results showed a negative correlation between the concentration of exposure and the proportion of saturated and unsaturated fatty acids for protein in organisms exposed to Mn and the same correlation was observed for the content of nucleic acids. This suggests that the organisms had their lipid metabolism and their cellular protein production capacity altered due to Mn exposure. In addition, four chronic tests (9 days) were performed on ostracods exposed to the trace elements Cu, Cd, Hg and Mn. A decrease in saturated and unsaturated lipids in relation to the protein was observed in organisms exposed to Cd, suggesting that the use of lipid reserves was due to the physiological stress. Ostracods exposed to Cu had an increase in nucleic acids, in which DNA may have been the dominant component. Significant changes related to the calcium carbonate content were revealed in the organisms exposed to Cd and Cu, which suggests changes in carapace composition and the possible alteration in the organism capacity of molting and growth. Therefore, this study concludes that FTIR spectroscopy can detect indications of sublethal effects in organisms exposed to contaminants and that changes in macromolecular composition are a promising complementary tool for future ecotoxicological assessments.

Com o crescimento populacional e aumento das atividades humanas, grandes quantidades de poluentes são despejadas diariamente no meio ambiente. Nos ecosssistemas aquáticos, organismos são expostos por longos períodos à baixas concentrações de contaminantes. Assim estudos que focam em novas metodologias que sejam rápidas e não invasivas, são necessários para a avaliação de efeitos subletais. Um exemplo é a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Esta técnica é capaz de detectar alterações macromoleculares em amostras biológicas de forma rápida e não destrutiva, sendo uma ferramenta atrativa para análises ecotoxicológicas. Assim, o objetivo deste estudo foi verificar a aplicabilidade do FTIR como metodologia alternativa, utilizando perfis de composição macromoleculares como indicadores de efeitos subletais, em organismos expostos a elementos-traço. Para tal, ostrácodes (Chlamydoteca sp.) foram expostos aos elementos Cu, Cd, Hg e Mn. As alterações em perfis biomoleculares foram avaliadas em ostrácodes expostos por 48h ao Mn. Os resultados revelaram uma correlação negativa entre concentração de exposição e proporção de ácidos graxos saturados e insaturados com relação à proteína em organismos expostos ao Mn e a mesma correlação foi observada para o conteúdo de ácidos nucléicos. Isto sugere que os organismos tiveram seu metabolismo lipídico e sua capacidade de produção de proteína celular alterados devido à exposição ao Mn. Ademais, foram realizados testes crônicos (9 dias) com ostrácodes expostos ao Cu, Cd, Hg e Mn. Foi observada a diminuição de lipídios saturados e insaturados em relação à proteína em organismos expostos ao Cd, sugerindo o uso de reservas lipídicas devido ao estresse fisiológico. Ostrácodes expostos ao Cu, tiveram o aumento dos ácidos nucléicos, no qual o DNA pode ter sido o componente dominante. Alterações significativas relacionadas ao conteúdo de carbonato de cálcio foram reveladas nos organismos expostos ao Cd e ao Cu, o que sugere mudanças na composição da carapaça e possível alteração na capacidade de muda e crescimento dos organismos. Portanto, este estudo permite concluir que a espectroscopia de FTIR é capaz de detectar indícios de efeitos subletais em organismos expostos a contaminantes e que as alterações de composição macromolecular são uma ferramenta complementar promissora para futuras avaliações ecotoxicológicas. / With population growth and increases in human activities, large amounts of pollutants are released daily into the environment. In aquatic ecosystems organisms are exposed for long periods at low concentrations of contaminants. Therefore, studies that focus on fast and non-invasive new methodologies are necessary for the assessment of sublethal effects in organisms. An example is the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). This technique can detect macromolecular changes of biological samples in a fast, inexpensive and non-destructive way, all of which lend to the attractiveness of this methodology for ecotoxicological analyzes. Thus, the aim of this study was to verify the applicability of FTIR as an alternative methodology, using the composition of macromolecular profiles as an indicator of sublethal effects in organisms exposed to trace elements. For this, ostracods (Chlamydoteca sp.) were exposed to the elements Cu, Cd, Hg and Mn. Changes in biomolecular profiles were evaluated in ostracods exposed for 48h to Mn. The results showed a negative correlation between the concentration of exposure and the proportion of saturated and unsaturated fatty acids for protein in organisms exposed to Mn and the same correlation was observed for the content of nucleic acids. This suggests that the organisms had their lipid metabolism and their cellular protein production capacity altered due to Mn exposure. In addition, four chronic tests (9 days) were performed on ostracods exposed to the trace elements Cu, Cd, Hg and Mn. A decrease in saturated and unsaturated lipids in relation to the protein was observed in organisms exposed to Cd, suggesting that the use of lipid reserves was due to the physiological stress. Ostracods exposed to Cu had an increase in nucleic acids, in which DNA may have been the dominant component. Significant changes related to the calcium carbonate content were revealed in the organisms exposed to Cd and Cu, which suggests changes in carapace composition and the possible alteration in the organism capacity of molting and growth. Therefore, this study concludes that FTIR spectroscopy can detect indications of sublethal effects in organisms exposed to contaminants and that changes in macromolecular composition are a promising complementary tool for future ecotoxicological assessments.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The bees Apis mellifera are one of great economic and ecological importance because they are efficient pollinators in natural and agricultural environments. The recent decline of bee colonies around the world has been attributed to several causes, including the use of neonicotinoid insecticides. Despite this, the use of these products has increased in recent decades on a global scale. In an attempt to evaluate an alternative to the use of neonicotinoids, in this work we analyzed the effects of the essential oil of Cymbopogon martinii and its major compound on Apis mellifera bees. For this, the bees were exposed, by contact and ingestion, to C. martinii essential oil, geraniol and commercial insecticide imidacloprid, in order to evaluate the toxicity, behavioral and locomotion effects of bees treated with these compounds. The tests were conducted in the laboratory using individuals from A. mellifera. Our results showed that the highest toxicity occurs through the ingestion route and the imidacloprid causes higher mortality to the bees than the other treatments. Although there was no behavioral change (individual and collective) among individuals of the colonies, there was a significant reduction in the locomotion capacity of bees treated with imidacloprid. On the other hand, the bioinsecticides tested did not cause changes in the locomotion of the bees. Thus, our results corroborate the undesirable effects of imidacloprid already reported in the literature, and, above all, it points out the absence of sublethal effects of the essential oil of C. martinii and geraniol and its possible potential alternative to pest management. / As abelhas Apis mellifera apresentam grande importância econômica e ecológica por serem eficientes polinizadores em ambientes naturais e agrícolas. O recente declínio das colônias de abelhas em todo o mundo tem sido atribuído a diversas causas, dentre elas o uso de inseticidas neonicotinóides. Apesar disso, nas últimas décadas o uso desses produtos tem aumentado em escala global. Na tentativa de se avaliar uma alternativa ao uso dos neonicotinóides, neste trabalho analisamos os efeitos do óleo essencial de Cymbopogon martinii e do seu composto majoritário geraniol sobre as abelhas Apis mellifera. Para isso, as abelhas foram expostas, via contato e ingestão, ao óleo essencial de C. martinii, ao geraniol e ao inseticida comercial imidacloprid, a fim de avaliar os efeitos de toxicidade, alterações comportamentais e locomoção das abelhas tratadas com estes compostos. Os testes foram conduzidos em laboratório utilizando indivíduos de A. mellifera. Nossos resultados mostram que a maior toxicidade ocorre pela via de ingestão e que o imidacloprid causa maior mortalidade às abelhas do que os demais tratamentos. Embora não tenha sido observada alteração comportamental (individual e coletiva) entre os indivíduos das colônias, houve uma significa redução da capacidade de locomoção das abelhas tratadas com imidacloprid. Por outro lado, os bioinseticidas testados não causaram mudanças na locomoção das abelhas. Assim, nossos resultados corroboram os efeitos indesejados do imidacloprid já relatados na literatura, e, sobretudo, ressalta a ausência de efeitos subletais do óleo essencial de C. martinii e do geraniol e seu potencial como possível alternativa ao manejo de pragas. / São Cristóvão, SE

A perda de polinizadores no mundo todo, especialmente abelhas, tem sido atribuída, entre outros fatores, à intensificação do uso de inseticidas em agro ecossistemas. A nova classe química de inseticidas, os neonicotinóides, tem sido o principal alvo de investigações, sobretudo em decorrência de sua ação sistêmica que transloca a substância ativa pela planta e atinge o pólen e néctar como resíduos. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo verificar os efeitos do neonicotinóide tiametoxam em abelhas sociais e avaliar a possibilidade da espécie Scaptotrigona aff. depilis ser utilizada como bioindicadora de contaminação ambiental por inseticidas. Para tanto, (i) operárias forrageiras de Bombus terrestris audax, Apis mellifera e Scaptotrigona bipunctata foram submetidas à exposição contínua de alimento contaminado; (ii) operárias de Scaptotrigona aff. depilis foram expostas ao inseticida, durante o estágio larval, através do alimento e; (iii) operárias forrageiras de Scaptotrigona aff. depilis foram coletadas no meliponário da Universidade de São Paulo e arredores, e submetidas a análises químicas, para a checagem de contaminação pelos neonicotinóides tiametoxam e/ ou imidacloprido. (i) Dentre as três espécies de abelhas sociais adultas, B. terrestris audax mostrou ser a mais sensível à ação de tiametoxam, seguida de S. bipunctata e A. mellifera, verificados através do decréscimo no consumo de alimento e da longevidade. Nesse sentido, os efeitos subletais não foram influenciados pelo tamanho do corpo dos indivíduos. (ii) As operárias de Scaptotrigona aff. depilis, quando expostas a doses do inseticida em fase larval, apresentaram desenvolvimento tardio e originaram indivíduos menores e assimétricos. Tanto em abelhas adultas como em imaturas, os efeitos subletais foram evidenciados nos indivíduos expostos às maiores doses de tiametoxam nos experimentos (39.37 e 98.43µg de substância ativa/kg de xarope em adultos, ou 0.044 e 4.375ng de substância ativa/larva). (iii) A detecção de tiametoxam e imidacloprido em operárias forrageiras de Scaptotrigona aff. depilis permitiu considerar essa espécie como bioindicadora de contaminação. Nesse estudo, a mortalidade não foi parâmetro conclusivo quanto aos potenciais efeitos adversos de tiametoxam para as abelhas. O potencial de Scaptotrigona aff. depilis como espécie bioindicadora é uma importante etapa para avaliar a contaminação ambiental por neonicotinóides em abelhas sem ferrão, podendo ser utilizada em políticas públicas. / Pollinator losses all over the world, especially bees disappearing, have been attributed, among others, to the intensification of insecticide use on crops. The new chemical class of insecticides, the neonicotinoids, has been the main target of investigation, mainly due to its systemic action, which translocates the active substance for the plant and to reach the pollen and nectar as residues. Thus, this study evaluated the effects of thiamethoxam neonicotinoid on bees and the possibility of the use of Scaptotrigona aff. depilis species as bioindicator of environmental contamination by insecticides. For this, (i) Bombus terrestris audax, Apis mellifera and Scaptotrigona bipunctata forager workers were induced to continue exposure of contaminated food; (ii) Scaptotrigona aff. depilis workers were exposed to the insecticide, during its larval phase, through the larval food and; (iii) Scaptotrigona aff. depilis forager workers were collected from University of São Paulo meliponary and surroundings and analyzed, in order to check for contamination by thiamethoxam and/ or imidacloprid neonicotinoids. (i) Among the three social bee species, B. terrestris audax showed to be more sensible to the thiamethoxam action, followed by S. bipunctata and A. mellifera, verified through decreasing food consumption and longevity. Thus, the sub lethal effects were not influenced by individual body size. (ii) Scaptotrigona aff. depilis workers, when exposed to insecticide doses on larval food, caused individuals with developmental delay and were smaller and asymmetric. Both adult bees and in immature, the sub lethal effects of thiamethoxam were evidenced on individuals exposed to the highest doses in the experiments. (iii) The detection of thiamethoxam and imidacloprid in Scaptotrigona aff. depilis forager workers allowed to consider this species as bioindicator of environmental contamination. In this study, the mortality was not a conclusive parameter as to the potential adverse effects of thiamethoxam for the bees. The potential of Scaptotrigona aff. depilis species as bioindicator is an important step to assess environmental contamination by neonicotinoids on stingless bees, may be used for public policy.

Orientador: Sergio Antonio de Bortoli / Resumo: O cultivo intensivo de Brassicaceae favorece o aparecimento de algumas pragas como Plutella xylostella (Linnaeus, 1758) (Lepidoptera: Plutellidae), a traça-das-crucíferas, cujos danos podem comprometer seriamente a produção. Esse inseto-praga pode ser controlado tanto com inseticidas sintéticos, como com biológicos, sendo, no entanto, usualmente utilizados os sintéticos em seu combate. A traça-das-crucíferas foi a primeira espécie de inseto a ser constatada resistência a inseticidas biológicos, com o uso indiscriminado de inseticidas sintéticos para o seu controle contribuindo também para a seleção de indivíduos tolerantes ou resistentes, além de causar a mortalidade de organismos não alvos. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a atividade inseticida e os efeitos subletais de duas toxinas lepidóptero-ativas de Bacillus thuringiensis, Cry1Ca e Cry2Ac, em três populações de traças-das-crucíferas, sendo uma delas suscetível (PC) e duas consideradas resistentes (Bt e NO-QA) a toxinas de B. thuringienis, em condições de laboratório. Foram realizados bioensaios de suscetibilidade com as três populações e as toxinas Cry1Ca e Cry2Ac, estimando-se a concentração letal (CL50) e os seus efeitos subletais. A toxina Cry2Ac não causou mortalidade nas lagartas das três populações, então os testes subletais foram realizados apenas com a toxina Cry1Ca que provocou mortalidade. Os parâmetros biológicos avaliados foram: período e peso pupal, sobrevivência larval e pupal, longevi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Intensive brassics cultivation favors appearing of some pests as Plutella xylostella (Linnaeus, 1758) (Lepidoptera: Plutellidae), diamondback moth (DBM), whose damage can seriously compromise production. This insect-pest can be controlled either synthetic insecticides as biological insecticides, but synthetics are usually used to combat. Diamondback moth was the first insect species to be verified resistance to biological insecticides, with indiscriminate use of synthetic insecticides for its control, also contributing to selection of tolerant or resistant individuals, as well as causing mortality on non-target organisms. Therefore, the objective of this work was to evaluate insecticide activity and sublethal effects of two lepidopteran-active toxins of Bacillus thuringiensis, Cry1Ca and Cry2Ac, on three DBM populations, one of them susceptible (PC) and two considered as resistant (Bt and NO-QA) to B. thuringiens toxins under laboratory conditions. Susceptibility bioassays were performed on the three populations and toxins Cry1Ca and Cry2Ac, estimating lethal concentration (LC50) and its sublethal effects. Cry2Ac toxin did not cause mortality on the caterpillars from the three populations, so the sublethal tests were performed only with Cry1Ca toxin. The biological parameters evaluated were: pupal period and weight, caterpillar and pupal survival, male and female longevity and fecundity. The populations showed susceptibilities to Cry1Ca toxin, with statistically equal behavio... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A perda de polinizadores no mundo todo, especialmente abelhas, tem sido atribuída, entre outros fatores, à intensificação do uso de inseticidas em agro ecossistemas. A nova classe química de inseticidas, os neonicotinóides, tem sido o principal alvo de investigações, sobretudo em decorrência de sua ação sistêmica que transloca a substância ativa pela planta e atinge o pólen e néctar como resíduos. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo verificar os efeitos do neonicotinóide tiametoxam em abelhas sociais e avaliar a possibilidade da espécie Scaptotrigona aff. depilis ser utilizada como bioindicadora de contaminação ambiental por inseticidas. Para tanto, (i) operárias forrageiras de Bombus terrestris audax, Apis mellifera e Scaptotrigona bipunctata foram submetidas à exposição contínua de alimento contaminado; (ii) operárias de Scaptotrigona aff. depilis foram expostas ao inseticida, durante o estágio larval, através do alimento e; (iii) operárias forrageiras de Scaptotrigona aff. depilis foram coletadas no meliponário da Universidade de São Paulo e arredores, e submetidas a análises químicas, para a checagem de contaminação pelos neonicotinóides tiametoxam e/ ou imidacloprido. (i) Dentre as três espécies de abelhas sociais adultas, B. terrestris audax mostrou ser a mais sensível à ação de tiametoxam, seguida de S. bipunctata e A. mellifera, verificados através do decréscimo no consumo de alimento e da longevidade. Nesse sentido, os efeitos subletais não foram influenciados pelo tamanho do corpo dos indivíduos. (ii) As operárias de Scaptotrigona aff. depilis, quando expostas a doses do inseticida em fase larval, apresentaram desenvolvimento tardio e originaram indivíduos menores e assimétricos. Tanto em abelhas adultas como em imaturas, os efeitos subletais foram evidenciados nos indivíduos expostos às maiores doses de tiametoxam nos experimentos (39.37 e 98.43µg de substância ativa/kg de xarope em adultos, ou 0.044 e 4.375ng de substância ativa/larva). (iii) A detecção de tiametoxam e imidacloprido em operárias forrageiras de Scaptotrigona aff. depilis permitiu considerar essa espécie como bioindicadora de contaminação. Nesse estudo, a mortalidade não foi parâmetro conclusivo quanto aos potenciais efeitos adversos de tiametoxam para as abelhas. O potencial de Scaptotrigona aff. depilis como espécie bioindicadora é uma importante etapa para avaliar a contaminação ambiental por neonicotinóides em abelhas sem ferrão, podendo ser utilizada em políticas públicas. / Pollinator losses all over the world, especially bees disappearing, have been attributed, among others, to the intensification of insecticide use on crops. The new chemical class of insecticides, the neonicotinoids, has been the main target of investigation, mainly due to its systemic action, which translocates the active substance for the plant and to reach the pollen and nectar as residues. Thus, this study evaluated the effects of thiamethoxam neonicotinoid on bees and the possibility of the use of Scaptotrigona aff. depilis species as bioindicator of environmental contamination by insecticides. For this, (i) Bombus terrestris audax, Apis mellifera and Scaptotrigona bipunctata forager workers were induced to continue exposure of contaminated food; (ii) Scaptotrigona aff. depilis workers were exposed to the insecticide, during its larval phase, through the larval food and; (iii) Scaptotrigona aff. depilis forager workers were collected from University of São Paulo meliponary and surroundings and analyzed, in order to check for contamination by thiamethoxam and/ or imidacloprid neonicotinoids. (i) Among the three social bee species, B. terrestris audax showed to be more sensible to the thiamethoxam action, followed by S. bipunctata and A. mellifera, verified through decreasing food consumption and longevity. Thus, the sub lethal effects were not influenced by individual body size. (ii) Scaptotrigona aff. depilis workers, when exposed to insecticide doses on larval food, caused individuals with developmental delay and were smaller and asymmetric. Both adult bees and in immature, the sub lethal effects of thiamethoxam were evidenced on individuals exposed to the highest doses in the experiments. (iii) The detection of thiamethoxam and imidacloprid in Scaptotrigona aff. depilis forager workers allowed to consider this species as bioindicator of environmental contamination. In this study, the mortality was not a conclusive parameter as to the potential adverse effects of thiamethoxam for the bees. The potential of Scaptotrigona aff. depilis species as bioindicator is an important step to assess environmental contamination by neonicotinoids on stingless bees, may be used for public policy.