Ecotoxicological analysis of anurans in sugarcane plantations

Abstract

O crescimento das práticas agrícolas, em especial a cana-de-açúcar, gera preocupações com os hábitats naturais e a saúde dos organismos; uma vez que levam à produção de resíduos, que contaminam o meio ambiente e interferem na biodiversidade. Considerando a utilização de organismos modelo para a avaliação da qualidade ambiental, os anfíbios são bioindicadores amplamente utilizados, cuja ocorrência é influenciada por fatores ambientais como, temperatura, vegetação, área e profundidade dos corpos d’água, além de parâmetros físico-químicos da água. Também avaliamos a diversidade de espécies de anuros em uma região do Cerrado brasileiro sob influência de culturas de cana-de-açúcar e identificamos como as variáveis ambientais, fatores da paisagem e interações bióticas influenciaram a ocorrência das espécies. Nossos resultados mostram que variáveis como a porcentagem de paisagem natural, grau de antropização, níveis de nitrogênio e oxigênio dissolvido e o pH da água, além da profundidade e da presença de vegetação nas poças influenciaram a positivamente a ocorrência de algumas espécies. Além disso, avaliamos os efeitos comportamentais, morfológicos, imunológicos, genotóxicos e mutagênicos oriundos da vinhaça, um dos principais resíduos da transformação da cana-de-açúcar em etanol, em anuros da espécie Leptodactylus fuscus nos estágios larval e adulto. Nossos resultados demonstram que a vinhaça não afetou o comportamento de girinos, mas reduziu significativamente a área de melanina hepática, bem como, alterou a porcentagem de leucócitos e causou danos genotóxico e mutagênico avaliados através do ensaio cometa e do teste de micronúcleo. Finalmente, com os resultados deste estudo, espera-se alertar para os riscos aos quais organismos que habitam ambientes de cana-de-açúcar estão expostos, bem como, gerar viés para a sustentabilidade agrícola.

The growth of agricultural practices, especially sugarcane, raises concerns about natural habitats and the health of organisms, as it leads to the production of waste that contaminates the environment and interferes with biodiversity. Considering the use of model organisms for environmental quality assessment, amphibians are widely used bioindicators, whose occurrence is influenced by environmental factors such as temperature, vegetation, area, and depth of water bodies, in addition to the physicochemical parameters of water. We also evaluated the species diversity of anurans in a region of the Brazilian Cerrado under the influence of sugarcane crops and identified how environmental variables, landscape factors, and biotic interactions influenced the occurrence of species. Our results show that variables such as the percentage of natural landscape, degree of anthropization, nitrogen and dissolved oxygen levels, and water pH, as well as the depth and presence of vegetation in ponds, positively influenced the occurrence of some species. Furthermore, we evaluated the behavioral, morphological, immunological, genotoxic, and mutagenic effects of vinasse, one of the main residues from the transformation of sugarcane into ethanol, on anurans of the species Leptodactylus fuscus at larval and adult stages. Our results demonstrate that vinasse did not affect the behavior of tadpoles, but significantly reduced hepatic melanin area, altered the percentage of leukocytes, and caused genotoxic and mutagenic damage assessed through the comet assay and the micronucleus test. Finally, with the results of this study, we hope to raise awareness of the risks to which organisms inhabiting sugarcane environments are exposed, as well as to generate a bias toward agricultural sustainability.