Microevolutionary dynamics and genetic erosion in pollution-affected Chironomus populations - Pedrosa, João André da Mota (2017)
As populações que vivem em ecossistemas de água doce extremamente contaminados por metais podem estar sujeitas a forte seleção e deriva genética. Este processo de erosão genética poderá ameaçar a sua sobrevivência a longo prazo, uma vez que a capacidade de adaptação das populações a alterações das condições ambientais está diretamente relacionada com os níveis de diversidade genética. Neste sentido, a procura por novos bioindicadores, que aumentem a relevância ecológica da avaliação de risco ambiental, tem levado a um crescente interesse pela toxicologia evolutiva e por medidas de diversidade genética. O trabalho aqui apresentado tem como objetivo último compreender de que forma os níveis de diversidade genética da espécie modelo em ecotoxicologia Chironomus riparius (Meigen) podem ser usados como indicadores de qualidade ecológica de sistemas de água doce. Para tal, avaliaram-se respostas microevolutivas à contaminação histórica por metais em populações de C. riparius, incluindo determinação dos níveis de diversidade genética, adaptação genética a metais e potenciais custos de fitness. A diversidade genética foi estimada com base na variação de sete marcadores de microssatélites enquanto que a adaptação genética a metais e potenciais custos de fitness foi avaliada através da tolerância aguda e crónica a diferentes stressores ambientais, medidas de balanço energético e mecanismos de defesa após manter as diferentes populações durante várias gerações em condições laboratoriais controlo. Por fim, as respostas microevolutivas de C. riparius à contaminação por metais foram comparadas com a diversidade e composição das comunidades de macroinvertebrados. Para determinar a relação de causa-efeito entre respostas microevolutivas e contaminação, os efeitos da poluição por metais foram investigados em diferentes locais historicamente contaminados por metais e comparados com várias referências. Os resultados demonstraram elevados níveis de diversidade genética e uma considerável homogeneidade genética entre as populações monitorizadas em condições naturais. No entanto, observaram-se evidências de adaptação genética a metais nas populações de locais contaminados, incluindo maior tolerância à exposição aguda por metais e elevados níveis basais de glutationas e metalotioninas que possivelmente aumentam a capacidade de resposta das populações à exposição a metais. Além do mais, observaram-se maiores custos energéticos em populações de locais contaminados quando expostas a metais, enquanto que uma das populações de locais contaminados apresentou também custos de fitness em condições controlo. Finalmente, verificou-se que a diversidade e composição das comunidades de macroinvertebrados dos locais contaminados foi fortemente afetada e muitos grupos taxonómicos sensíveis à contaminação foram eliminados e substituídos por outros mais oportunistas, tais como C. riparius. De um modo geral, as medidas de diversidade genética de populações naturais de C. riparius não mostraram ser ferramentas de biomonitorização particularmente vantajosas per se uma vez que não refletiram as respostas microevolutivas das diferentes populações à poluição histórica por metais. Tal facto poderá estar relacionado com a elevada densidade populacional e dinamismo da espécie em condições naturais, uma vez que se observou uma considerável perda de diversidade genética quando as populações foram mantidas em laboratório durante períodos de tempo relativamente longos. Não obstante, algumas linhas de evidência do presente trabalho sugerem o uso de medidas de diversidade genética de C. riparius em diversas situações experimentais como sejam: deteção de hibridização interespecífica; estabelecimento de níveis mínimos de diversidade genética em laboratório; e, finalmente, uso integrativo de medidas de diversidade genética em programas de biomonitorização com um foco mais direcionado para os efeitos ao nível da comunidade de macroinvertebrados. Os resultados apresentados pretendem estimular a discussão acerca da adequabilidade de C. riparius como espécie modelo em toxicologia evolutiva bem como a sensibilidade e robustez das medidas de diversidade genética como indicadores de qualidade ambiental em avaliação de risco ecológico.