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Low level treatments of amphibian embryos with Cadmium: Beneficial and adverse effects according to exposure conditions. Castañaga, Luis Alfredo*,1, Gonzalez Eiras, Carolina Dora1, Aronzon, Carolina Mariel1, Pérez-Coll, Cristina Silvia1, 2, 3, Herkovits, Jorge1, 3, 1 Instituto de Ciencias Ambientales y Salud, Buenos Aires, Argentina2 Escuela de Ciencia y Tecnología, Migueletes, Buenos Aires3 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Buenos Aires, Argentina ABSTRACT- Due to the high toxicity of cadmium it causes great concern for environment and human health protection purposes. Amphibians are considered endangered species and their embryos were used successfully for hazard and risk assessment for surface water quality as well as for acclimation studies. The main purpose of this contribution is to report the effects of a wide range of low-level Cadmium exposures, including pristine surface water conditions, on native amphibian embryos from South America, by means of challenge treatments of the experimental embryos to lethal concentrations of this heavy metal. Duplicate groups of 100 Bufo arenarum embryos at complete operculum stage (S25) were treated up till 11 days with Cd in a range of concentrations between 0.01 and 12.5 ug/l in AMPHITOX solution (in pristine surface water Cd concentrations range between 0.001-0.013 ug/L). Two protocols were conducted: i) constant exposure condition and ii) a gradual increase in Cd concentrations. 10 embryos by triplicate from each experimental group were challenged after 5 days of treatment to 0.12mgCd2+/L and 6 days later to 0.16mgCd2+/L (LC100/24hr obtained at 5 and 11 days respectively). Control conditions were conducted. Lethality was registered 6, 9, 12, 24 and 48hr post challenge resulting at 9 hr as an average of 20% more lethality compared with controls in all low level exposure except the two higher conditions in which a significant increase in the surviving embryos was registered (100%) while after 11 days of low level exposure the beneficial effect was expanded to all conditions. The results allow to conclude that amphibian embryos register Cd concentrations even in pristine conditions. It seems to be a balance between concentration and time of exposure versus adverse or beneficial effects. For short exposure periods a slight adverse effect could result in case of the lower concentrations of Cd while the beneficial effect is limited to the higher exposure condition. Conversely, by expanding the exposure time the beneficial effect is expanded to all conditions. It is noteworthy that amphibian embryos could respond even to Cd concentration found in pristine environmental conditions as well as to different sub toxic exposures to this heavy metal, a scenario that seems to be very frequent in present environmental conditions. SPANISH ABSTRACT- La alta toxicidad del cadmio afecta la salud humana y los ecosistemas. Los anfibios son considerados en peligro de extinción y sus embriones han sido utilizados para la realización de estudios de análisis de riesgo. El principal objetivo de esta contribución es estudiar los efectos de un amplio rango de bajas exposiciones al cadmio, incluyendo las de aguas superficiales prístinas, sobre embriones de anfibio por medio de desafíos a concentraciones letales del metal. Grupos de 100 embriones de Bufo arenarum por duplicado en estadio de opérculo completo, fueron tratados con Cd durante 11 días con un rango de concentraciones entre 0.01 y 12.5µg/l preparadas en solución AMPHITOX (en aguas superficiales prístinas las concentraciones oscilan entre 0.001-0.013 µg/l). Los protocolos fueron: i) exposición a concentración constante y ii)incremento gradual en las concentraciones de Cd. 10 embriones de cada grupo experimental, por triplicado, fueron desafiados luego de 5 días de tratamiento con 0.12mgCd2+/L y 6 días después con 0.16mgCd2+/L (CL100/24hs obtenidas a los 5 y 11 días respectivamente). Los embriones control fueron mantenidos en solución AMPHITOX. La mortalidad fue evaluada a las 6, 9, 12, 24 y 48 horas post desafío, resultando a las 9hs, en promedio, una letalidad 20% mayor que los controles en todas las concentraciones bajas de Cd de preexposición. En contraste en las dos condiciones con mayor concentración de Cd se verificó un significativo incremento en la sobrevida de los embriones (100%). En los embriones desafiados al día 11, se observaron efectos beneficiosos en todas las condiciones. Como conclusión, para los periodos cortos de exposición se observó un leve efecto adverso en las concentraciones más bajas de Cd, mientras que los efectos benéficos se limitaron a las concentraciones más altas. Ampliando el tiempo de exposición, los efectos beneficiosos se observaron en todas las condiciones. Es notable que los embriones de anfibio respondan a las concentraciones de Cd encontradas en los ambientes naturales prístinos así como a exposiciones sub-tóxicas de este metal, teniendo en cuenta que éstas son las condiciones más frecuentes en los ecosistemas acuáticos actuales. |
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