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ECOAPPROACH - Contaminação por metais e efeitos ecológicos nas comunidades de macrofauna bentónica: uma abordagem multidisciplinar do gene à comunidade
Investigador Responsável - Susana Isabel Almeida Alves Carvalho
Investigador responsável no CESAM - Mário Guilherme Garcês Pacheco
Programa - Concurso de Projectos de Investigação FCT 2010
Período de Execução - 2012-03-01 - 2015-02-28 (36 Meses)
Entidade Financiadora - FCT
Financiamento para o CESAM - 57.776 €
Financiamento Total - 160000 €
Instituicão Proponente - Instituto Nacional de Recursos Biológicos, I.P. (INRB/MADRP)
Instituições Participantes
Universidade de Aveiro
Centro de Ciências do Mar (CCMar/CIMAR)

A relação entre contaminação por metais e efeitos ecológicos nas comunidades de macrofauna bentónica nem sempre é clara, tendo vindo a ser dificultada por três factores principais: i) metais de origem natural e antropogénica coexistem nos sedimentos do meio marinho; ii) a simples quantificação de metais nos sedimentos não significa que estes se encontrem biodisponíveis; e iii) mecanismos de tolerância a metais nos organismos marinhos podem ser activados por exposição a estes. Por outro lado, as directivas para a avaliação da qualidade ambiental têm vindo a ser propostas com base em experiências laboratoriais do tipo dose-resposta. Contudo, os efeitos ecológicos dos contaminantes dependem da densidade das espécies e da diversidade, bem como das interacções biológicas e das características do habitat. Consequentemente, em estudos de avaliação de impacto ambiental, efeitos ecológicos significativos são, normalmente, detectados abaixo dos limites propostos com base em experiências ecotoxicológicas. Desta forma, estudos desenvolvidos no campo, integrando diferentes áreas de conhecimento são cruciais, na medida em que: i) permitem avaliar os potenciais efeitos ecológicos num maior número de espécies com diferentes atributos funcionais; e ii) integram as condições ambientais. O presente estudo será levado a cabo no estuário do Tejo que foi escolhido tendo em conta a existência de uma área altamente contaminada por mercúrio (valores chegam a atingir 100 vezes as concentrações de outros locais do estuário). Por outro lado, em determinadas zonas confinadas, concentrações de arsénio e chumbo são igualmente elevadas.

Os principais objectivos deste projecto são: 1) avaliar a eficácia de um conjunto de indicadores na detecção de efeitos ecológicos significativos resultantes da contaminação por metais; 2) averiguar quais os indicadores mais sensíveis à contaminação por metais; 3) avaliar os limites a partir dos quais efeitos ecológicos significativos poderão ser detectados no estuário do Tejo; e 4) avaliar potenciais impactos no funcionamento do ecossistema. Ao longo de um gradiente de contaminação bem definido, irão ser colhidas amostras para a determinação de i) metais e outros parâmetros descritivos no sedimento; ii) padrões das comunidades e de populações de macrofauna bentónica; iii) metais acumulados em tecidos de organismos bentónicos; e iv) indicadores ecogenotoxicológicos (e.g. stress oxidativo, taxa de aneuploidia, micronúcleos, aberrações cromossómicas estruturais, níveis de expressão de genes de metalotioninas). Assim, a estratégia escolhida para o presente estudo, não só contempla uma abordagem multidisciplinar, como prevê a identificação de potenciais efeitos ecológicos significativos em diferentes níveis de organização biológica (gene, cromossoma, célula, indivíduo, espécie, população e comunidade). No que respeita ao nível da comunidade, serão tidos em conta os atributos funcionais das espécies (morfológicos, fisiológicos e de comportamento). Estes atributos reflectem o seu papel no ecossistema e permitem avaliar as potenciais consequências da contaminação por metais no seu funcionamento. Por outro lado, ao nível molecular, a análise dos níveis de expressão dos genes das metalotioninas permitirá conhecer o seu envolvimento na resposta dos organismos às condições ambientais em que se encontram. Esperando-se uma resposta global, por hibridação subtractiva, vários genes, alguns novos, envolvidos nestes mecanismos de resposta serão identificados.

Técnicas de análise de dados e modelação estatística permitirão investigar as relações determinísticas entre os níveis de contaminação e as respostas biológicas numa abordagem holística. Os indicadores obtidos a diferentes níveis de organização biológica não irão ser utilizados como indicadores ambientais separadamente, mas de forma integrada recorrendo a ferramentas numéricas e contribuindo para a clarificação da escolha dos melhores indicadores e da sua eficácia. Os avanços propostos ao nível das ferramentas numéricas irão contribuir para comprovar a eficiência de métodos de análise de dados em estudos de avaliação de impacto ambiental, permitindo uma melhor tomada de decisões e aprofundando as relações espécieshabitat. Tanto quanto sabemos, uma abordagem multidisciplinar contemplando todas estas disciplinas nunca foi aplicada no meio marinho.
Com o presente estudo pretende-se:
1) seleccionar os indicadores mais sensíveis aos efeitos ecológicos resultantes da contaminação por metais; 
2) indicar quais os limites ecológicos para o macrobentos do estuário do Tejo; 
3) identificar os efeitos da contaminação por metais nos processos estuarinos. Assim, esperamos progredir no conhecimento da resposta adaptativa de organismos bentónicos à contaminação por metais.




Membros neste projecto
Ana Margarida Lourenço Silva Marques
Bolseiro de Investigação
Mário Pacheco
Investigador
Sónia Mendo
Investigador

Financiamento do CESAM: