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9 February 2015 Ontogenetic Variation in the Sensitivity of the Gladiator Frog, Hypsiboas faber, to Inorganic Nitrogen
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Abstract

In a biosphere transformed by human activities, understanding the relationship between age, developmental stage, or body mass and toxicological sensitivity is a relevant endeavor because the environmental release of some quantitatively important contaminants follows predictable seasonal patterns, as do wildlife demographic events. We tested the hypothesis that the sensitivity of the gladiator frog, Hypsiboas faber, to components and/or dissolution products of fertilizers varies predictably through ontogeny by sequentially exposing eggs, embryos, and larvae to ammonium nitrate, sodium nitrate, sodium nitrite, and ammonium sulfate. Nitrate was the least toxic nitrogen ion regardless of stage; the most deadly compound was ammonium or nitrite, depending on stage. Overall, embryos were more sensitive to inorganic nitrogen than more advanced developmental stages, indicating that the jelly capsule envelopes that surround the egg do not provide effective protection against contaminants. However, for most compounds tested, the relationship between lethal concentrations (LCx), no-observed effect concentrations (NOEC), and lowest observed effect concentrations (LOEC) and developmental stage or mass was not monotonic. Whereas for sodium nitrate sensitivity declined asymptotically with developmental stage, for ammonium nitrate, sodium nitrite, and ammonium sulfate, sensitivity declined through early development and then increased again at Gosner stage 25. Together with previously published literature, this finding indicates no single and predictable trend in sensitivity through development, even if we restrict our analysis to a relatively narrow range of organisms and contaminants. Such a relationship creates complex scenarios of risk as a function of the phenology of application of fertilizers and of the temporal variation in environmental factors that modulate nitrogen speciation and toxicity in and near agricultural fields.

Na biosfera transformada por atividades humanas, entender a relação entre idade, estágio de desenvolvimento e sensibilidade toxicológica é um objetivo relevante porque a descarga ambiental de alguns importantes contaminantes segue padrões sazonais previsíveis, como ocorre com eventos demográficos da vida selvagem. Testamos a hipótese de que a sensibilidade do sapo ferreiro Hypsiboas faber a componentes e/ou produtos de dissolução de fertilizantes varia previsivelmente ao longo da ontogenia. Para tal, expusemos sequencialmente ovos, embriões e larvas da espécie ao nitrato de amônio, nitrato de sódio, nitrito de sódio e sulfato de amônio. Independente de estágio de desenvolvimento, nitrato foi o íon menos tóxico; o íon mais tóxico foi nitrito ou amônio, dependendo do estágio. De forma geral, embriões foram mais sensíveis ao nitrogênio inorgânico que estágios mais avançados de desenvolvimento, indicando que as cápsulas gelatinosas que recobrem o ovo não proporcionam proteção efetiva contra contaminantes. No entanto, para a maior parte dos compostos, não foi monotônica a relação entre concentrações letais, concentrações sem efeito observado, ou concentrações mínimas com feito observado e estágio de desenvolvimento ou massa. Se por um lado a sensibilidade ao nitrato de sódio declinou de forma assintótica com estágio, para sulfato de amônio, nitrito de sódio e sulfato de amônio a sensibilidade declinou ao longo do início do desenvolvimento, e depois aumentou novamente no estágio 25 de Gosner. Juntamente com literatura publicada anteriormente, estas observações sugerem que não há uma única tendência previsível para a sensibilidade ao longo do desenvolvimento, mesmo se restringirmos nossa análise para uma faixa relativamente estreita de organismos e contaminantes. Esta relação cria cenários complexos de risco em função da aplicação de fertilizantes, e da variação temporal nos fatores ambientais que modulam a especiação e toxicidade do nitrogênio em campos

2015 by the American Society of Ichthyologists and Herpetologists
Larissa Bellezi, Paulo Ilha, and Luis Schiesari "Ontogenetic Variation in the Sensitivity of the Gladiator Frog, Hypsiboas faber, to Inorganic Nitrogen," Copeia 2015(1), (9 February 2015). https://doi.org/10.1643/CP-14-077
Received: 27 May 2014; Accepted: 2 September 2014; Published: 9 February 2015
JOURNAL ARTICLE
8 PAGES


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