The Ticker, October 10, 2017

The Ticker is the student newspaper of Baruch College. It has been published continuously since 1932, when the Baruch College campus was the School of Business and Civic Administration of the City College of New York

Ecotoxicologia de terpenoides e de extratos de frutos de progênies de Ilex paraguariensis A. St-Hil

A agricultura representa uma das principais atividades humanas ao longo da história e atualmente possui papel-chave em diversas economias de muitos países. Seu desenvolvimento está atrelado aos avanços científicos que proporcionaram a eficiência na produção alimentar. Como uma das estratégias de garantir a produção de alimentos nos mais variados ambientes, utiliza-se da aplicação de agrotóxicos para a contenção de pragas. Atualmente, estes insumos impõem certos riscos ambientais e para a saúde humana, no que concerne às formulações e em relação à aplicação deliberada. Deste modo, o surgimento e a pesquisa em alternativas para o controle de pragas é uma das formas de contornar essa problemática visando a sustentabilidade e a possibilidade de eficiência na produção. Esta tese teve o objetivo de investigar a ecotoxicologia de extratos de frutos de erva-mate (Ilex paraguariensis) na verificação de controle de um dos fitófagos que acomete as plantações de arroz, o molusco Pomacea canaliculata. Todos os extratos foram realizados a partir de frutos em três estágios de maturação (verde, semimaduro e maduro) de progênies de erva-mate cedidos pela Empresa Pública de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA Florestas) na cidade de Ponta Grossa (PR). Os testes de procedência e de progênies foram desenvolvidos pela EMBRAPA visando a seleção de plantas que possuam vantagens na produção e massa foliar. Com este mesmo objetivo, utilizou-se os frutos, que em sua composição fitoquímica possuem altos teores de moléculas e substâncias bioativas, como saponinas, que detém efeitos biocidas para a espécie-alvo. A composição fitoquímica dos frutos também foi alterada pela seleção das progênies e apresentaram diferenças significativas em relação aos efeitos (LC50) encontrados para a espécie-alvo, juvenis da espécie P. canaliculata, e nos outros modelos aqui estudados, em larvas de D. rerio e nos ensaios de genotoxicidade Salmonella/microssoma. Para complementar, também foram avaliados os efeitos ecotoxicológicos (LC50) de dois terpenoides, precursores fitoquímicos das saponinas, os ácidos oleanólico e ursólico, também presentes na erva-mate, frente aos juvenis do molusco P. canaliculata, D. rerio e nos ensaios de genotoxicidade. Os resultados mostraram diferenças significativas nos valores das concentrações letais, nos ensaios de genotoxicidade, e nos valores dos parâmetros aferidos nos bioensaios para ambos os organismos (oxigênio dissolvido, condutividade e pH). Por fim, de acordo com os resultados encontrados, uma das progênies (P1) mostrou menores valores de LC50 aos moluscos, com valores significativamente distintos em relação aos peixes, e ausência de genotoxicidade. Desta forma, como última etapa, foi realizado um fracionamento para a geração de mais três extratos em Soxhlet (aquoso, alcoólico e éterdietílico), onde novamente foram verificadas as atividades biológicas nos três modelos (P. canaliculata, D. rerio e Salmonella/microssoma), além da aferição dos parâmetros aquáticos dos bioensaios). Tomando em conjunto os resultados aqui obtidos, verificou-se que os extratos aquosos, nos estágios de maturação verde e semi-maduro, possuem os maiores efeitos biocidas em comparação com o estágio maduro em todas as progênies. Bem como, verificou-se que os extratos provenientes de uma das progênies (P1) foram mais eficientes nos efeitos biocidas aos moluscos em comparação à espécie não-alvo (D. rerio). Os resultados provenientes das frações mostraram-se menos bioativos em relação aos extratos aquosos brutos, apresentando valores de LC50 muito superiores aos destes extratos. Já os terpenoides, apresentaram valores de LC50 semelhantes aos dos extratos das progênies. Os ensaios de genotoxicidade apresentaram diferenças em ralação à progênie, aos estágios de maturação e também em relação à fração avaliada de acordo com a linhagem submetida. Os resultados aqui apresentados mostram a possibilidade do controle fitoquímico do molusco P. canaliculata a partir dos extratos aquosos de frutos de progênies de erva-mate, bem como a delimitação dos efeitos nos organismos padrão não-alvo, larvas de D. rerio e em ensaios de genotoxicidade Salmonella/microssoma. O estudo permitiu definir o extrato de frutos verdes de uma das progênies como o que apresentou a melhor dosagem para ação biocida em ausência de efeitos tóxicos e genotóxicos nos organismos não-alvo analisados.Agriculture has been one of the main human activities throughout history and currently plays a key-role in the different economies of many countries. Its development is attached to the scientific advances that made food production efficient. As one of the strategies to ensure the production of foods in very different environments, pesticides are applied to control pests. Currently these inputs impose certain environmental and human health risks as regards the formulations and the deliberate application to crops. Thus, the rise and research for alternatives to control pests is one of the ways of getting around these problems, aiming to achieve sustainability and the possibility of efficient production. The purpose of this thesis was to investigate the ecotoxicology of extracts of yerba mate (Ilex paraguariensis) fruits to look at controlling one of the phytophages that attack rice crops, the Pomacea canaliculata mollusk. All the extracts were made from fruits, at three stages of maturation (green, semi-mature and mature) of yerba mate progenies´supplied by the Public Company for Agricultural and Animal Husbandry Research, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) (EMBRAPA Florestas) in the city of Ponta Grossa (PR). The provenance and progeny tests were developed by EMBRAPA for the selection of plants that present advantages in production and leaf mass. With this same objective, the fruits were used for the same purpose. In their phytochemical composition these fruits have high contents of molecules and bioactive substances such as saponins, that have biocidal effects on the target-species. The phytochemical composition of the fruits was also altered by the selection of the progenies that presented significant differences in relation to the effects (LC50) found for the target-species, juveniles of the P. canaliculata species, and in the other models studied here, in D. rerio larvae and in the Salmonella/microsome genotoxicity assays. For complementary purposes the ecotoxicological effects (LC50) of two terpenoids were evaluated, the phytochemical precursors of the saponins, oleanolic and ursolic acids, also present in yerba mate, in relation to the juveniles of the P. canaliculata mollusk, D. rerio, and in the genotoxicity assays. The results showed significant differences, both in the values of lethal concentrations, in the genotoxicity assays, and in the parameters measured in the bioassays for both organisms (dissolved oxygen, conductivity and pH). Finally, according to the results found for the progenies, extracts of one of the progenies (P1) showed lower values of LC50 for the mollusks, with significantly different values in relation to the fishes, and absence of genotoxicity. As the last stage, fractionation was performed to generate three more extracts via Soxhlet (aqueous, alcoholic and ether), where once again the biological activities in the three models were verified (P. canaliculata, D. rerio and Salmonella/microsome), besides the measurement of the aquatic parameters of the bioassays). Taking the results obtained here as a whole, it was found that the aqueous extracts in the green and semi-mature stages of maturation, have the greatest biocidal effects compared to the mature stage in all progenies. It was also found that the extracts from one of the progenies (P1) were more efficient as to the biocidal effects on mollusks compared to the non-target species (D. rerio). The results of the fractions proved less bioactive compared to the raw aqueous extracts, presenting much higher LC50 values than those of the extracts. On the other hand, the terpenoids presented LC50 values similar to those of the extracts of the progenies. The genotoxicity assays presented differences regarding the progeny, the maturation stages and also in relation to the fraction evaluated according to the strain submitted The genotoxicity assays presented differences regarding the progeny, the maturation stages and also in relation to the fraction evaluated according to the strain submitted. The results presented here show the possibility of phytochemical control of the P.canaliculata mollusk based on the aqueous extracts of fruits of yerba mate progenies and also the delimitation of the effects on non-target standard organisms, D.rerio larvae and in Salmonella/microsome genotoxicity assays. The study allowed to defining the extract of green fruits of one of the progenies as the one that presented the best dosage for biocidal action in the absence of toxic and genotoxic effects in the analyzed non-target organisms