Orientador: Prof. Dr. Luiz Laureno Mafra JuniorCoorientadores: Prof. Dr. Paulo da Cunha Lana, Prof. Dr. Leonardo Sandrini NetoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Campus Pontal do Paraná - Centro de Estudos do MarPrograma de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa : Pontal do Paraná, 24/09/2021Inclui referências: p. 85-101Resumo: Dinoflagelados bênticos são um grupo de microalgas capazes de produzir potentes biotoxinas quepodem gerar efeitos adversos aos ecossistemas e à saúde humana. Os efeitos deletérios aos sereshumanos se dão por intoxicação seguindo a ingestão de pescados contaminados, ou por via aéreadurante a exposição ao spray marinho contendo células tóxicas ou seus compostos dissolvidos. Astoxinas de microalgas podem gerar danos subletais a organismos marinhos como moluscosbivalves e peixes. Essas interações podem ser potencializadas em ambientes marinhos altamentecontaminados com lixo plástico, que pode servir de substrato artificial às células bênticas econcentrar toxinas. Assim, o presente estudo teve como um dos objetivos o de investigarexperimentalmente a transferência trófica e os efeitos da toxicidade dos dinoflagelados dosgêneros Prorocentrum e Gambierdiscus ao bivalve Anomalocardia flexuosa e ao peixe carnívoroPterois volitans, respectivamente. As dietas dos bivalves foram compostas de densidade altas emoderadas de uma mistura contendo células de Prorocentrum lima ou seus compostos dissolvidos,incluindo as toxinas ácido ocadáico e dinophystoxina-1, e da microalga não-tóxica Tetraselmis sp.Por sua vez, os peixes-leão (P. volitans) foram alimentados com filés do peixe papagaio(Chlorurus microrhinos) naturalmente contaminadas com ciguatoxinas. Tanto os bivalves quantoos peixes carnívoros acumularam baixas concentrações de toxinas em seus tecidos durante operíodo de exposição, sendo os níveis maiores nas glândulas digestivas (bivalves) ou nos fígados(peixes), e menores nos músculos. Enquanto os bivalves apresentaram altas taxas de detoxificaçãoapós sete dias de depuração, os peixes ainda continham concentrações similares de toxinas mesmoapós seis semanas de depuração. O segundo objetivo principal deste estudo foi o de elaborar ummapa de distribuição da área superficial de micro- e macroplásticos disponível em diferentesregiões geográficas, e avaliar o papel potencial de resíduos plásticos flutuantes como vetores demicroalgas bênticas tóxicas e seus compostos. Estimamos que os oceanos abrigam uma vasta áreasuperficial de detritos plásticos flutuantes, representando um substrato potencial para acolonização e um vetor de dispersão de células de microalgas bênticas potencialmente tóxicas esuas toxinas entre as regiões costeiras e oceânicas. Estimamos ainda, um potencial de colonizaçãomédio acima de 104 células km-2 para Gambierdiscus spp., Ostreopsis cf. ovata e Prorocentrumspp. em detritos plásticos flutuando nos oceanos. A presença frequente de espécies tóxicas emambientes marinhos poluídos por plásticos representa, em última análise, um risco aos organismosmarinhos e à saúde humana por meio do favorecimento da transferência trófica de toxinasproduzidas por microalgas bênticas.Abstract: Benthic dinoflagellates are a group of microalgae capable of producing potent biotoxins that cangenerate adverse effects on ecosystems and human health. The deleterious effects to humansinclude intoxication following ingestion of contaminated seafood or airborne exposure to sea spraycontaining toxic cells or their dissolved compounds. Microalgal toxins can generate sublethaldamage to marine organisms such as bivalve mollusks and fish. These interactions can be enhancedin marine environments highly contaminated with plastic litter, which can serve as an artificialsubstrate for benthic cells and thus concentrate toxins. Therefore, the present study first aimed atexperimentally investigating the trophic transfer and toxicity effects of dinoflagellates of thegenera Prorocentrum and Gambierdiscus to the bivalve Anomalocardia flexuosa and thecarnivorous fish Pterois volitans, respectively. The diets of the bivalves were composed of highand moderate densities of a mixture containing Prorocentrum lima cells or their dissolvedcompounds, including the toxins okadaic acid and dinophystoxin-1, and the non-toxic microalgaeTetraselmis sp. meanwhile, the lionfish (P. volitans) were fed with parrotfish fillets (Chlorurusmicrorhinos) naturally contaminated with ciguatoxins. Both bivalves and carnivorous fishaccumulated low concentrations of the toxins in their tissues during the exposure period, the levelswere highest in the digestive glands (bivalves) or livers (fish) and lowest in the muscles. While thebivalves showed high detoxification rates after seven days of depuration, the fish still containedsimilar concentrations of toxins even after six weeks of depuration. The second major goal of thisstudy was to develop a distribution map of the surface area of micro- and macroplastics availablein different geographical areas, and to assess the potential role of floating plastics as vectors oftoxic benthic microalgae and their compounds. We estimated that ocean waters harbor a vastsurface area of floating plastic debris, which represents a potential substrate for colonization anda vector for dispersal of potentially toxic benthic microalgal cells and their toxins between coastaland oceanic regions. Also, we estimated an average potential colonization of up to 104 cells km-2for Gambierdiscus spp., Ostreopsis cf. ovata and Prorocentrum spp. on plastic debris floating inthe oceans. The frequent presence of toxic species in plastic-polluted marine environmentsultimately poses a risk to marine organisms and human health by facilitating the trophic transferof toxins produced by benthic microalgae
