Lethal and sublethal effects of three mosquito larvicides on the endangered Romer’s Tree Frog (Liuixalus romeri): implications for urban mosquito control

Resumo Técnico: Efeitos Letais e Subletais de Larvicidas de Mosquitos em Liuixalus romeri

Definição do Problema
O controle de mosquitos é uma intervenção de saúde pública crítica, particularmente no sul da China, onde doenças transmitidas por vetores como a dengue e a encefalite japonesa persistem. No entanto, as consequências ecológicas dos larvicidas sobre organismos aquáticos não-alvo, especificamente anfíbios, permanecem insuficientemente compreendidas. O sapo-de-árvore de Romer (Liuixalus romeri), uma espécie ameaçada que se reproduz em corpos de água rasos e periurbanos em Hong Kong — que frequentemente coincidem com locais de reprodução de mosquitos —, enfrenta a exposição potencial a três larvicidas comumente utilizados: Bacillus thuringiensis israelensis (Bti), temefós e óleo larvicida. Embora o Bti e o temefós tenham sido estudados em graus variados, o impacto do óleo larvicida sobre anfíbios é pouco caracterizado. Além disso, as avaliações padrão de risco ecológico baseiam-se frequentemente em dados de toxicidade aguda, podendo negligenciar os efeitos cumulativos de uma exposição prolongada e as alterações comportamentais subletais que poderiam comprometer a viabilidade populacional.

Metodologia
O estudo empregou uma abordagem laboratorial controlada para avaliar os efeitos letais e subletais em girinos de L. romeri (estágio de Gosner 25).

• Organismos: Os girinos foram obtidos através de reprodução em cativeiro de adultos capturados na natureza ou coleta direta na natureza no Tai Tam Country Park e na Ilha de Lantau.
• Larvicidas Testados:
  1. Bti: Um inseticida microbiano (formulação granular, 200 ITU mg⁻¹).
  2. Óleo Larvicida: Um produto à base de petróleo (principalmente hidrocarbonetos alifáticos) aplicado como um filme superficial.
  3. Temefós: Um inseticida organofosforado (formulação granular a 1%).
• Ensaios de Toxicidade Aguda: Testes de exposição estática de 48 e 96 horas foram conduzidos para determinar os valores de CL₅₀ (concentração letal para 50% da população). As concentrações variaram desde as taxas de aplicação recomendadas no campo até níveis que causaram mortalidade completa.
• Experimento de Exposição Prolongada: Os girinos foram expostos às taxas mínimas recomendadas de aplicação de cada larvicida por até 86 dias (ou até a metamorfose/morte). Esta fase avaliou:
  • Sobrevivência: Monitorada diariamente para calcular as razões de risco (hazard ratios).
  • Crescimento: Medido como mudanças no comprimento corporal total em intervalos semanais.
  • Comportamento de Movimento: Quantificado usando rastreamento de vídeo (software ToxTrac) para medir velocidade média, aceleração, taxa de mobilidade, taxa de exploração e eventos de congelamento (freezing).
• Análise Estatística: Os valores de CL₅₀ foram estimados usando modelos de dose-resposta log-logísticos. A sobrevivência foi analisada via estimadores de Kaplan–Meier e modelos de riscos proporcionais de Cox. Os dados de crescimento e movimento foram analisados por meio de modelos lineares de efeitos mistos e regressão beta, considerando a identidade do tanque como um efeito aleatório.

Principais Resultados

• Toxicidade Aguda (CL₅₀): Todos os três larvicidas exibiram valores de CL₅₀ superiores às suas taxas de aplicação recomendadas no campo, mas as margens de segurança variaram significamente.
  • Óleo Larvicida: Apresentou a menor margem de segurança, com uma CL₅₀ de 96 horas apenas 4,6 vezes superior à taxa recomendada.
  • Temefós: Apresentou uma CL₅₀ de 96 horas 17–42 vezes superior à taxa recomendada.
  • Bti: Apresentou a maior margem de segurança, com uma CL₅₀ de 96 horas 53–105 vezes superior à taxa recomendada.
• Exposição Prolongada – Sobrevivência: Nas taxas recomendadas, o óleo larvicida causou mortalidade quase total (23 de 24 girinos morreram em 21 dias), representando um aumento de oito vezes no risco em comparação aos controles. Em contraste, as taxas de sobrevivência para Bti e temefós não diferiram significativamente do grupo controle.
• Exposição Prolongada – Crescimento: O óleo larvicida reduziu significativamente as taxas de crescimento (1,0–1,4% menor no crescimento proporcional diário) em comparação aos controles e outros tratamentos. Bti e temefós não mostraram impacto significativo no crescimento.
• Exposição Prolongada – Comportamento:
  • Óleo Larvicida: Induziu reduções significativas na atividade de movimento, velocidade e exploração em comparação aos controles e outros tratamentos.
  • Bti e Temefós: Ambos induziram alterações comportamentais subletais, apesar da alta sobrevivência. O temefós aumentou as taxas de exploração e mobilidade em certos pontos temporais (ex: Dia 18), enquanto o Bti reduziu a velocidade média de mobilidade em relação aos controles em estágios posteriores (Dia 25). Estes efeitos foram estatisticamente significativos, mas distintos da supressão severa observada com o óleo larvicida.

Principais Contribuições

1. Diferenciação de Risco: O estudo fornece evidência empírica distinguindo os riscos ecológicos de três larvicidas específicos usados em Hong Kong. Identifica o óleo larvicida como um agente de alto risco para L. romeri devido à sua estreita margem de segurança e alta letalidade sob exposição prolongada, enquanto o Bti e o temefós apresentam menores riscos agudos.
2. Desfechos Subletais: A pesquisa demonstra que, mesmo quando a sobrevivência e o crescimento são preservados (como no caso do Bti e temefós), ocorrem alterações comportamentais subletais. Isso destaca que a sobrevivência isolada é uma métrica insuficiente para a avaliação de risco ecológico.
3. Duração da Exposição: O artigo estabelece que a duração da exposição é um determinante crítico dos resultados de toxicidade. Os ensaios agudos (48–96 horas) sugeriram relativa segurança para os três agentes, mas a exposição prolongada revelou a natureza letal do óleo larvicida e os impactos comportamentais dos demais.
4. Dados Específicos da Espécie: Oferece o primeiro perfil detalhado de toxicidade para L. romeri, observando que esta espécie parece ser menos sensível ao Bti do que muitos outros anfíbios testados anteriormente, com uma CL₅₀ de 96 horas comparável à de Lithobates sylvaticus.

Significância e Alegações
Os autores concluem que o óleo larvicida representa um alto risco ecológico para L. romeri e deve ser evitado em habitats que sustentam esta espécie ameaçada e potencialmente outros anfíbios. Embora o Bti e o temefós representem alternativas de menor risco comparativo em relação à mortalidade aguda e crescimento, sua capacidade de induzir alterações comportamentais subletais exige cautela e investigação adicional.

O artigo afirma que as avaliações de risco ecológico para pesticidas devem ir além dos testes padrão de toxicidade aguda. Para avaliar com precisão os impactos em organismos não-alvo, as avaliações devem incorporar:

• Tanto desfechos letais quanto subletais.
• Cenários de exposição prolongada que reflitam os ciclos de aplicação no mundo real.
• Dados específicos da espécie, particularmente para anfíbios subestudados em ambientes urbanizados.

Estas descobertas visam informar os programas de controle de mosquitos em Hong Kong para equilibrar as necessidades de saúde pública com a conservação da biodiversidade de anfíbios ameaçados.