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Federal do Rio Grande
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ICB - Instituto de Ciências Biológicas

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    Mecanismos de defesa e efeitos tóxicos em zebrafish frente à exposição ao triclosan
    (2022) Pereira, Nicole Soares Guidony; Souza, Marta Marques de; Escarrone, Ana Laura Venquiaruti; Pyle, Gregory
    A contaminação dos ambientes aquáticos é uma problemática que pode afetar além dos humanos, a biota local. Produtos de uso pessoal e fármacos tem sido uma preocupação, visto que acabam chegando aos corpos dágua via sistema de esgotos e não há uma legislação no Brasil que regule a concentração desses compostos no meio ambiente. O triclosan é um químico que atua como antibiótico e é presente em diferentes produtos de uso pessoal (desodorante, perfumes e etc). Estudos evidenciam que o triclosan pode ser danoso para animais aquáticos, sendo os principais efeitos observados relacionados ao sistema endócrino e metabolismo. O objetivo dessa tese foi avaliar os efeitos da exposição do triclosan em zebrafish utilizando diferentes abordagens - modelo celular, in silico, embriões, larvas e adultos. Foram avaliados se o composto alterava o comportamento do animal e em quais parâmetros celulares podiam ser afetados. Resultados obtidos frente à exposição de 24h em nível celular (hepatócitos) os danos celulares foram dependentes da concentração exposta, sendo a mitocôndria a organela mais afetada, a atividade de defesa das células (proteínas ABC) foi inibida. Quanto aos resultados in sílico, a molécula do triclosan é similar a da rodamina (fluorescente) assim a inibição das proteínas ABC pode estar relacionada com uma possível competição entre o fluorescente (utilizado como substrato) e o composto. Nos testes comportamentais, embriões expostos as maiores concentrações apresentaram redução na atividade motora enquanto em larvas (96h) não houve alterações na locomoção e acuidade visual, porém todas as larvas expostas às concentrações altas morreram. Em adultos expostos por 96h às concentrações de 0,1 e 0,3 mg/L a capacidade olfatória e locomotora não foi afetada. Zebrafish expostos a 0,3 mg/L tiveram uma tendência a permanecer mais tempo na área central e redução da agressividade. Concluindo, o triclosan foi danoso em relação ao comportamento deanimais adultos enquanto em nível celular foi mais sensível podendo ser observado alterações no metabolismo.
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    Respostas bioquímicas e fisiológicas do lambari Hyphessobrycon luetkenii (Boulenger, 1887) na área de influência das Minas do Camaquã
    (2018) Borges, Vinicius Dias; Bianchini, Adalto
    O cobre, quando presente em elevadas concentrações no ambiente, pode causar diversas disfunções sistêmicas em organismos aquáticos, tais como perturbações ionorregulatórias e estresse oxidativo. O Arroio João Dias, um afluente do Rio Camaquã (Caçapava do Sul, RS), recebeu resíduos advindos da mineração do cobre por mais de um século (~1870-1996). Contudo, altas concentrações de cobre ainda são encontradas em diversos ambientes neste local, tornando-o uma ótima área para estudos sobre as adaptações de peixes residentes e tolerantes à contaminação crônica da água por altas concentrações deste metal. Assim, o presente estudo visou avaliar as respostas à exposição crônica ao cobre no lambari Hyphessobrycon luetkenii, espécie residente na bacia do Arroio João Dias. Para tal, foram avaliadas as concentrações corporais de metais e parâmetros relacionados à ionorregulação (concentrações corporais de Na, K e Ca e atividades branquiais da Na/K- ATPase e anidrase carbônica) e ao estado oxidativo (dano ao DNA em eritrócitos e capacidade antioxidante total, lipoperoxidação e proteínas oxidadas nas brânquias, cérebro, fígado e músculo) em populações de H. luetkenii habitantes de um local menos impactado pelo cobre e de um local mais impactado pelo metal no Arroio João Dias, bem como em peixes coletados no local menos impactado pelo cobre e mantidos no local de origem ou translocados para o local mais impactado pelo metal, e vice-versa, por 96 h. Os resultados indicam que, apesar de apresentarem uma maior concentração corporal de cobre, os peixes habitantes do local mais impactado pelo cobre apresentaram perfil ionorregulatório corporal e padrão oxidativo tecidual similares àqueles de peixes habitantes do local menos impactado pelo cobre. No entanto, os peixes submetidos ao experimento de translocação demonstraram evidências de um possível processo de aclimatização à exposição crônica ao cobre no arroio João Dias.
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    Análise cientométrica do uso de organismos aquáticos para estudo dos efeitos de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA)
    (2023) Freire, Fernanda de Lacerda; Zanette, Juliano; Barbosa, Fabiana Gonçalves
    A toxicologia aquática busca estudar os efeitos de estressores ambientais que podem afetar organismos aquáticos. Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) estão entre os contaminantes mais relevantes. A cientometria é o estudo quantitativo da ciência, da comunicação na ciência e das políticas científicas, preocupando-se principalmente com a dinâmica científica, analisando a produção, o consumo e a circulação da produção científica. A presente dissertação realizou um estudo cientométrico na área da toxicologia aquática em relação aos HPAs entre os anos de 1945 e 2022. Utilizamos o software R, com o auxílio do pacote bibliometrix e o software VOSviewer, para avaliar a tendência das publicações, colaborações entre países, revistas e criar rede de colaborações, também como investigar os HPAs e organismos presentes em estudos com toxicologia aquática. As análises mostraram um crescimento no número de publicações neste tema ao longo do tempo de forma não linear, na década de 90 observa-se um grande crescimento nos trabalhos, e nos 20 anos seguintes, nas décadas de 2000 e 2010, uma estabilidade na produção científica. Por outro lado, em 2020 é possível observar uma diminuição no número de trabalhos até 2022, o que gera alguns questionamentos, como os PAHs pararam de ser avaliados como contaminantes em toxicologia aquática?. Na maioria dos trabalhos eram testados apenas HPAs, outros contaminantes que foram presentes em combinação com estes, foram os PCBs e metais. O benzo-apireno (BaP) foi o HPA mais testado, dos 16 HPAs preferenciais da agencia de proteção ambiental americana (EPA) 15 estão entre os HPAs utilizados, o Benzo[0]oranteno não foi testado em nenhum dos trabalhos com toxicologia aquática. Em mais da metade dos trabalhos, foram utilizados peixes como organismo totalizando 237 espécies, das quais 43% são marinhas, 38% de água doce e apenas 19% eurialinas, sendo a truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss), o peixe zebra (Danio rerio) e o mummichog (Fundulus heteroclitus) os mais usados. Os resultados apresentados podem ajudar pesquisadores e agências de fomento no desenvolvimento de novos projetos e políticas ambientais, uma vez que foram identificadas algumas lacunas nas pesquisas com HPAs em toxicologia aquática e na preservação das espécies de peixes, que foi o principal grupo avaliado neste trabalho.
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    A interação entre mesohabitat, grazers e rugosidade de substrato afeta a riqueza de espécies, abundância e composição de diatomáceas bênticas
    (2020) Junqueira, Maria Gabriela; Schneck, Fabiana
    Ambientes como rios, riachos, lagos e zona úmidas apresentam uma alta da biodiversidade e provém vários serviços ecossistêmicos vitais para a humanidade. Em contrapartida, estão entre os ecossistemas mais ameaçados devido às ações antrópicas, sendo que a simplificação de ecossistemas (e.g. através da perda de espécies-chave ou da redução da complexidade de habitats) causa redução na diversidade de espécies e alterações nos processos ecossistêmicos. Mesohabitats (i.e., corredeiras e remansos) são uma das escalas singulares para entender a distribuição dos organismos devido a características peculiares que apresentam e por alterarem o comportamento das espécies e dinâmica das comunidades. Interações bióticas também exercem importante papel na estruturação de comunidades, como é o caso de organismos pastejadores (grazers) em riachos que podem alterar a estruturação e composição de uma das comunidades que asseguram processos biológicos chaves em riachos, a comunidade de algas bênticas, devido ao hábito de forragear sobre os sedimentos. Um fator que pode mediar os efeitos de grazers sobre comunidades de algas bênticas é a complexidade de habitats na microescala representada por substratos individuais no leito de riachos. Portanto, neste trabalho utilizei uma abordagem experimental in situ para avaliar os efeitos do tipo de mesohabitat (corredeira e remanso), peixes grazers (controle com a presença de grazers e exclusão através de cercas elétricas) e complexidade de substrato (substratos rugosos e lisos) sobre a composição taxonômica e funcional da comunidade de diatomáceas perifíticas. Nenhuma interação entre os fatores avaliados foi importante para a riqueza total de espécies e tampouco para os grupos funcionais. O grupo low-profile foi o único a ter os valores de abundância dependente da interação entre mesohabitats e complexidade de substrato. Ainda, a interação entre os tipos de mesohabitat e a complexidade de substrato foi relevante para alterações dos valores de diversidade beta. A composição de espécies dos grupos low-profile e high-profile foram alteradas em resposta aos três fatores manipulados. Os resultados evidenciam que a rugosidade do substrato é um fator-chave na regulação de riqueza de espécies de diatomáceas.
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    Efeitos da microcistina e de lisado de cianobactéria em peixe-zebra e no nemátode Caenorhabditis elegans
    (2017) Sopezki, Mauricio da Silva; Zanette, Juliano; Monserrat, José María
    O efeito das microcistinas vem sendo estudado ao longo das últimas décadas devido a sua ampla distribuição mundial e potencial tóxico para a saúde humana e animal. No presente estudo foram validados genes normalizadores para estudos com microcistina e investigado o efeito da microcistina sobre a transcrição de genes normalizadores, genes que codificam proteínas responsáveis pela absorção (Oatp) ou biotransformação (Gst) em zebrafish, assim como os efeitos tóxicos sobre parâmetros fisiológicos no nematódeo Caenorhabditis elegans. Foi avaliado o efeito da toxina Microcistina-LR (MC-LR) e do lisado de Microcystis aeruginosa RST9501, contendo concentrações equivalentes da toxina [D-Leu1] Microcistina-LR, em concentrações ambientalmente relevantes. Foram identificadas alterações na expressão de genes normalizadores, isoformas de Oatp e Gst pela exposição às microcistinas, servindo de base para utilização em estudos futuros como biomarcadores moleculares para exposição às estes compostos em zebrafish. Foram identificados também, os efeitos tóxicos sobre a fisiologia de C. elegans, onde os padrões de crescimento, fertilidade, reprodução, comportamento e expressão de genes foram caracterizados. Não foi observado um efeito combinado dos compostos secundários presentes no lisado com as microcistinas, pois as principais respostas obtidas neste estudo, demonstradas tanto pela alteração transcricional de genes em zebrafish ou pela alteração de parâmetros fisiológicos em C. elegans, foram mais significativas para a toxina MC-LR em relação ao lisado de cianobactérias contendo concentrações equivalentes de microcistinas. Conclui-se que as microcistinas causam alterações biológicas para ambas as espécies analisadas, pois a alteração de genes responsáveis pela síntese de proteínas e estrutura celular, isoformas de Oatp e isoformas de Gst em zebrafish, além de padrões fisiológicos e expressão de genes em C. elegans, podem trazer sérias conseqüências à saúde de animais expostos as cianotoxinas.
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    Expressão de CYP1A induzido por βeta-naftoflavona no peixe Jenynsia multidentata: resposta tempo-dependente, efeito da tricaína MS 22 e análise de nadadeiras
    (2014) Pinto, Debora Penha; Zanette, Juliano
    O nível transcricional de CPY1A em organismos aquáticos é utilizado como biomarcador para a presença de contaminantes ambientais 9por exemplo, HAPs). A indução de CYP1A no peixe Ciprinodontiform, Jenynsia multidentata, foi avaliada utilizando -naftoflavna (BNF) para identificar tempo de indução, o efeito do anestésico tricaína-metano-sulfonato (MS 222) e o uso de nadadeiras para análise. A exposição em água à 1µM BNF causou indução de CYP1A em brânquia e fígado em todos os tempos de exposição (1-96 h; p<0,05) e comparado ao grupo controle com DMSO. Níveis de CYP1A são conhecidos por mostrar uma resposta rápida (2-6 dias), mas nossos resultados são, provavelmente, um dos primeiros que mostram que 1 h é tempo suficiente para causar esta resposta. A indução de CYP1A mais elevada foi atingida em primeiro lugar no gonopódio (4 h) e depois em brânquia e fígado (24-48 h e 24-96 h) indicando a presença de um padrão temporal de indução em diferentes órgãos. A utilização de um método não-letal em peixe, consiste na exposição in vitro de 1µM BNF de nadadeiras excisadas durante 4 h, que resultou em um elevado nível de indução nas nadadeiras caudal e anal (~ 49 vezes e ~69 vezes, respectivamente) em comparação com o controle (DMSO), os quais foram ainda mais elevadas do que a indução observada na exposição in vitro do peixe (~11- e ~10-vezes, respectivamente). Os resultados trazem perspectivas para o uso de testes in vitro em ecotoxicologia. Não houve influência da MS-222 no procedimento anestésico (imersão dois peixes em 100 mg. mL-1 por 2-5 min) sobre os níveis basais de CYP1A ou na capacidade do CYP1A ser induzido por 1µM BNF, dando suporte ao uso de MS-222 nos peixes em experimentos semelhantes. Os resultados dão suporte para o uso de J. multidentata como organismo modelo para futuros estudos toxicológicos em ambientes aquáticos da América do Sul.
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    Efeito do Bisfenol-A na esteroidogênese e defesa antioxidante em Danio rerio: análises moleculares, bioquímicas e histológicas
    (2016) Silveira, Cássia Rodrigues da; Martínez, Pablo Elías
    O Bisfenol-A (BPA) é um químico utilizado na fabricação de policarbonatos e resinas epóxi e é considerado um desregulador endócrino para diversas classes de vertebrados. Entre as alterações causadas pelo BPA está a queda de fertilidade e espermatozóides defeituosos em mamíferos. Além dos efeitos como desregulador endócrino, o BPA tem sido apontado em estudos recentes como um indutor de estresse oxidativo. O estudo da ação de baixas doses deste composto é mais bem estabelecido em mamíferos do que em peixes, e portanto, a presente tese teve como objetivo a investigação dessa ação no peixe Danio rerio. Os animais foram expostos a 2, 10 e 100 µg/L de BPA por 24 horas, 96 horas e 14 dias e a partir daí, foram realizadas análises moleculares, bioquímicas e histológicas. As análises moleculares e bioquímicas demonstraram alterações na expressão e atividade nas enzimas antioxidantes Superóxido dismutase-1 (SOD-1), Catalase (CAT) e Glutationa-S-transferase (GST) em animais expostos ao BPA por 24 horas. O gene park7, que codifica para a proteína reguladora antioxidante DJ-1 apresentou uma indução de até 15 vezes em relação ao grupo controle. As alterações em genes relacionados à reprodução surgiram mais tardiamente, nos animais expostos por 96 horas. As análises histológicas demonstraram principalmente danos nas células de Sertoli, que são responsáveis pelo suporte e nutrição das células germinativas. De acordo com os resultados, o presente estudo pôde concluir que além de afetar os aspectos relacionados à reprodução, o BPA é capaz de alterar importantes enzimas do sistema antioxidante, provavelmente tornando as células mais vulneráveis ao estresse oxidativo
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    Ensaios de biotransformação da atrazina e avaliação dos seus efeitos espermáticos em peixe
    (2017) Bautista, Félix Esteban Airahuacho; Zanette, Juliano
    A atrazina (ATZ) é um agrotóxico utilizado na agricultura para controlar ervas daninhas. A sua utilização em larga escala, seu escoamento e lixiviação, tornaram-lhe um dos contaminantes de maior presença no ambiente aquático. Enzimas de biotransformação como o citocromo P450 (CYP) e a glutationa S-transferase (GST) participam de sua detoxificação. A atividade destas enzimas pode se mostrar aumentada nos organismos aquáticos expostos a contaminantes ambientais. A ATZ pode ainda causar efeitos nocivos ao nível reprodutivo em mamíferos, anfibos e peixes. Os prováveis mecanismos envolvidos nestes efeitos, incluem a modulação de vias esteroidogênicas pela ATZ, através do incremento da AMPc por inibição da fosfodiesterase, assim como a modução de múltiplas vias bioquímicas fundamentais da gametogênese e ovulação. Outro efeito negativo da ATZ seria a produção adicional de espécies reativas de oxigênio com conseqüente aumento de danos em estruturas celulares e DNA. A presente tese está estruturada em dois capítulos com os seguintes objetivos: 1) estimar a biotransformação de ATZ via GST em camarão e peixes de ambiente contaminado e cativeiro (referência), utilizando três abordagens: ensaio cinético da GST com substrato de amplo espectro (CDNB), ensaio cinético competitivo entre CDNB e ATZ e ensaio cinético de decaímento da ATZ, analisada por cromatografia líquida e espectrometria de massa em tandem (LC-MS/MS); e 2) avaliar efeitos da exposição à ATZ sobre os parâmetros de qualidade espermática e na regulação transcricional de genes-alvo relacionados a estes parâmetros em peixe-zebra (Danio rerio). Para o primeiro capítulo, foram utilizados extratos citosólicos de brânquia e hepatopâncreas de camarão Litopenaeus vannamei e brânquia e fígado de peixe Poecilia vivipara. Ensaios cinéticos com variações nas concentrações de CDNB e ATZ foram realizados a fim de construir gráficos de Lineweaver-Burk que permitiram inferir que a inibição causada pela ATZ era do tipo competitivo. A atividade basal estimada por ensaio cinético com CDNB sugeriu maior capacidade de detoxificação via GST em peixe que em crustáceo, maior em fígado que em brânquias e maior em peixe de local contaminado que de cativeiro. Padrões similares foram encontrados quando foi avaliado o decaimento da ATZ por LC-MS/MS. Por outro lado, a capacidade de biotransformação estimada pelo ensaio competitivo, utilizando CDNB e ATZ como substratos de competição, sugere maior atividade de GST com afinidade por ATZ em crustáceo que em peixe, e maior em peixes de cativeiro que de local contaminado. Aparentemente, os dois primeiros ensaios citados, foram mais apropriados para indicar a capacidade de biotransformação do que o ensaio competitivo. A inespecificidade do ensaio competitivo utilizado pode ter relação com a presença de diferentes isoformas de GST nas matrizes biológicas testadas. Para o segundo objetivo, peixes D. rerio foram expostos as concentrações nominais de ATZ de 0, 2, 10 e 100 µg.L-1 durante 11 dias. As concentrações de 2, 10 e 100 µg.L-1 ATZ testados causaram diminuição em diversos parâmetros espermáticos, como motilidade, funcionalidade mitocondrial e integridade de membrana, em relação ao grupo controle, porém não houve efeito na integridade do DNA. A repressão da expressão de genes relacionados da espermatogênese (SRD5A2 e CFTR) e proteção celular (SOD2, GPX, XPC) em gônadas de grupos expostos à ATZ sugerem que a ATZ afeta as vias gametogênicas e de proteção na gônada, podendo ser uma das possíveis causas para a redução da qualidade espermática. No fígado, a ATZ ativou a expressão de genes de detoxificação e antioxidante (CYP1A, GSTP e SOD2). Fatores de transcrição tais como AHR e NF-B, podem estar sendo ativados pela presença da ATZ e seus produtos oxidativos, e podem representar possíveis mecanismos de regulação transcricional envolvidos nestas respostas. Em suma, o presente estudo sugere que a capacidade de biotransformação de ATZ via GST é espécie-específica, órgão-específica e maior em peixes que habitam ambiente contaminado. Também sugere que concentrações ambientalmente relevantes de ATZ causam efeitos significativos ao nível reprodutivo em peixes macho, e que estes efeitos podem estar associados à regulação transcricional de genes-chave associados à espermatogênese e proteção celular.
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    Efeitos da Superexpressão do Hormônio de Crescimento (GH) e seu Receptor (GHR) Sobre as Respostas ao Ciclo Claro-Escuro em Zebrafish (Danio rerio)..”
    (2013) Cruz, Bruno Pinto; Nery, Luiz Eduardo Maia
    O sistema circadiano de zebrafish (Danio rerio), também conhecido por paulistinha, pode ser ajustado por uma série de pistas ambientais tais como temperatura, disponibilidade de alimento e, principalmente, a luz. Nesta espécie, diferentes padrões de atividade comportamental em resposta a diferentes Zeitgebers já foram documentados, além de diferentes padrões de expressão de genes envolvidos nas alças de retroalimentação do sistemas circadianos em diferentes tecidos. No presente estudo, foi verificado se animais geneticamente modificados, superexpressando o hormônio de crescimento (GH), o seu receptor (GHR) ou ambos no mesmo indivíduo (GH/GHR), estariam sofrendo alterações na resposta à luz, o principal Zeitgeber para paulistinha, tanto em nível molecular, através da verificação dos níveis de expressão dos genes do relógio em tecido muscular esquelético, quanto em nível comportamental, através da avaliação do comportamento de atividade locomotora ao longo do ciclo claro-escuro. Os animais GH e GHR-transgênicos apresentaram diminuição na expressão dos parálogos do gene clock, na alça positiva, e do gene per, na alça negativa, em geral nos horários em que estudos prévios demonstraram seus picos de expressão. Estas diferenças apontam para uma possível diminuição da amplitude na expressão destes genes ao longo do ciclo claro-escuro. Além disso, ensaios comportamentais submetendo animais à fotoperíodo 12C:12E e a pulsos de luz no meio da fase escura revelaram uma atividade locomotora mais elevada durante o período de descanso dos animais GH/GHR-transgênicos com conseqüente diminuição da amplitude desta característica comportamental ao longo do ciclo claro-escuro. Este fator evidencia, também, um possível efeito sinérgico de ambos, o excesso de GH e seu receptor, quando superexpressos em um mesmo indivíduo. O presente estudo demonstrou que estes animais apresentam alterações, tanto em nível molecular quanto em nível comportamental, provavelmente devido à uma ação direta do GH sobre o metabolismo destes animais ou sobre as vias de sinalização que controlam a expressão de genes do sistema circadiano, fazendo com que a resposta a luz esteja comprometida.
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    Análise da expressão gênica e transcriptômica em Hyphessobrycon luetkenii na área de influência das Minas do Camaquã (Caçapava do Sul, RS) como indicador adaptativo frente à contaminação por metais
    (2018) Abril, Sandra Isabel Moreno; Bianchini, Adalto
    A atividade de mineração do cobre nas Minas do Camaquã (Caçapava do Sul, RS) ocorreu por mais de um século (~1870-1996) e promoveu o aporte de misturas complexas de metais em altas concentrações para o Arroio João Dias. Portanto, as espécies que habitam este ambiente têm sido submetidas por gerações à influência dos resíduos da mineração. Atualmente, altos níveis de metais ainda são detectados nas águas do Arroio João Dias, onde habita o lambari Hyphessobrycon luetkenii. Devido à presença de diversos agrupamentos deste peixe tanto em áreas contaminadas quanto em áreas não contaminadas do Arroio João Dias, o presente estudo teve como objetivo identificar mecanismos de regulação transcripcional relacionados com o estabelecimento e a tolerância a metais de H. luetkenii, através de experimentos de translocação. Os resultados obtidos evidenciam que os agrupamentos que habitam naturalmente locais contaminados e não contaminados do Arroio João Dias apresentam diferenças nos níveis basais de expressão de diversos genes. Estes resultados demonstram ainda que muitos dos genes relacionados com o equilíbrio iônico e metabolismo de esteroides, apresentaram diferenças e foram regulados ativamente nos grupos de peixes translocados (Capítulo 3). Por outro lado, a análise temporal da expressão de genes relacionados com o metabolismo de Cobre em diversos tecidos permitiu se ter uma visão mais sistêmica dos processos regulatórios envolvidos (Capítulos 1 e 2), facilitando assim a compreensão destes processos em um nível organísmico. Considerando o conjunto dos resultados obtidos, pode-se inferir que a plasticidade fenotípica e os mecanismos regulatórios em nível transcripcional estão implicados na sobrevivência e no sucesso ecológico de H. luetkenii em ambientes historicamente contaminados por misturas de metais.