Physiological response of Lunularia cruciata (phylum Marchantiophyta) to the presence of anthracene polycyclic aromatic hydrocarbon

Abstract

Background and aims: Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are ubiquitous, persistent, toxic and bioaccumulative pollutants, generated from the incomplete combustion of organic matter. In vascular plants, PAHs cause a decrease in biomass, alter the phenotype and inhibit photosynthesis. There is currently little information about their effect on bryophytes (sensu lato). Within this group, Lunularia cruciata (phylum Marchantiophyta) can colonize environments with anthropic impact and could be used as a bioindicator for potentially toxic constituents. The objective of this work was to study the morphological and physiological changes of L. cruciata exposed to anthracene, to determine its possible role as an indicator organism. M&M: The plant was exposed to different concentrations of anthracene and germination percentage of gemma was evaluated, along with growth, bioaccumulation and chlorophyll content determined in thallus. Results & Conclusions: Anthracene did not affect gemma germination, although it caused a “rosette” morphology and decreased thallus growth. On the other hand, it was observed that L. cruciata accumulated anthracene in cell walls. Anthracene did not affect the total chlorophyll content, although the ratio of chlorophylls a and b varied, with chlorophyll a decreasing and chlorophyll b increasing. This could cause a decrease in photosynthetic yield, leading to reduced plant growth. The results demonstrated that this species is tolerant to anthracene and could be used as bioindicator of PAHs

Introducción y objetivos: Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) son contaminantes ubicuos, persistentes, tóxicos y bioacumulables, generados de la combustión incompleta de la materia orgánica. En plantas vasculares los HAPs causan disminución de la biomasa, alteran el fenotipo e inhiben la fotosíntesis. Actualmente hay poca información acerca de su efecto en las briofitas (sensu lato). Dentro de este grupo, la especie Lunularia cruciata (phylum Marchantiophyta) puede colonizar ambientes con impacto antrópico y es utilizada como bioindicadora de metales pesados. El objetivo de este trabajo fue estudiar los cambios morfológicos y fisiológicos de L. cruciata expuesta al antraceno, para determinar su posible rol como organismo indicador del contaminante. M&M: Se expuso a esta especie a diferentes concentraciones de antraceno y se evaluó el porcentaje de germinación de las gemas. Además, se determinó en el talo la morfología, crecimiento, bioacumulación y contenido de clorofila. Resultados & Conclusiones: Se encontró que el antraceno no afectó la germinación de gemas, sin embargo, provocó una morfología “arrosetada” y una disminución del crecimiento en el talo. Por otra parte, se observó que esta especie es capaz de acumular antraceno en la pared celular. El contaminante no afectó el contenido total de clorofila, aunque la relación de clorofilas a y b varió, con una disminución de la clorofila a y un aumento de la clorofila b. Esto podría causar una disminución del rendimiento fotosintético, provocando la reducción del crecimiento de las plantas. Los resultados demuestran que esta especie es tolerante al antraceno y podría ser bioindicadora de HAPs.