Effect of glyphosate and ciprofloxacin exposure on enteric bacteria of tadpoles

Abstract

La alta carga de agroquímicos y antibióticos en los ambientes acuáticos y los agroecosistemas representa un riesgo para la vida silvestre. Dado que la microbiota intestinal juega un papel fundamental en el funcionamiento de su hospedador y es sensible a una amplia variedad de contaminantes, su estudio permite evaluar la salud de los organismos. En este trabajo estudiamos los efectos de formulaciones comerciales de un herbicida a base de glifosato (GBH) y del antibiótico ciprofloxacina (CIP), por separado y en mezcla, sobre la diversidad de bacterias intestinales de renacuajos del sapo común (Rhinella arenarum). El estudio de la diversidad de bacterias entéricas cultivables de rápido crecimiento y bajo requerimiento nutricional se llevó a cabo utilizando pruebas microbiológicas clásicas e identificación por espectrometría de masas de tiempo de vuelo por desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI-TOF). La microbiota entérica fue diferente según el tratamiento. El GBH indujo un aumento de la diversidad bacteriana, mientras que la CIP produjo una reducción. Entre estos cambios, destaca la presencia de Yersinia spp. y Proteus spp. solo en el tratamiento con GBH. Además, en el tratamiento GBH-CIP se encontró una disminución en la prevalencia de Klebsiella spp. y Pseudomonas spp. en la microbiota intestinal de los renacuajos. Este es el primer informe sobre la alteración del contenido bacteriano intestinal de renacuajos de R. arenarum producido por dos contaminantes emergentes de preocupación. Demostramos que el renacuajo del sapo común se puede utilizar como un organismo modelo no convencional para el monitoreo de la contaminación ambiental. Estos hallazgos constituyen el primer paso para comprender cómo la presencia de GBH y CIP en aguas dulces puede representar una amenaza para la vida silvestre y la salud humana a través de la disbiosis entérica asociada al efecto sobre la comunidad bacteriana.

The high load of agrochemicals and antibiotics present in agricultural aquatic environments represents a risk for wildlife. Since enteric bacteria, which play a key role in the physiological functioning of their hosts, are sensitive to a wide variety of pollutants, their study allows to evaluate the health of organisms. This study aimed to evaluate the effects of commercial formulations of a glyphosate-based herbicide (GBH) and the antibiotic ciprofloxacin (CIP), individually and in mixture, on the bacterial diversity of the intestinal content of common toad (Rhinella arenarum) tadpoles. The diversity of cultivable fast-growing bacteria with low nutritional requirements was evaluated using classic microbiological tests and matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry identification. Bacterial diversity varied among treatments. Taxa diversity increased in the GBH-treated group but decreased in the CIP-treated group. Remarkably, Yersinia spp. and Proteus spp. were only found in the GBH-treated group. The prevalence of Klebsiella spp. and Pseudomonas spp. decreased in the intestinal microbiota of the GBH-CIP-treated group. To our knowledge, this is the first report on the alteration of cultivable enteric bacteria of autochthonous tadpoles due to two pollutants of emerging concern. Our results demonstrate that R. arenarum tadpoles can be used as non-conventional model organisms for environmental pollution monitoring. Our preliminary findings would contribute to understanding how the presence of GBH and CIP in freshwaters may represent a threat to wildlife and human health by causing enteric dysbiosis of part of the bacterial community.