Testes rápidos de resistência da madeira à biodegradação por crustáceos chatos da madeira marinha
Summary
Este protocolo apresenta um método para avaliar a taxa de alimentação do crustáceo chato de madeira, Limnoria, medindo a produção de pelotas fecais. Este método foi projetado para uso em laboratórios não especializados e tem potencial para incorporação em protocolos de teste padrão, para avaliar a maior durabilidade da madeira em condições marinhas.
Abstract
Invertebrados chatos de madeira destroem rapidamente madeiras marinhas e infraestrutura costeira de madeira, causando bilhões de dólares de danos em todo o mundo todos os anos. Como os tratamentos de madeira com biocidas de amplo espectro, como creosote e arsênio de cobre cromado (CCA), são agora restritos no uso marinho pela legislação, espécies de madeira naturalmente duráveis e novos métodos de preservação da madeira são necessários. Esses métodos passam por testes para atender às normas regulamentares, como o padrão europeu para testar conservantes de madeira contra borers marinhos, EN 275. A investigação inicial de espécies de madeira duráveis ou tratamentos de conservantes de madeira pode ser realizada de forma rápida e barata através de testes laboratoriais, o que oferece muitas vantagens sobre ensaios de campo marinho que são tipicamente caros, esforços de longo prazo. Muitas espécies de Limnoria (gribble) são crustáceos chatos de madeira marinha. A limnoria é ideal para uso em testes laboratoriais de biodegradação de madeira por borers de madeira marinha, devido à praticidade de criá-los em aquário e à facilidade de medir suas taxas de alimentação em madeira. Aqui, descrevemos um teste laboratorial padronizado para avaliar a biodegradação de madeira usando gribble.
Introduction
Os borers de madeira podem causar danos extensivos às estruturas de madeira marinha, como defesas marítimas, píeres e estruturas de aquicultura; a substituição ou restauração da qual custa bilhões de dólares por ano em todo o mundo1,2,3. Para proteger essas estruturas, a madeira é frequentemente tratada para reduzir a biodegradação. No entanto, devido à restrição do uso de biocidas de amplo espectro na Austrália, UE, Reino Unido e EUA, no ambiente marinho, novas técnicas de modificação e espécies de madeira que são naturalmente duráveis aos borers são procuradas 4,5,6,7. Novas técnicas para a preservação da madeira no ambiente marinho exigem testes minuciosos para atender às normas regulamentares e limitar os impactos ambientais de riscos como o lixiviação de qualquer conservante químico. Por exemplo, o padrão europeu, EN 275, que é o padrão europeu atual a partir de 1992, é usado para avaliar tratamentos de preservação da madeira contra danos de madeira marinha 8,9. Essa norma, juntamente com outras legislações contra o uso de compostos biocidas, como CCA4,5,6,7 e creosote10, necessita de métodos sustentáveis e não tóxicos de proteção da madeira e uso de espécies de madeira naturalmente duráveis para substituir tratamentos biocidas11,12 . Ensaios marinhos, como os especificados na EN 275, exigem longos períodos de exposição e, portanto, são caros e lentos para produzir resultados significativos. Os testes laboratoriais, no entanto, fornecem uma alternativa muito mais rápida para testar métodos de preservação de produtos madeireiros contra ataque de madeira marinha, permitindo uma avaliação rápida dos ajustes nos horários de tratamento13. Os resultados deste rápido experimento laboratorial são projetados para informar novos processos de modificação da madeira e identificar espécies de madeira com durabilidade natural para danos de borer. Uma baixa taxa de alimentação e vitalidade podem indicar maior resistência em produtos potenciais e essas informações podem então ser devolvidas aos parceiros do setor para permitir que eles melhorem os projetos. Nosso método permite uma resposta ágil e rápida, que é desejável na indústria, e uma vez que produtos promissores foram identificados, os resultados podem ser complementados com os de ensaios marinhos.
Gribbles (Limnoria) é um gênero de crustáceo isópode na família Limnoriidae. Existem mais de 60 espécies de Limnoria em todo o mundo13,14,15, com três espécies comuns encontradas no Reino Unido, Limnoria lignorum, Limnoria tripunctata e Limnoria quadripunctata16. Eles carregavam túneis na superfície da madeira que está submersa na água do mar, muitas vezes causando danos economicamente significativos. Os gribbles são altamente abundantes em águas costeiras do Reino Unido e são fáceis de manter em condições laboratoriais, tornando-os organismos ideais para o estudo da biodegradação de madeira por invertebrados chatos à madeira marinha. Avaliar as taxas de alimentação e vitalidade dos gribbles em diferentes espécies de madeira e métodos de preservação da madeira pode determinar a eficácia de sua resistência à biodegradação. O protocolo a seguir estabelece um método padrão para medir as taxas de alimentação de gribble, desenvolvido a partir do descrito por Borges e seus colegas12,17, além de agilizar a introdução da análise de imagem para tornar o processo operável em laboratórios não especializados. A análise de imagem também é usada para reduzir as limitações práticas de contagem manual de grandes amostras. A durabilidade nos testes marítimos de longo prazo, de acordo com o Padrão Britânico EN350-1:1994, são classificados em referência a Pinus sylvestris sapwood18. Nos testes laboratoriais de curto prazo apresentados aqui, usamos o pinheiro escocês (Pinus sylvestris L) como controle para testar a madeira da espécie ekki (Lophira alata Banks ex C.F Gaertn), faia (Fagus sylvatica L), castanha doce (Castanea sativa Mill) e terpentina (Syncarpia glomulifera (Sm.) Nied). A produção média de pelotas fecais e a vitalidade entre oito réplicas por espécie de madeira foram utilizadas como indicador de durabilidade. Fornecemos dados ilustrativos coletados de uma avaliação típica, usando as espécies de gribble Limnoria quadripunctata e uma gama de espécies de madeira naturalmente duráveis. Limnoria quadripunctata, identificada pelas chaves fornecidas por Menzies (1951), foi selecionada como a espécie ideal para ensaios de biodegradação devido ao fato de ser o membro mais bem estudado da família e é bem estabelecida como uma espécie modelo para uso em ensaios de biodegradação. Este protocolo também é aplicável para testar madeiras de diferentes tratamentos, embora o controle utilizado deva ser replicações não tratadas da mesma espécie.
Protocol
Representative Results
Discussion
Antes de selecionar espécimes de gribble para serem usados no experimento de alimentação, os indivíduos devem ser examinados para avaliar sua adequação. Pode haver alguma variação na taxa de alimentação entre os indivíduos devido a diferenças de tamanho, por isso apenas espécimes adultos adultos totalmente crescidos devem ser selecionados. Não foi detectada diferença significativa entre a taxa de alimentação dos indivíduos entre 1,5 mm e 3 mm de comprimento por Borges et al., 200917</…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Obrigado ao Conselho de Pesquisa da Noruega (Fundo Regional de Oslo, Alcofur rffofjor 269707) e à Universidade de Portsmouth (Faculdade de Ciências de Pesquisa em Pesquisa) por fornecer financiamento para os estudos de Lucy Martin. Além disso, para Gervais S. Sawyer que forneceu a madeira usada para gerar os resultados representativos. A terpentina foi fornecida pelo Prof. Philip Evans da Universidade da Colúmbia Britânica.
Materials
| 12-well cell culture plates | ThermoFisher Scientific | 150200 | |
| 50ml Falcon tubes | Fisher Scientific | 14-432-22 | |
| Adjustable volume pipette | Fisher Scientific | FBE10000 | 1-10 ml |
| Beech | G. Sawyer (consultant in timber technology) | Fagus sylvatica | Taxonomic authority: L |
| Ekki | G. Sawyer (consultant in timber technology) | Lophira alata | Taxonomic authority: Banks ex C. F. Gaertn. |
| Forceps | Fisher Scientific | 10098140 | |
| Incubator | LMS LTD | INC5009 | |
| Microporous specimen capsules | Electron Microscopy Sciences | 70187-20 | |
| Petri dish | Fisher Scientific | FB0875713 | |
| Scots Pine | G. Sawyer (consultant in timber technology) | Pinus sylvestris | Taxonomic authority: L. |
| Size 00000 paintbrush | Hobby Craft | 5674331001 | Size 000 or 0000 also acceptable |
| Sweet Chestnut | G. Sawyer (consultant in timber technology) | Castanea sativa | Taxonomic authority: Mill |
| Turpentine | P. Evans (Professor, Dept. Wood Science, University of British Columbia) | Syncarpia glomulifera | Taxonomic authority: (Sm.) Nied. |
| Vacuum desiccator | Fisher Scientific | 15544635 |
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