How does increasing temperature affect the toxicity of bisphenol A on Cryptomonas ovata and its consumer Daphnia magna?

Abstract

The global rise in plastic production has led to significant plastic deposition in aquatic ecosystems, releasing chemical compounds as plastics degrade. Among these, bisphenol A (BPA) is a major global concern due to its endocrine-disrupting effects and widespread presence in aquatic environments. Furthermore, the toxicity of BPA on aquatic organisms can be modulated by global change stressors such as temperature, which plays an essential role in the metabolism of organisms, including the degradation and accumulation of toxic compounds. In this study, we aimed to understand how temperature can modulate the toxic effect of BPA on a phytoplankton species (Cryptomonas ovata) and how this effect can be transferred to its herbivorous consumer (Daphnia magna). To do this, we first determined the sensitivity of C. ovata over a BPA gradient (0–10 mg L−1). Subsequently, we experimentally determined how the increase in temperature (+5ºC) could modify the toxic effect of BPA on the physiology, metabolism and growth of the phytoplankton. Finally, we investigated how this effect transferred to the growth rate of D. magna through food. Our results show a negative effect of BPA on C. ovata from 5 mg BPA L−1, affecting its photosynthetic yield of photosystem II, net primary production, respiration, and growth. This effect was accelerated when the temperature was higher. Additionally, the growth rate of D. magna also decreased when fed on C. ovata grown in the presence of BPA and high temperature. Our results indicate that high temperature can accelerate the toxic effects of BPA on organisms located at the base of the food web and this effect could be transferred to higher levels through food.

El aumento global en la producción de plásticos ha llevado a una significativa deposición de plásticos en los ecosistemas acuáticos, liberando compuestos químicos a medida que los plásticos se degradan. Entre estos, el bisfenol A (BPA) es una gran preocupación a nivel mundial debido a sus efectos como disruptor endocrino y su presencia generalizada en ambientes acuáticos. Además, la toxicidad del BPA en los organismos acuáticos puede verse modulada por estresores del cambio global, como la temperatura, que juega un papel esencial en el metabolismo de los organismos, incluyendo la degradación y acumulación de compuestos tóxicos. En este estudio, nuestro objetivo fue comprender cómo la temperatura puede modular el efecto tóxico del BPA en una especie de fitoplancton (Cryptomonas ovata) y cómo este efecto puede transferirse a su consumidor herbívoro (Daphnia magna). Para ello, primero determinamos la sensibilidad de C. ovata a lo largo de un gradiente de BPA (0–10 mg L−1). Posteriormente, determinamos experimentalmente cómo el aumento de temperatura (+5ºC) podría modificar el efecto tóxico del BPA en la fisiología, el metabolismo y el crecimiento del fitoplancton. Finalmente, investigamos cómo este efecto se transfería a la tasa de crecimiento de D. magna a través de la alimentación. Nuestros resultados muestran un efecto negativo del BPA en C. ovata a partir de 5 mg de BPA L−1, afectando su rendimiento fotosintético del fotosistema II, la producción primaria neta, la respiración y el crecimiento. Este efecto se aceleró cuando la temperatura era más alta. Además, la tasa de crecimiento de D. magna también disminuyó cuando se alimentó de C. ovata cultivada en presencia de BPA y altas temperaturas. Nuestros resultados indican que las altas temperaturas pueden acelerar los efectos tóxicos del BPA en los organismos situados en la base de la cadena alimentaria, y este efecto podría transferirse a niveles superiores a través de la alimentación.