Exposure Assessment of Metals in Cave Dwelling Bats

Abstract

Populações de morcegos estão em declínio pelo mundo. As principais razões desse declínio foram atribuídas à influência antrópica, incluindo alterações climáticas, urbanização, atividades agrícolas e industriais. As atividades humanas causam o deslocamento das colónias de morcegos de cavernas e outras de outros abrigos naturais para minas abandonadas. Devido a isso, as minas tornaram-se áreas de interesse para a conservação de morcegos cavernícolas em todo o mundo. As bem documentadas propriedades persistentes dos metais em todos os compartimentos ambientais (bióticos e abióticos) podem comprometer as espécies que vivem nas minas, mesmo após o término das operações de extração. Assim, o objetivo deste estudo é entender se morcegos que habitam em minas abandonadas estão expostos a metais. Amostras não invasivas de pelo, membrana alar e guano de 140 indivíduos de quatro espécies de morcegos insetívoros e cavernícolas (R. ferrumequinum, R. euryale, R. hipposideros e M. schreibersii) foram coletadas em quatro minas abandonadas de extração de metais na região Norte e Centro de Portugal. Estas minas são utilizadas como locais de hibernação para as espécies de morcegos estudadas. Adicionalmente, amostras de solo, rocha e água foram também coletadas de cada mina para avaliar as possíveis vias de exposição. As amostras foram avaliadas em termos das concentrações de 13 metais essenciais e não essenciais (As, Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Se, Zn, Sn e W) usando ICP-MS. Elevadas concentrações de metais foram encontradas nas quatro espécies de morcegos, tanto na membrana alar como no pelo, confirmando sua exposição aos metais. Concentrações mais altas foram encontradas na membrana alar do que no pelo. Foram encontradas diferenças entre M. schreibersii e as restantes espécies estudadas, com esta espécie a apresentar as maiores concentrações de metais. As diferenças entre as espécies podem ser explicadas pelas diferenças no comportamento de alimentar e no uso do habitat, ligadas às áreas urbanas e ao conteúdo de metais encontrados no solo. No entanto, os resultados não permitiram identificar as vias de exposições de forma conclusiva. Em comparação com outros estudos, as concentrações encontradas em morcegos cavernícolas foram maiores do que nas espécies de morcegos com outras preferências em termos de locais de hibernação e reprodução. Os resultados reforçam a importância da monitorização de metais em espécies cavernícolas que utilizam minas como abrigo, uma vez que exposição a metais constitui um risco potencial para estas espécies de morcegos.

Bat populations seem to be decreasing all over the world. The main reasons for the decline have been attributed to anthropogenic influence, including climate change, urbanization, agricultural and industrial activities. Human activities cause the displacement of colonies from caves and other natural roosting areas into abandoned mines. Due to this, mines have become areas of interest for the conservation of cave-dwelling bats worldwide. The well documented persistent properties of metals in all environmental compartments (both biotic and abiotic), might compromise the biota living in mines even after operations have ceased. Thus, the aim of this study is to understand if cave-dwelling bats roosting in abandoned mines are being expose to metals. Non-invasive samples of fur, wing, and guano, of 140 individuals of four species of insectivorous cave-dwelling bats (R. ferrumequinum, R. euryale, R. hipposideros, and M. schreibersii) were collected on four abandoned metal mines in the north and center of Portugal, used as hibernation roosting sites for the species. Samples of soil, rock, and water were also collected from each mine to understand the origin of the exposure. The samples were evaluated in terms of the concentration of 13 essential and non-essential metals (As, Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Se, Zn, Sn and W) using ICP-MS spectrophotometer. Metal concentrations were found in the four bat species in both wing and fur, confirming their exposure to the metals, with general higher concentrations found in wing membrane. Differences were found between M. schreibersii and the other bat species studied, with this species presenting the biggest metal concentrations. The differences between species might be explained by differences in foraging behavior and habitat use, linked to anthropogenic activities and metal content found in the environmental compartments. However, was not possible to identify clearly the routes of exposures present. In comparison with other studies, the concentrations found in cave-dwelling bats were higher than in bat species that have other behaviors and preference in terms of roosting sites. The results reinforce the importance of monitoring metals in species roosting in mines, since exposure to metals might constitute a potential risk for cave-dwelling bats.