Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Estuaries and coastal zones are affected by different types of anthropogenic influences derived from harbour activities, industrial and agriculture discharge. Two mangrove areas in two estuarine ecosystems: Bay of Vitória and Santa Cruz in the State of Espírito Santo, Brazil, with different levels of contamination by metals were evaluated to identify the origin and transfer of the metals and metalloids, through the trophic chain to a top-chain organism (the fish, Centropomus parallelus). The concentrations of metals and metalloids were analyzed in the abiotic matrix (sediment, interstitial water, surface water and bottom water) and biotic (samples of plankton and shrimp) to determine the biomagnification of these pollutants along the trophic chain and their origin was determined using isotopic correlations (carbon, nitrogen and lead). At the same time, metal and metalloid concentrations in gills, muscles, liver and kidney of C. parallelus, as well as biochemical biomarkers of exposure and effect in these organs were evaluated. Ultrastructural analyzes were performed on gills, muscles, liver, gonad and kidney of C. parallelus to evaluate metals internalization and subcellular localization. Linear regression was performed for metal accumulated data for all food web to evaluate biomagnification, biodilution or non-interference of the trophic chain in the accumulation of the different metals evaluated. Stable isotope results are interpreted using a new algorithm (K-means; machine learning) to integrate data from the origin and transfer trough the food web; Multivariate statistical analysis were performed to integrate physical, chemical and biological data for C. parallelus tissues. Results of δ13C and δ15N confirmed plankton and trees as the base of the food web; indicated the crab, shrimp and oyster as intermediate levels, and the fish, C. parallelus, was confirmed as the top of the food web. δ15N also indicated different anthropic impacts in the estuaries, with Bay of Victory being impacted by fertilizers. The 87Sr / 86So isotopic ratio showed a highlight influence of marine water on the ecosystems. The lead fingerprint suggests that the atmospheric particulate material is the source of metal contamination in the ecosystems, being strongly influenced by metallurgical activities. The plant-crab-fish trophic chain presented higher biomagnification potential, while biodilution was more observed in the plankton-shrimp-fish and plankton-oyster trophic chains. Ultrastructural analysis of the abiotic and tissues samples of C. parallelus showed the internalization of metallic nanoparticles in cellular structures (vesicles; nucleus) of all organs analyzed. Nanocrystallographic analyzes shown that metallic nanoparticles found were compatible with those found in atmospheric particulate matter. Biomarkers data corroborate as ultrastructural analyzes, suggesting that metal accumulated cannot be all available. Responses and/or absence of them in a given organ show specific sensitivity of organs and tissues to the accumulation of metals. Metal levels in the gills indicate water contamination and decreased organ sensitivity in most metals; muscle was the least reactive tissue. Biochemical responses suggested that the route of metal elimination is through the gills and kidney. Hepatopancreas and kidneys are important organs of detoxification, being C. Parallelus able to support as environmental conditions, however, imposed with energy expenditure that can influence a growth rate and reproduction processes of this species. Estuários e zonas costeiras são afetados por diferentes tipos de influências antrópicas derivadas de atividades portuárias, efluentes industriais e agrícolas. Duas áreas de manguezal em dois ecossistemas estuarinos: Baía de Vitória e Santa Cruz no Estado do Espírito Santo, Brasil, com diferentes níveis de contaminação por metais foram avaliadas para identificar a origem e transferência dos metais e metaloides, via cadeia trófica, a um organismo de topo de cadeia (o peixe, Centropomus parallelus). As concentrações de metais e metaloides foram analisadas nas matrizes abióticas (sedimento, água intersticial, água superficial e água de fundo) e bióticas (amostras de plâncton e camarão) para determinar a biomagnificação desses poluentes ao longo da cadeia trófica e a sua origem foi determinada via correlações isotópicas (carbono, nitrogênio e chumbo). Concomitantemente, as concentrações de metais e metaloides em brânquias, músculos, fígado e rim de C. parallelus, bem como biomarcadores bioquímicos de exposição e efeito nesses órgãos foram avaliados. Análises ultraestruturais foram realizadas em brânquias, músculos, fígado, gônada e rim de C. parallelus para avaliar a internalização e localização subcelular dos metais acumulados. Foi realizada regressão linear para os dados de metais acumulados dos diferentes indíviduos da cadeia trófica para avaliar a biomagnificação, biodiluição ou a não interferência da cadeia trófica na acumulação dos diferentes metais avaliados. Resultados dos isótopos estáveis foram interpretados com auxílio de um algoritmo criado (K-means; aprendizado de máquinas) para integrar dados da origem e transferência via cadeia trófica; Análise estatística multivariada foi aplicada na integração de dados físicos, químicos e biológicos avaliados em tecidos de C. parallelus. Resultados δ13C e δ15N estabelecem a estrutura da teia alimentar, confirmando o planctôn e as plantas de manguezal como base da cadeia, caranguejo e, camarão e ostra como níveis intermediários e o peixe, C parallelus, como o topo desta teia alimentar. Dados de δ15N indicaram diferentes impactos antrópicos nos estuários, sendo Baía de Vitória provavelmente impactada por fertilizantes. A razão isotópica 87Sr/86Sr mostrou a influência marcante da água marinha neste ecossistema e em toda a cadeia trófica. A digital isotópica de chumbo sugere que o material particulado atmosférico é a fonte de contaminação de metais nestes ecossistemas, sendo fortemente influenciado por atividades metalúrgicas. A cadeia trófica planta-caranguejo-peixe apresentou maior potencial de biomagnificação, enquanto que a biodiluição foi mais observada nas cadeias planctôn-camarão-peixe e planctôn-ostra. Análises ultraestruturais das amostras abióticas e tecidos de C. parallelus mostraram a internalização de nanopartículas metálicas em estruturas celulares (vesículas, núcleo) de todos os órgãos analisados. Análises nanocristalográficas mostraram que as nanoparticulas metálicas eram compatíveis com às encontradas no material particulado. Dados de biomarcadores corroboram as análises ultraestruturais, sugerindo que os metais compartimentalizados podem não estar biodisponíveis. As respostas e/ou a ausência deles em um determinado órgão mostram sensibilidade específica de órgãos e tecidos à acumulação de metais. Os níveis de metais nas brânquias indicam a contaminação da água e menor sensibilidade deste órgão para a maioria dos metais; sendo o músculo o tecido menos reativo. As respostas bioquímicas sugeriram que a via de eliminação de metal é através das brânquias e rim. O hepatopâncreas e os rins são importantes órgãos de desintoxicação, sendo C. Parallelus capaz de suportar as condições ambientais, no entanto, provavelmente com gasto energético que pode influenciar a taxa de crescimento e os processos de reprodução desta espécie. FAPESP: 2014/0832-3 FAPESP: BEPE 2015/05258-1