Descontaminación de suelos mediante el uso de plantas transgénicas

La modificación genética, ya sea de animales o de plantas, sigue generando polémica y opiniones diversas con mayor o menor fundamento científico. Entre las diversas aplicaciones tanto en beneficio del ser humano como del medio ambiente, vamos a hablar de una aplicación poco conocida de los transgénicos que se basa en su capacidad para descontaminar el medio ambiente.

Una de las aplicaciones de la biotecnología vegetal más conocidas hoy en día es la modificación de plantas para el uso agrícola para que sean resistentes a insectos o puedan tolerar ciertos herbicidas. Un ejemplo de estos cultivos modificados mediante la ingeniería genética serían las plantas “Roundup Ready”, las cuales toleran al herbicida “Roundup” (glifosato). Otra utilidad de las plantas modificadas genéticamente es la biorremediación, que es un proceso en el que se utilizan seres vivos (o alguna de sus partes o productos) para la recuperación de una zona terrestre o acuática contaminada. Hay dos tipos de biorremediación:

  • in situ: mediante bioestimulación añadiendo nutrientes al medio contaminado, o mediante bioincremento, aportando al medio contaminado microorganismos para que lo degraden.
  • ex situ: se transporta el contaminante a plantas de procesamiento para su degradación por microorganismos especializados.

Una de las líneas de la biorremediación es la fitorremediación, que consiste en la utilización de las plantas y de los microorganismos asociados a las mismas con fines de descontaminación del medio ambiente (Bey, 2010). Las plantas son organismos autótrofos, sintetizan compuestos orgánicos usando como fuente de carbono el  y absorbiendo agua con compuestos minerales, nitrógeno y otros nutrientes del medio a través de las raíces. Debido a la contaminación del medio ambiente, las plantas absorben también compuestos tóxicos, por lo que han ido generando mecanismos de detoxificación que les permiten sobrevivir en ambientes adversos (Bey, 2010).

Esta técnica de biorremediación permite descontaminar de manera eficiente compuestos tóxicos orgánicos e inorgánicos. Los contaminantes orgánicos son producidos mayoritariamente por el hombre como consecuencia de derrames (combustibles), actividades industriales (desechos químicos y petroquímicos) o actividades militares y agrícolas (Bey, 2010). Algunos ejemplos de compuestos orgánicos que han sido degradados de manera eficiente mediante la biorremediación son herbicidas como la atrazina o hidrocarburos derivados del petróleo (gasolina, benceno, tolueno, etc), entre muchos otros. Estos son relativamente menos tóxicos que los contaminantes orgánicos ya que son reactivos y no se acumulan.

Los compuestos inorgánicos no pueden ser degradados por las plantas, pero pueden acumularse en las partes cosechables de las mismas (Bey, 2010). Un ejemplo de estos contaminantes es el Mercurio (Hg), una de las sustancias más tóxicas. La forma más volátil es el óxido de mercurio (HgO), que puede oxidarse con el ozono atmosférico en presencia de agua para dar la forma divalente reactiva Hg2+. Esta forma puede reaccionar con compuestos orgánicos para dar lugar a organomercuriales, los cuales son potentes tóxicos para el sistema nervioso, del riñón y del hígado en animales superiores (incluidos humanos). Es importante señalar que, al ser un contaminante bioacumulable, la concentración de mercurio en los organismos va aumentando a medida que se asciende en los diferentes niveles de la cadena trófica (biomagnificación).

La eliminación de este compuesto se consigue mediante operones mer (estructuras génicas que codifican genes que protegen a determinados microorganismos de la contaminación por mercurio). Algunos investigadores han transformado plantas con genes bacterianos del operon mer, para que las plantas acumulen el aproximadamente el doble de metales. Un ejemplo de plantas en las cuales se usan estos operones seria la planta de Arabidopsis thaliana y la planta del tabaco, las cuales son transformadas con el gen merC de Acidithiobacillus ferrooxidans (Sasaki et al,2006).

 

Arabidopsis thaliana Universidad de Iowa. Departamento de biología. E. Jefferson St.
https://biology.uiowa.edu/model-organisms/arabidopsis-thaliana-mustard-plant

 

Referencias

Bey, P.; Mentaberry, A.; Segretín, M. (2010). Biotecnología y Mejoramiento Vegetal II. Parte V. Ediciones INTA y Argenbio.

Mathews, C. K.; Van Holde, K. E.; Ahern, K. G. (2002). Bioquímica. 3º ed. Pearson Addison Wesley. Madrid.

Sasaki, Y.; Hayakawa, T.; Inoue, C.; Miyazaki, A.; Silver, S.; Kusano, T. (2006). “Generation of mercuryhyperaccumulating plants through transgenic expression of the bacterial mercury membrane transport protein MerC”. Transgenic Res. 15(5): 615-625.

El consumo de pescado por niños de 36 meses o sus madres está asociado a un correcto neurodesarrollo: estudio prospectivo de cohorte en Italia

El pescado, y especialmente los grandes, es una fuente preocupante de mercurio para la salud humana. Varios estudios han demostrado que el consumo de pescado supera en beneficios a los riesgos de la exposición a este metal pesado. En este último, el consumo de pescado por las madres gestantes no parece influir negativamente en el neurodesarrollo de sus hijos por la exposición al mercurio del pescado, que es relativamente bajo. Además, el consumo de pescado por estos niños les ayuda a un correcto neurodesarrollo.

Origen: Associations of Prenatal Mercury Exposure From Maternal Fish Consumption and Polyunsaturated Fatty Acids With Child Neurodevelopment: A Prospective Cohort Study in Italy

Cenotes: paraísos en peligro

Los cenotes constituyen una abertura al exterior de una compleja red fluvial subterránea en la que se puede mezclar agua dulce y salada, incluso cuando estos se sitúan a kilómetros de la costa. En cuanto a su formación, son el resultado del colapso de las cavernas y cuevas generadas por la disolución de la roca caliza (relieve kárstico). En México, la mayoría se concentran en la península del Yucatán, ya que esta zona cuenta con plataformas calizas que filtran con facilidad el agua procedente de la lluvia, la cual desciende hasta el manto freático formando acuíferos.  Existen también en Australia y en las Bahamas, pero son conocidos como blue holes (agujeros azules) (www.ramsar.org).

Cenote es un término que sólo se utiliza en México y proviene de la palabra maya “dzonot” que significa “abismo”. Para la cultura maya, los cenotes eran considerados fuentes de vida pues proporcionaban el líquido vital, el agua; constituían una entrada hacia otro mundo y eran centro de comunión con los dioses. Algunos cenotes poseen restos arqueológicos, por lo que los investigadores creen que han sido lugar de culto y rituales para civilizaciones como los mayas (www.gob.mx).

Estas masas de agua son especialmente vulnerables a la contaminación antropogénica, la cual puede ser de origen agrícola y ganadera (en su mayoría plaguicidas), industrial, hospitalaria y fecal. Se ha detectado la presencia de plaguicidas organoclorados (clordano, aldrín, dicloro difenil tricloroetano o DDTs, endosulfán y hexaclorociclohexanos o HCH), medicamentos, metales pesados…Muchos de estos compuestos actúan como disruptores endocrinos. También se ha encontrado cafeína, cocaína, naproxen e ibuprofeno (ambos medicamentos), nonilfenol…; además del DDT, HCH, endosulfan y el clordano que también pueden actuar alterando la función hormonal. Esto pone en riesgo la calidad del agua y, por ende, la salud de los organismos de vida silvestre y del ser humano debido a la exposición a estos compuestos, ya que los cenotes constituyen una importante fuente de agua dulce para las poblaciones cercanas. Unas buenas prácticas contribuirán al uso sostenible del agua y la preservación del ecosistema (Rendón, 2016).

La fauna y flora de los cenotes se ha desarrollado conforme a unas características concretas: ausencia/presencia de luz, profundidad de la haloclina (interfase entre el agua salada y dulce) o ausencia de ella, tipo de roca y suelo, subida/bajada del nivel de agua, etc; y se ven altamente perjudicadas por el turismo y la contaminación.

Las especies que habitan en la columna de agua (fitoplancton) varían estacionalmente debido a la escorrentía en las estaciones lluviosas que vierte nutrientes y produce que las aguas de los cenotes puedan observarse verdes, azules, cafés o transparentes, dependiendo de la época del año. Existe también vegetación flotante y sumergida, microalgas, dinoflagelados, invertebrados microscópicos, esponjas, bivalvos y gasterópodos, algunos peces marinos y peces ciegos (estos últimos en peligro de extinción). La fauna acuática es un buen indicador de las condiciones ambientales del cenote ya que por sus características de aislamiento, las especies, particularmente las habitantes de las cavernas, han desarrollado adaptaciones específicas para las condiciones en las que viven, pudiendo ser sensibles al deterioro del ecosistema (Medina-González, 2016).

Estos paraísos naturales son especialmente sensibles a los desechos generados por la actividad humana, por lo que debemos dotarlos de un marco legislativo así como concienciar a la población, con el objetivo de protegerlos y preservar su fauna y flora únicas.

Bibliografía:

Gobierno de México. Tzukán, la serpiente protectora de cenotes. Recuperado el 1 de abril de 2017 de https://www.gob.mx/conagua/articulos/tzukan-la-serpiente-protectora-de-cenotes?idiom=es

Medina-González, Roger M. (2016). Aspectos biológicos de los cenotes de Yucatán.

Departamento de Ecología de la Universidad Autónoma de Yucatán. Recuperado el 1 de abril de 2017 de http://www.seduma.yucatan.gob.mx/cenotes-grutas/documentos/BiologiaCenotes.pdf

Rendón, J. (2016). Contaminación de cenotes con plaguicidas en la Península de Yucatán. Instituto EPOMEX, Universidad Autónoma de Campeche. Recuperado el 1 de abril de 2017 de http://www.greenpeace.org/mexico/Global/mexico/Docs/2016/oceanos/Informe-cenotes-GP_final.pdf

Sitios RAMSAR en México. Recuperado el 1 de abril de 2017 de http://archive.ramsar.org/cda/en/ramsar-documents-list-anno-mexico/main/ramsar/1-31-218%5E16517_4000_0__

 

 

 

Mar de metales pesado con mejillones cada vez más pequeños

Esa enorme piscina de aguas azules que llamamos mar ha sido estudiada desde hace mucho tiempo, por lo que se cuenta con una gran cantidad de datos del pasado que nos sirven para comparar la situación actual con la que teníamos tiempo atrás, y se observa que el número de contaminantes y su concentración está aumentando, por eso debemos empezar a tomar medidas y entender la forma en la que nos afecta.

Desde los primeros estudios han aparecido sustancias que no deberían estar en los mares, sin embargo, en la actualidad estamos en un momento en el que se contaminan las aguas marinas de forma muy agresiva con químicos industriales, todas clase de objetos que se arrojan al mar, elementos químicos que no deberían de ser perceptibles en una masa de agua tan grande. Pero en los análisis de este caldo lleno de vida que se han realizado por todo el mundo, se han encontrado trazas de los mismos contaminantes, entre los que se encuentran los metales pesados, que son en los que nos centraremos en este breve artículo.

Las concentraciones de los metales más frecuentes ordenado de mayor a menor concentración son: cobre, cromo, plomo, níquel, cadmio y mercurio; sin embargo todos pueden ser controladas por cualquier humano sano.

En España se estudió la contaminación de las aguas litorales que bañan nuestras costas en 1979, gracias a un programa internacional contra la contaminación del litoral, patrocinada por la OMS (Organización Mundial de la salud) y tras la cual, se han realizado periódicas revisiones para controlar la calidad de nuestras aguas (Miguel Ibáñez, 1986).

Como ya hemos mencionado; analizaremos las consecuencias de los metales pesados en la biota marina, pues es la que sufre directamente la contaminación; especialmente nos centraremos en los seres marinos de vida sésil (inmóvil) como los mejillones, pues son una forma de vida muy extendida por el mundo por lo que se puede comprar como les afecta los metales pesados en distintas partes del globo, además, al no poder moverse son perfectos organismos de control para cualquier estudio, pues no se verán afectados por otras condiciones que no sean de la zona en la que se encuentran.

Los metales pesados son liberados al mar principalmente por las industrias al deshacerse de sus residuos, pero no se echan en lingotes de macizos plomo o cadmio, sino que van disueltos o en suspensión, siendo esta la forma idónea para que un ser filtrador como el mejillón, que se encuentra tranquilo alimentándose aferrado a su piedra o poste, ingiera sin quererlo ni beberlo partículas de estos elementos que se irán acumulando en él hasta que muera y ya no pueda acumular más. Con esto queremos poner de manifiesto, que los metales pesados se van acumulan en la cadena trófica marina (bioacumulación) y al final acabaran afectando a todo el medio, e incluso a nosotros; pero al ser el mejillón un eslabón bajo en la cadena trófica, no representa riesgo directo para los seres humanos, siempre que no comamos cantidades ingentes a diario durante mucho tiempo.

El mejillón verde nativo del Pacífico, llego a Cuba, concretamente a la Bahía de Cienfuegos, una zona reconocida internacionalmente por estar muy contaminada, por lo que estudiaron estos moluscos bivalvos en las nuevas condiciones para ver si se podía consumir; y tras múltiples estudios, se concluyó que los mejillones de esta zona son aptos para la ingesta humana, cumpliendo las normal internacionales que regulan las cantidades de metales pesados aceptables. También se estudió el Mytilus californianus en las costas de California, y se llegó a la conclusión de que estos mejillones son aptos para el consumo humano.

Otros estudios se han centrado en observar cómo les ha afectado la contaminación a los mejillones y aunque falta tiempo para tener datos contrastados, en las primeras observaciones se notó que las valvas de estos moluscos muestran un grosor menor respecto al que tienen de media.

Con todo esto no pretendemos asustar y que dejen de comer mejillones o cualquier otro ser marino, sino que vean que el mar también se ensucia de forma invisible; que los desastres en el mar afectan sin querer a todos, y que aquella fábrica, que no echa humo por las chimeneas, si está contaminando al verter sus aguas a un pequeño riachuelo, pues como se dice, todos los ríos conducen al mar.

Bibliografía de referencia:

Fumero, Y., Pis , M. A., Aranda, Y. (2016) Metales pesados en el mejillón verde (Perna viridis) de la Bahía de Cienfuegos. REDVET. no. 9, p. 1-12.

Gutierrez, E. A., Perez, J. C ,. Muñoz, A. (2014) Cadmio, cobre y zinc en el mejillón Mytilus californianus (Conrad 1837) de la costa oeste de Baja California. Rev. Int. Contam. Ambient [online]. no. 3, p. 285-295. Disponible en:<http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300005&lng=es&nrm=iso&gt;. ISSN 0188-4999.

Ibañez, M.  (1986) La contaminación marina por metales pesados en la costa de Guipuzcoa. LURRALDE investigación y espacio. p. 105-111.

De las 148 denuncias europeas por presencia de metales pesados en todo tipo de productos alimenticios, un 7 % más que el año anterior, 68 casos de superación de mercurio en pescado tuvieron como origen España, ha informado Ecologistas en Acción. El mercurio se acumula en diferentes peces y mariscos debido a la bioacumulación. El metilmercurio, el […]

a través de España, el país más denunciado por contaminación de mercurio en productos pesqueros — Ambientales y Energía

La UE prohíbe el mercurio dental en niños y mujeres embarazadas o en periodo de lactancia | Ecologistas en Acción

El mercurio es un elemento muy tóxico incluso a bajas concentraciones y una preocupación para nuestra salud pública. Si bien está prohibido para muchos usos en la UE, aparentemente aún es legal su uso en los empastes dentales. Si vas a empastarte alguna pieza consulta al dentista y rechaza la amalgama con mercurio por tu salud. Aún quedan muchos años hasta que la prohibición de la UE sea total y entre en vigor.

Origen: La UE prohíbe el mercurio dental en niños y mujeres embarazadas o en periodo de lactancia | Ecologistas en Acción