Posidonia oceanica, the jewel of the Mediterranean / Posidonia oceanica, la joya del Mediterráneo

Posidonia oceanica
Posidonia oceanica meadow in Formentera / Pradera de Posidonia oceania de Formentera / CSIC

English Version:

Summer it’s nearly to finish, and surely more than one has gone on holiday to the beach. We all have felt the hot sand between the toes, and trying not to burn we accelerate the passage, until we reach the ideal place to leave the towel and the chair. We look at the sea on the horizon and notice the breeze hitting our face, with that salty flavour. We approach the shore and stop to watch as the small waves reach our feet. What a feeling of peace. The holiday in our beloved Mediterranean Sea are incredible. Many people only know this about the sea. People don’t enter and don’t matter what there is and what is happening in this sea that we all love.

The Mediterranean Sea also suffering the global warming. In fact, it is warming faster than the global ocean. This has great repercussions for organisms and biogeochemical cycles. According to some studies, The Mediterranean Sea is warming at 0.61ºC per decade (Garcias-Bonet et al, 2019). In the Mediterranean Sea, seagrass ecosystems are very common, these ecosystems are very productive, it provides for many species shelter and food, thanks to relatively high rate of primary production (Stramska and Aniskiewicz, 2019). The seagrasses recognized as ecosystem engineers because it makes essential edaphic modifications, such as control of sediment deposition and stabilization of soft bottoms (Toniolo et al, 2018). Also, these meadows reduce the action of the waves, protect the coast, increase water clarity and mitigate the climate change by acting carbon sinks (Garcias-Bonet et al, 2019). It has been estimated that seagrass meadows accumulate up to 18% of total oceanic carbon, despite cover only about 0.2% of the global ocean floor. Unfortunately, it is also among the most endangered ecosystems on Earth. The main causes for this include climate change and negative impacts from human activities (Stramska and Aniskiewicz, 2019).

The most relevant seagrass species in The Mediterranean Sea are Posidonia oceanica, an endemic long-living species, and Cymodocea nodosa, a species found in the eastern Mediterranean Sea and on the northeastern Atlantic coast (Garcias-Bonet et al, 2019). This species develops in shallow waters, from 0 and 40m depth (Toniolo et al, 2018). P. oceanica forms monospecific meadows generally or mixed meadows and it is found in different substrates and habitats, from rocks to sandy bottoms (Bethoux y Copin-Motegut, 1986). P. oceanica is a large, long-living but very slow-growing seagrass and is estimated that cover a surface area between 2.5 and 5 million ha. The basic requirements for P. oceanica survival are similar to requirements of all plants. The main factor that influence growth are water temperature, light for photosynthesis, availability of nutrients and inorganic carbon. Also influence the exposure to mechanical disturbances like waves and currents that can destroy the meadows (Stramska and Aniskiewicz, 2019).

As for the water temperature, it is thought that optimal temperatures for P. oceanica growth are around 15.5 to 18 ◦C. In addition, temperatures above 27ºC have been shown to increase the mortality of the species. Therefore, water temperature can define the geographical limits of growth of oceanic P. oceanica. In aquatic ecosystems, light is a limiting factor. With depth the light is attenuated exponentially, for this reason, the presence of the species is limited to shallow water. However, it has developed growth strategies to acclimatize to the shortage of light, such as a reduced shoot density in deep waters. This species needs lower nutrient requirements than macro algae and phytoplankton. Today there isn´t knowledge about the importance of inorganic carbon limitation for the species. Also require oxygen. Leaves are usually situated in the oxygenated water column, but roots and rhizomes are buried in anoxic sediments. If the water column becomes hypoxic or anoxic, the below ground tissue may experience lack of oxygen, increasing the mortality (Stramska and Aniskiewicz, 2019).

Other thing we don´t know, the Mediterranean Sea consists of species with great importance for the functioning of our planet. Posidonia oceanica is a species with a decreasing population trend and some studies estimate that it will be extinguished between 2049 and 2100 as a result of the increase in mortality caused by global warming. (Garcias-Bonet et al, 2019). We have to be aware of the importance of biodiversity in the seas and oceans and protect it while enjoying it on our vacations.

Versión en español:

El verano esta llegando a su fin, y seguro que más de uno se ha ido de vacaciones a la playa. Todos hemos sentido la sensación de la arena caliente entre los dedos del pie, intentando no abrasarnos aceleramos el paso, hasta llegar al lugar idóneo para dejar la toalla y la silla. Miramos el mar en el horizonte y notamos la brisa golpeando nuestra cara, con ese aroma salado. Nos acercamos a la orilla y nos paramos a observar como las pequeñas olas llegan hasta nuestros pies. Que sensación de paz. Que increíbles son unas vacaciones en nuestro querido Mar Mediterráneo. Mucha gente solo conoce esto del mar. La gente no se adentra y no se preocupa por saber qué hay y qué esta ocurriendo en este mar que a todos nos encanta.

El Mar Mediterráneo también esta sufriendo el calentamiento global. De echo, se esta calentando mas rápido que el océano global. Esto tiene grandes repercusiones para los organismos y los ciclos biogeoquímicos. Según algunos estudios el Mar Mediterráneo se calienta 0,61ºC por década (Garcias-Bonet et al, 2019). En el Mar Mediterráneo, los ecosistemas de pastos marinos son muy comunes, estos ecosistemas son muy productivos y proporcionan refugio y alimento para muchas especies, gracias a una tasa relativamente alta de producción primaria (Stramska y Aniskiewicz, 2019). Incluso se reconoce que los pastos marinos son ingenieros de ecosistemas porque realizan modificaciones edáficas esenciales, como el control de la deposición de sedimentos y mantener estables los suelos blandos (Toniolo et al, 2018). También reducen la acción de las olas, protegen la costa, aumentan la claridad del agua y mitigan el cambio climático actuando como sumideros de carbono (Garcias-Bonet et al, 2019).Se ha estimado que retienen hasta el 18% del carbono total oceánico a pesar de ocupar tan solo el 0,2% del suelo oceánico global. Sin embargo, también están entre los ecosistemas mas amenazados del planeta. Las principales causas son el cambio climático y los impactos negativos de las actividades humanas (Stramska y Aniskiewicz, 2019).

Las especies de hierbas marinas mas importantes en este mar son Posidonia oceanica, una especie endémica de larga vida y Cymodocea nodosa, una especie que se encuentra en el Mediterráneo oriental y en la costa atlántica del noreste. Los prados de Posidonia oceanica se han convertido en Bioindicadores oficiales mundialmente (Garcias-Bonet et al, 2019).Esta especie se desarrolla en aguas poco profundas, entre 0 y 40 m de profundidad (Toniolo et al, 2018). Forma praderas monoespecíficas generalmente, aunque también forma praderas mixtas, y se encuentra en sustratos y hábitats diferentes, desde rocas hasta fondos arenosos (Bethoux y Copin-Motegut, 1986). Es una hierba marina grande, de vida larga pero de crecimiento lento, se estima que cubren un área de superficie entre 2,5 y 5 millones de ha. Los requerimientos básicos para la supervivencia de P. oceanica son análogos a los requerimientos de las plantas. Los factores principales que influyen en el crecimiento son la temperatura del agua, la luz para la fotosíntesis, la disponibilidad de nutrientes y el carbono inorgánico. También influye la exposición a modificaciones mecánicas como las olas y las corrientes que pueden destrozar los prados. (Stramska y Aniskiewicz, 2019).

En cuanto a la temperatura del agua, se piensa que la temperatura optima para el crecimiento de P. oceánica ronda entre los 15,5 y 18ºC. Además, se ha demostrados que temperaturas superiores a 27ºC aumentan la mortalidad de la especie. Por tanto, la temperatura del agua puede definir los limites geográficos de crecimiento de P. oceanica. En los ecosistemas acuáticos, la luz es un factor limitante. Con la profundidad la luz se atenúa exponencialmente, por esta razón, su presencia se limita a aguas poco profundas. No obstante, ha desarrollado estrategias de crecimiento para aclimatarse a la escasez de luz, como por ejemplo una densidad reducida de brotes en aguas profundas. Esta especie necesita menos disponibilidad de nutrientes que las macroalgas y el fitoplancton. Actualmente no hay muchos conocimientos acerca de la importancia que tiene la limitación de carbono inorgánica para la especie. También requieren oxígeno. Las hojas generalmente están situadas en la columna de agua oxigenada, pero las raíces y los rizomas están enterrados en sedimentos anóxicos. Si la columna de agua se vuelve hipóxica o anóxica, el tejido subterráneo puede experimentar falta de oxígeno, aumentando la mortalidad (Stramska y Aniskiewicz, 2019).

Aunque no lo sepamos, el Mar Mediterráneo consta de especies de gran importancia para el funcionamiento de nuestro planeta. Posidonia oceanica es una especie con una tendencia poblacional decreciente y algunos estudios estiman que se extinguirá entre 2049 y 2100 como consecuencia del aumento de mortalidad provocado por el calentamiento global (Garcias-Bonet et al, 2019). Tenemos que ser conscientes de la importancia de la biodiversidad existente en los mares y océanos, y protegerla a la vez que disfrutamos de ella en nuestras vacaciones.

Bibliography

Bethoux, J., Copin-Motegut, G. (1986). Biological fixation of atmospheric nitrogen in the Mediterranean Sea. Limnology and Oceanography 31(6): 1353-1358.

Garcias-Bonet, N., Vaquer-Sunyer, R., Duarte, C., Núria Marbà, N. (2019). Warming effect on nitrogen fixation in Mediterranean macrophyte sediments. Biogeosciences 16(1): 167–175.

Stramska, M., Aniskiewicz , P. (2019). Recent Large Scale Environmental Changes in the Mediterranean Sea and Their Potential Impacts on Posidonia Oceanica. Remote Sens 11(1): 110.

Toniolo, C., Di Sotto, A., Di Giacomo, S., Ventura, D., Casoli, E., Belluscio, A., Nicoletti, M., Ardizzone, G. (2018). Seagrass Posidonia oceanica (L.) Delile as a marine biomarker: a metabolomic and toxicological analysis. Ecosphere 9(3).

Investigadores españoles describen el impacto humano en la Península Antártica a partir de la presencia de contaminantes emergentes

Investigador del equipo tomando muestras en la península Antártica

Este estudio ha sido coordinado por la Dra. Yolanda Valcárcel, Profesora de la Facultad de Ciencias de la Salud y Directora del Grupo de Investigación y Docencia en Toxicología Ambiental y Evaluación de Riesgos (TAyER) de la Universidad Rey Juan Carlos, y por el Dr. Luis Moreno del Instituto Geológico y Minero de España (IGME). El grupo de investigadores participantes ha contado con la participación, entre otros, de la Dra. Miren López de Alda del IDAEA-CSIC y de la Dra. Catalá del Area de Biodiversidad de la ESCET de la Universidad Rey Juan Carlos.
Las dos principales autoras de los artículos publicados, la Dra. Silvia González Alonso y la Dra. Sara Esteban García-Navas, son Doctoras en Epidemiología y Salud Pública por nuestra Universidad, con la máxima distinción. En los trabajos de campo participaron investigadores del Instituto Geológico y Minero de España, la Universidad Autónoma de Madrid y el Instituto Nacional del Agua de Argentina. Éstos se desarrollaron en diversas localizaciones del norte de la Península Antártica, con el objetivo de obtener muestras de aguas dulces para estudiar el impacto humano en esta región, habitualmente considerada al abrigo de la contaminación química. Se muestrearon arroyos, lagunas, drenajes glaciares y vertidos de aguas residuales en diez enclaves seleccionados como especialmente sensibles debido a la presencia de actividad turística, cada vez más incipiente en la Antártida, o el tránsito de investigadores.

 

Población de pingüinos en la península Antártica. Foto tomada por el equipo de investigación

Los resultados de estos trabajos han visto la luz en sendas revistas científicas de gran prestigio. En Environmental Research, (Q1; JCR) se ha publicado el trabajo “Presence of endocrine disruptors in freshwater in the northern Antarctic Peninsula Region”. En este artículo se informa de la presencia de un gran número de sustancias de origen antrópico con capacidad de alterar el sistema hormonal, en cantidades a veces similares a las encontradas en aguas continentales de otras partes del mundo. También se han encontrado retardantes de llama organofosforados y alquilfenoles. Entre los metales pesados destacan las concentraciones de aluminio, metal que interfiere en la acción de diversas hormonas y en los sistemas neurológico y reproductivo, aunque los metales pesados probablemente sean de origen natural. No obstante, las concentraciones detectadas son muy bajas como para producir fenómenos de toxicidad aguda o subaguda.
Por otra parte, en el último trabajo, recién publicado online en la prestigiosa revista Environmental Pollution (D1; JCR) bajo el título “Occurrence of pharmaceuticals, recreational and psychotropic drugs residues in surface water on the northern Antarctic Peninsula region” se muestra la presencia de medicamentos y otras substancias de uso recreativo. De los 46 medicamentos buscados se han encontrado 12, siendo el grupo de anti-inflamatorios y analgésicos (acetaminofeno, diclofenaco e ibuprofeno) los que mayor concentración presentan. Destacan los elevados índices de riesgo ambiental para los ecosistemas estimados en base a estas concentraciones. Entre las sustancias de uso recreativo los niveles de cafeína son los más elevados, seguido por la efedrina, que se usa habitualmente con fines médicos.

 

Paisaje antártico. Fotografía tomada por el equip de investigación

Investigadores españoles describen el impacto humano en la Península Antártica a partir de la presencia de contaminantes emergentes. Parece que estas sustancias llegan a la Antártida a través del vertido de aguas residuales, la incineración de residuos y la generación dispersa de residuos. Es importante resaltar que las especiales condiciones climáticas del continente antártico, con fríos extremos la mayor parte del año, podrían retardar o dificultar los procesos de degradación microbiana y fotodegradación de este tipo de contaminantes, haciendo que la persistencia de los mismos en el medio acuático se vea incrementada y con ello la exposición de la cadena trófica a los mismos. Además, poco se sabe todavía sobre los posibles efectos subletales y toxicidad subcrónica y crónica que este tipo de sustancias podrían tener para los organismos acuáticos de la Antártida. Resulta recomendable continuar investigando sobre la presencia de este tipo de sustancias en el medio antártico, establecer sistemas de vigilancia y muestreo continuado y trabajar en los protocolos de regulación y limitación o prohibición de uso de aquellas sustancias que sean detectadas en mayores concentraciones, o de las cuales se tenga mayor evidencia de toxicidad. También sería necesario profundizar en la sensibilidad toxicológica a estos contaminantes de las especies antárticas para determinar adecuadamente los riesgos. Otra vía de trabajo que debiera potenciarse es la dinámica de degradación de estas substancias en condiciones de frío extremo, tal como se encuentran la mayor parte del año en la Antártida.
Ambas publicaciones pueden ser consultadas en:
http://dx.doi.org/10.1016/j.envres.2016.01.034
http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2017.05.060

Polutantes orgánicos persistentes: Los retardantes de llama

 Información preparada por el alumno  MIGUEL BLÁZQUEZ VALLEJO de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.
 

Los retardantes de llama son sustancias que se utilizan para prevenir fuegos; podemos encontrarlos en plásticos de todo tipo, textiles y circuitos eléctricos, entre otros. Un tipo concreto dentro de estas sustancias son los polibromodifenil éteres (PBDEs). Los PBDEs se añaden como aditivos en los polímeros y, al no estar químicamente unidos al plástico o al textil, tienen la capacidad de desprenderse y entrar en los ecosistemas (De Wit, 2002).

Una de las prioridades en relación con estas sustancias es identificar las fuentes de emisión y cuantificar sus emisiones. La presencia de PBDEs en muestras de seres vivos del ártico y su presencia en muestras de aire de Suecia, Reino Unido, los Estados Unidos y Canadá indican que estas sustancias pueden transportarse por el aire a grandes distancias. Su presencia en lodos de depuradora y en las desembocaduras de varios ríos europeos apunta a una liberación desde las viviendas humanas, el tráfico y/o otras fuentes difusas (De Wit, 2002).

Los PBDEs son una causa de preocupación debido a que las mediciones indican que los niveles liberados al medio llevan en aumento desde la década de los 70 y a que muchos de ellos son lipófilos, bioacumulables y están asociados con una serie de efectos adversos: tienen el potencial de inducir problemas de regulación endocrina hepática, tiroidea y provocar inmunotoxicidad. También pueden causar neurotoxicidad si son administrados en un momento crítico del desarrollo cerebral. Son un potencial riesgo no sólo para los ecosistemas, sino también para la salud humana ya que los humanos tomamos estas sustancias no sólo en la dieta, sino también por la exposición a los aparatos electrónicos y los textiles que las contienen, tanto en el entorno laboral como en el doméstico (De Wit, 2002).

Resultados de los estudios sobre los efectos adversos de los PBDEs incluyen:

· En ratones los PBDEs se acumulan en los depósitos grasos, principalmente en el hígado (De Wit, 2002).

· Se han observado cantidades sustanciales de PBDEs en leche materna de ratón, que se incorporaron a los tejidos de las crías con una eficiencia de entre el 30 y el 40%. Lo que es más preocupante, se han detectado estas sustancias en la leche materna humana desde la década de los 90 (De Wit, 2002; Birnbaum y Staskal, 2004).

· En ratas se ha observado que tan solo el 14% de los PBDEs consumidos se excreta, permaneciendo el resto retenido en el cuerpo, principalmente en tejidos adiposos (De Wit, 2002).

· Algunos PBDEs son análogos de la tiroxina (T4), y pueden competir con ella llegando a causar problemas en la función tiroidea, tanto en humanos como en otros animales. Se ha observado que los casos de hipotiroidismo son más frecuentes entre los trabajadores que producen los PBDEs que entre otros sectores (De Wit, 2002).

· En estudios in vitro algunos PBDEs pueden inhibir la actividad estrógeno sulfotransferasa, provocando un efecto estrogénico (Birnbaum y Staskal, 2004).

· Algunos PBDEs inducen un aumento estadísticamente significativo en la tasa de recombinación intragénica en células de mamíferos, lo que puede provocar cáncer (de forma similar a otros contaminantes, como el DDT). Se ha observado que la ingesta de estas sustancias puede causar adenomas y carcinomas en el hígado y en la tiroides en ratones (De Wit, 2002).

· La exposición a algunos PBDEs durante el desarrollo cerebral en ratones puede causar daños a la función motora, a la capacidad de aprendizaje y a la memoria que se agravan con la edad (De Wit, 2002).

· La exposición a PBDEs causó un retraso de la edad reproductora en ratones y redujo el número de crías por camada (Birnbaum y Staskal, 2004).

· Se han detectado altas concentraciones de PBDEs en aves piscívoras, posiblemente como resultado de su bioacumulación y biomagnificación (De Wit, 2002).

· En lucios se observó que estas sustancias se acumulan en el hígado, la vesícula biliar, los riñones, la dermis conjuntival del ojo, el tejido adiposo perivisceral, a lo largo de la columna vertebral e incluso en el cerebro (De Wit, 2002).

· La exposición a algunos PBDEs en fases tempranas del desarrollo de la trucha arcoíris puede aumentar la mortalidad de los individuos (De Wit, 2002).

Por estas razones, los PBDEs fueron prohibidos en el año 2004 por el Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes, firmado por 180 países.

Los efectos de los PBDEs son más severos en los organismos que se encuentran en posiciones elevadas en las redes tróficas, como consecuencia de su bioacumulación y biomagnificación. En un estudio reciente (Lavandier et al., 2016) se detectaron niveles de PBDEs elevados que constituían un riesgo para la salud del delfín de la plata o franciscana (Pontoporia blainvillei), considerado como el cetáceo más amenazado en el suroeste del Atlántico.

En relación con los cetáceos y los niveles de PBDEs, en la revista Quercus de junio del 2015 se publicó un artículo (Alarcón, 2015) que alertaba de que, a pesar de estar prohibidos desde hace más de diez años en el país, los PBDEs siguen estando presentes en el medio ambiente marino español hoy en día: un trabajo coordinado por el CSIC y con la participación del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua y de la asociación CIRCE (especializada en cetáceos) detectó la presencia de PBDEs en tres especies de delfín del Golfo de Cádiz y el Estrecho de Gibraltar. Las concentraciones de PBDEs estaban correlacionadas con el nivel trófico de cada especie, siendo el delfín mular (en la posición más elevada) la especie con mayor concentración de estos contaminantes.

Bibliografía:

Alarcón, D. (2015). Un estudio detecta PBDE en cetáceos de nuestras costas. Quercus 352: 60–61.

Birnbaum, L.S., Staskal, D.F. (2004). Brominated flame retardants: cause for concern? Environmental Health Perspectives 112: 9–17.

De Wit C.A. (2002). An overview of brominated flame retardants in the environment. Chemosphere 46: 583–624.

Lavandier, R., Arêas, J., de Moura, J.F., Taniguchi, S., Montone, R., Siciliano, S., Moreira, I. (2016). PCB and PBDE levels in a highly threatened dolphin species from the Southeastern Brazilian coast. Environmental Pollution 208: 442–449.

La contaminación térmica del agua y los riesgos para la biodiversidad

 Información preparada por el alumno Carlos Cano Barbacil de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica

La contaminación térmica es un tipo de contaminación física que produce un deterioro de la calidad del agua y del aire principalmente como consecuencia de una variación de la temperatura.

La principal causa de la contaminación térmica son los sistemas de refrigeración de las centrales termoeléctricas y nucleares, que emplean agua en grandes cantidades para enfriar su fluido de proceso, y la devuelven con un incremento de temperatura entre 5 y 15ºC (Mihursky, 1970). En Estados Unidos, por ejemplo, el 48% del agua empleada en el año 2000, se destinó a refrigerar plantas termoeléctricas (Turpin, 2004). En menor medida, las aguas residuales urbanas, que suelen estar a una temperatura mayor que la del ambiente, e incluso la eliminación de la vegetación de ribera, que provoca la desaparición de la sombra, pueden generar un aumento de la temperatura del agua.

Esta contaminación acarrea graves problemas sobre todo para la biodiversidad acuática, provocando cambios en la composición y calidad de las aguas. En el caso concreto de la energía nuclear, las emisiones térmicas pueden generar hasta el 90% de los todos daños que sufre un ecosistema acuático de agua dulce (Verones, 2010).

Estos efectos, aunque en muchos casos, difíciles de establecer y predecir, llevan estudiándose desde hace largo tiempo. Ya en los años 60 se sabía que los cambios de temperatura en las aguas, generados por vertidos térmicos, provocaban un aumento en la incidencia de determinadas enfermedades sobre los peces. Un incremento en la temperatura de las aguas estimula la actividad y proliferación bacteriana y parasitaria, mientras que aumenta la susceptibilidad de los peces a sufrir cualquier enfermedad o infección. Este es el caso del parásito Kudoa clupeidae, que infecta al arenque con mayor frecuencia cuando este está sometido a un estrés térmico (Mihursky, 1970).

Los peces y otros organismos acuáticos pueden verse afectados por la falta de oxígeno en el agua, ya que al aumentar la temperatura disminuye la solubilidad de los gases en el agua, alterando su tasa de respiración. Los vertidos térmicos pueden provocar además cambios en la tasa de crecimiento, alimentación, reproducción y desarrollo embrionario, afectando así al ecosistema en su conjunto y a su distribución espacial. Esto provoca, tal y como se ha demostrado en la Bahía Grande de Ilha (Brasil), diferencias significativas entre las comunidades de dos zonas control y otra afectada por vertidos térmicos, donde la riqueza y diversidad de especies de peces es mucho menor (Teixeira, 2009).

Otros efectos conocidos son el blanqueo de la Tridacna gigas o almeja gigante, que convive en simbiosis con las algas unicelulares zooxantelas. Un incremento en la intensidad de la luz y de la temperatura del agua provoca una disminución del número de zooxantelas por unidad de superficie y de su contenido en clorofila (Dubinsky, 1996).

Un efecto similar al anteriormente citado ocurre con la ruptura en la relación simbiótica entre el microalga dinoflagelada Symbiodinium spp. y los corales, pues algunas especies de Symbiodinium son sensibles al aumento de temperatura, generando mayores cantidades de peróxido de hidrógeno (H2O2) y provocando el blanqueamiento del coral (Suggett, 2008).

Se ha probado que tanto la riqueza como la diversidad de especies de foraminíferos está correlacionada negativamente con la contaminación térmica de las aguas (Arieli, 2011).

Un aumento en la temperatura de las aguas puede al mismo tiempo favorecer a poblaciones de determinadas especies, provocando la invasión y colonización de ecosistemas en los que no se encontraban originalmente (Slynko, 2002).

Las soluciones a este problema son complejas, pues pasan principalmente por reducir el uso de la energía nuclear y de las plantas termoeléctricas, apostando por energías renovables como la eólica, o la solar para generar electricidad. Otra forma de reducir el problema, aunque sin eliminarlo plenamente, es implementar condensadores con mayores eficiencias que permitan reducir el caudal de agua de refrigeración empleada. En la actualidad, la mayoría de centrales cuentan con una torre de evaporación con la que se consigue reducir en parte la temperatura del agua mediante la cesión de calor latente de vaporización; sin embargo esto acarrea otra serie de problemas asociados como la concentración de sales y la modificación de las propiedades físico-químicas del agua.

Como se ha comprobado, la contaminación térmica puede provocar severos daños sobre las diferentes poblaciones y comunidades de los ecosistemas tanto marinos como dulceacuícloas.

BIBLIOGRAFÍA

Arieli, R. N. et al. (2011). The effect of thermal pollution on benthic foraminiferal assemblages in the Mediterranean shorface adjacent to Hadera power plant (Israel). Marine Pollution Bulletin 62: 1000-1002.

Dubinsky, Z. et al. (1996). Marine pollution and coral reefs. Global Change Biology 2:511-526.

Mihursky, J. A. et al. (1970). Thermal pollution, aquaculture and pathobiology in aquatic systems. Journal of Wildlife Diseases 6: 347-355.

Slynko, Y. V. et al. (2002). The Caspian-Volga-Baltic invasion corridor. Invasive Aquatic Species of Europe: 399-411.

Suggett, D. J. et al. (2008). Photosynthesis and production of hydrogen peroxide by Symbiodinium (Pyrrhophyta) phylotypes with different thermal tolerances. Journal of phycology 44: 948-956.

Teixeira, T. P. et al. (2009). Effects of a nuclear power plant thermal discharge on habitat complexity and fish community structure in Ilha Grande Bay, Brazil. Marine Environmental Research 68: 188-195.

Turpin, J.R. (2004). A solution for thermal pollution. Engineered Systems: 44-50.

Verones, F et al. (2010). Characterization factors for thermal pollution in freshwater aquatic environments. Environmental Science & Technology 44: 9364-9369.

DDT y sus efectos ecofisiológicos

Información preparada por el alumno Víctor Ortega Horcajo  de la asignatura de Contaminación Ambiental y Biodiversidad del Máster Oficial en Técnicas de Caracterización y Conservación de la Diversidad Biológica.
 

 

Sin duda, una de las sustancias más populares pero también controvertidas de los últimos años es el dicloro difenil tricloroetano más conocido como DDT. Se trata de un organoclorado – concretamente 1,1,1-tricloro-2,2-bis(4-clorofenil)-etano (Fig. 1) – usado como pesticida principalmente en el siglo XX ya que actualmente su uso está prohibido. El DDT se utilizó para controlar plagas agrícolas y forestales casi desde su descubrimiento. Era muy efectivo contra una variedad grande de insectos. Pero los compuestos organoclorados constituyen uno de los grupos más peligrosos de plaguicidas, presentan una baja solubilidad en agua y alta solubilidad en la mayoría de los disolventes orgánicos, baja presión de vapor, elevada estabilidad química y alta resistencia al ataque de microorganismos. La bioacumulación, biomagnificación y persistencia en el medio son las principales amenazas que presenta el uso del DDT, además del fácil acceso a sistemas acuáticos y movilidad en la cadena trófica.

 

Figurformula-ddta 1. Estructura química del 1,1,1-tricloro-2,2-bis(4-clorofenil)-etano o DDT.

 

 

No sólo eso, el DDT se encuentra en la lista de sustancias conocidas como disruptores endocrinos. Son sustancias químicas capaces de alterar el equilibrio hormonal y la regulación del desarrollo embrionario y, por tanto, con capacidad de provocar efectos adversos sobre la salud de un organismo y/o de su progenie. Afectan directamente al sistema endocrino de animales pero también de humanos; incluyendo daños al sistema reproductor e inmunitario y cánceres en órganos hormono-dependientes entre otros. Los mecanismos  de acción son muy variados:  mimetizar la acción de las hormonas, antagonizar la acción de las hormonas, alterar su patrón de síntesis y metabolismo, y modular los niveles de los receptores correspondientes.

En cultivos de laboratorio del fitoplancton íntegro desde el Mar Caspio al Mediterráneo, el DDT a una concentración de 1 ppb redujo la producción primaria hasta un 50%. Los peces marinos parecieron ser muy sensibles al DDT: su LC50 a 96 horas varía de 0,4 a 0,89 µg/l. Los moluscos bivalvos, con su habilidad para concentrar plaguicidas organoclorados, sin llegar a ser un peligro para ellos tienen un LC50 a 96 horas mayor de 10 mg/l.

En aves también se ha visto un impacto negativo muy importante del DDT sobre ciertas poblaciones de aves urbanas (“La Primavera Silenciosa” de Rachel Carson). El DDT fue usado de forma masiva para combatir la enfermedad de la Grafiosis del Olmo en Europa produciendo altos niveles de bioacumulación en otras especies de lombrices de tierra de las cuales se alimentaban aquellas aves (principalmente se detectó en petirrojos y otras aves cantoras). Estos recibían dosis letales por la ingesta de la sustancia tóxica presente en las lombrices y se detectó una alta mortalidad (Fry, 1995). En especies acuáticas como los somormujos (Podiceps sp.) y rapaces (Fig. 2 y 3) se han detectado efectos sobre el embrión que incluyen mortalidad, reducida tasa de eclosión, fracaso de los pollos en su desarrollo (Síndrome debilitante), problemas en el desarrollo y diferenciación del sistema reproductivo y nervioso, etc. El rango de efectos sobre los adultos de dichas aves cubre mortalidad, estrés subletal, fertilidad reducida, supresión de la formación del huevo, menor espesor en la cáscara de huevo, déficits en la incubación y trastorno en la crianza de pollos (Revisión de Fry, 1995).

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Figura 2. Rapaces como el águila real (izquierda), aves urbanas como el petirrojo (centro) o aves acuáticas como el somormujo lavanco (derecha) son especies que, según estudios recientes, sufren las consecuencias de la bioacumulación y biomagnificación del DDT en el medio.

Los efectos sobre la salud humana son similares a los ya mencionados, atacan al sistema nervioso y provocan trastornos en la reproducción y desarrollo fetal.  Puede actuar durante la etapa prenatal como antagonista del embarazo incrementando el riesgo de parto prematuro y como feto tóxico alterando el desarrollo del sistema nervioso central y por consiguiente el desarrollo neuroconductual en la vida extrauterina. Existen también efectos adversos sobre la función testicular: disminución del contaje espermático, del volumen del semen y de la motilidad de los espermatozoides, así como, un aumento en el porcentaje de formas alteradas (Torres-Sánchez et al., 2007).

Curiosamente, las Islas Canarias tienen una de las cifras más altas de incidencia y mortalidad por cáncer de mama. Especialmente en Gran Canaria la situación es muy preocupante. Esto puede estar relacionado con altos niveles de DDT y metabolitos secundarios registrados en el medio (Zumbado et al., 2003).

En definitiva, el DDT tiene un amplio rango de acción y afecta de forma indirecta sobre aves, peces, reptiles, etc. Produciendo unos daños muy evidentes y de alto riesgo para la salud y conservación de fauna pues afecta, como hemos visto, a la reproducción y al sistema nervioso. A pesar de que se ha prohibido su uso, es conveniente saber que aún hoy en día puede estar presente debido a la bioacumulación y biomagnificación en distintos organismos. Debemos saber que aún podemos estar expuestos a dicho contaminante. Para hacer frente a este riesgo deberemos incidir en la prevención y evitar el riesgo eliminando o disminuyendo el uso de sustancias similares. Por otra parte, la dispersión de estos contaminantes en el medio ambiente a través de plaguicidas y fertilizantes está ocasionando problemas en la fauna y deja una herencia tóxica a las futuras generaciones. Para proteger el medio ambiente y la salud humana es necesario eliminar estas sustancias o sustituirlas por otras menos tóxicas.

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Figura 3. En buitres europeos también se han detectado efectos negativos del DDT y otros organoclorados.

 

Referencias bibliográficas

Ana L. F. A. Andrade-Ribeiro, Aldo Pacheco-Ferreira, Cynara L. Nóbrega da Cunha, Ana S. Mendes Kling. Disruptores endocrinos: potencial problema para la salud pública y medio ambiente. Rev Biomed, 2006; 17:146-150.

Fry D.M., Reproductive effects in birds exposed to pesticides and industrial chemicals. Environ Health, 1995. Perspect 103(Suppl7):165-171.

Torres-Sánchez L., López-Carrillo L. Human health effects and p,p’-DDE and p,p’-DDT exposure. The case of Mexico. Ciencia & Saude Coletiva, 2007 – SciELO Brasil.

Zumbado M, Álvarez EE, Luzardo OP, Sierra L, Cabrera F., Domínguez-Boada, L. Exposición inadvertida a plaguicidas organoclorados (DDT y DDE) en la población de las Islas Canarias. Ecosistemas, 2003; 1:1-8.

Texto y fotografías por Víctor Ortega Horcajo.

Presentación del nuevo Blog

Comienzo el nuevo año 2016 con una visión totalmente nueva: una nueva responsabilidad, nuevos compañeros, nuevo sistema de trabajo, nuevos jefes… Los que seguíais el Blog de ToxAmb sabréis que a día 1 de diciembre me incorporé en la Jefatura del Área de Toxicología Ambiental del Centro Nacional de Sanidad Ambiental (CNSA) del Instituto de Salud Carlos III. Este nuevo ilusionante proyecto me va a tener bastante absorbida hasta que mi “aclimatación” al nuevo entorno sea completa. Sin embargo, me gustaría iniciar simultáneamente un nuevo proyecto personal de difusión del conocimiento y concienciación social sobre la problemática ambiental a todos sus niveles: contaminantes, impactos sobre la biodiversidad y los ecosistemas y la salud humana como víctima última de esta lacra ¿De qué sirve que nuestros conciudadanos sufraguen con sus impuestos nuestros sueldos e investigaciones si no les hacemos llegar el conocimiento que obtenemos?

El perfil de este nuevo Blog será muy similar al del antiguo Blog de ToxAmb. El eje central será la difusión de noticias de interés de diversos medios pero también se publicitaremos la investigación científica propia o de colaboradores y de docencia impartida, especialmente en Máster Oficial y otros títulos de posgrado. Informaremos sobre los contaminantes prioritarios ya regulados (metales pesados, plaguicidas, carcinógenos, etc) y transmitiremos la información fiable que vaya apareciendo sobre los contaminantes preferentes y los emergentes (fármacos, nanomateriales, microplásticos, etc). Informaremos tanto sobre su presencia en el medio ambiente, como sobre los efectos directos sobre la salud humana y los indirectos generados a través de alteraciones de los ecosistemas y la biodiversidad. En este sentido, los polutágenos y zoonosis, y la susceptibilidad a patógenos generada por la polución son temas punteros que cada vez más refuerzan la relación existente entre enfermedades humanas, epidemias y equilibrio ecológico. Un tema apasionante, como también lo es el efecto de la contaminación sobre nuestro microbioma simbiótico y las patologías que se pueden derivar de ello. Y no sólo nos ceñiremos a los contaminantes químicos o biológicos sino que también intentaremos informar sobre los efectos de otros tipos de contaminación que nos rodea como la lumínica, acústica, electromagnética, etc.

Pondré especial empeño en la participación de colaboradores profesionales especializados que escriban pequeños artículos sobre temas de actualidad. Y  seguiré dando la oportunidad de publicar en este Blog a mis estudiantes que quieran dar divulgación a sus valiosos trabajos de clase, que reflejan perfectamente las preocupaciones de los jóvenes por el medio ambiente, la conservación de los recursos naturales y los efectos que su degradación puedan tener en su futuro. También será un objetivo prioritario resolver las dudas que nos planteéis los lectores con aclaraciones y detalles que deseéis conocer. El desenmascaramiento de creencias y posiciones pseudocientífcas ocupará un lugar prioritario para evitar falsas alarmas o intereses poco claros.

Es muy importante que todos los estamentos políticos, sociales y profesionales sean conscientes de que nuestra salud y nuestra economía dependen de los recursos que nos proporcionan los Ecosistemas en los que nos hemos desarrollado como especie y como sociedad. La destrucción de los Ecosistemas actuales no conducirá, como se cree generalmente, a la desaparición de la Vida en la Tierra. Por muchas bombas atómicas que estallen, mucho calentamiento climático o muchos meteoritos que se estrellen contra ella, la Vida seguirá. Lo que no entendemos es que los que nos extinguiremos somos nosotros, la especie humana, que necesita su propio nicho ecológico. Espero que este Blog consiga el mismo éxito que el anterior y aportar un granito de arena para mejorar el medio ambiente que nos da la salud y la vida.