INDICE

• ¿QUÉ ES LA ECOTOXICOLOGÍA?
• ¿QUÉ TIPO DE EFECTOS ECOTOXICOLÓGICOS PUEDEN MEDIRSE?
• ¿QUÉ ES UN BIOENSAYO?
• ¿QUÉ ES UN BIOMARCADOR?
• ¿CUÁL ES LA IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS ECOTOXICOLÓGICOS?

 

¿QUÉ ES LA ECOTOXICOLOGÍA?

El término Ecotoxicología fue propuesto por Truhaut en 1969, como una extensión natural de la Toxicología -la ciencia que estudia los efectos de las sustancias tóxicas sobre los organismos individuales-, refiriéndose a dos efectos ecológicos importantes de los contaminantes:

• La toxicidad directa sobre los organismos

• Las alteraciones del medio ambiente en el cual viven los organismos.

De manera general, esta disciplina se encarga del estudio de los efectos adversos de las sustancias en los ecosistemas, mediante el análisis de las rutas de exposición, la entrada al organismo y efectos nocivos en individuos, poblaciones y comunidades.

La diferencia más importante entre la ecotoxicología y la toxicología convencional es que en la primera los efectos que importan son los que ocurren sobre las poblaciones y no sobre los individuos. Desde una perspectiva ecotoxicológica, el hecho de que un contaminante pueda matar al 50% de los individuos de una población puede significar poco o nada, pero si ese contaminante retarda el desarrollo o madurez de un número importante de individuos pueden presentarse importantes alteraciones ecológicas. De la misma manera, si un contaminante modifica las condiciones del medio en que habitan los organismos, las consecuencias ecológicas pueden ser considerables.

Se puede decir que la ecotoxicología se encarga del estudio de las relaciones directas e indirectas entre las causas, los impactos sobre los individuos y las alteraciones finales sobre las poblaciones y las comunidades.

¿QUÉ TIPO DE EFECTOS ECOTOXICOLÓGICOS PUEDEN MEDIRSE?

La ecotoxicología se vale de dos herramientas básicas para realizar sus investigaciones: el monitoreo ambiental y el monitoreo biológico.

El monitoreo ambiental permite establecer las formas mediante las cuales se liberan los compuestos y determinar cuál es su destino en ambiente. Es un procedimiento para detectar la presencia y cuantificar las concentraciones de los contaminantes en los diferentes compartimentos, incluyendo al aire, agua, suelo y sedimentos. Un buen monitoreo ambiental debe considerar un muestreo representativo, técnicas adecuadas para la colecta y preservación de las muestras, así como métodos apropiados de extracción y análisis, siguiendo prácticas estandarizadas en el laboratorio.

El monitoreo biológico, desde el punto de vista de la ecotoxicología, consiste en evaluar los efectos adversos de los contaminantes sobre los individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas que han estado expuestos. En este sentido, se pueden aplicar pruebas en el laboratorio o realizar estudios en campo.

Usualmente las pruebas en el laboratorio involucran la administración de un compuesto como tal a una población de una especie particular en condiciones controladas. En este tipo de ensayos la población en estudio es aislada de las interacciones con otros organismos, compuestos y factores ambientales, es decir, se utiliza un sistema simplificado que permite conocer con mayor facilidad los efectos atribuibles a una sustancia. Sin embargo, no es sencillo extrapolar los resultados obtenidos a las condiciones que se presentan en la naturaleza. Una mayor aproximación de estas pruebas a las condiciones reales puede alcanzarse si los organismos son expuestos a muestras ambientales o extractos de las mismas. En las pruebas en el laboratorio generalmente se emplean componentes subcelulares (enzimas, ácidos nucleicos, etc), células aisladas, secciones de tejidos u organismos completos aislados para medir efectos sobre la viabilidad, la reproducción celular o la biosíntesis de macromoléculas.

En los estudios de campo se evalúan los impactos de los contaminantes sobre los organismos que representan varios niveles tróficos en el ecosistema, bajo las condiciones reales que se presentan en el ambiente. Se considera por lo tanto el efecto de todas las sustancias presentes y sus interacciones aditivas, sinérgicas o antagónicas, así como los efectos de los factores climáticos y abióticos, tales como la temperatura, contenido de oxígeno, pH, humedad, aireación, salinidad, radiación solar, etc. En estos estudios se miden los cambios en las poblaciones que se desvían de la normalidad; no obstante, en muchos casos es difícil conocer con exactitud cual es la variación natural que se presenta en estas poblaciones, tanto en el tiempo como en el espacio. Entre las respuestas que pueden evaluarse en los estudios de campo se encuentran: la reducción en la productividad o generación de biomasa, la disminución de la abundancia y distribución de especies, los cambios en la estructura trófica, etc.

Un ejemplo clásico del monitoreo biológico es la observación del descenso en las poblaciones de aves predatorias que llevó al descubrimiento de la bioacumulación y biomagnificación del DDT en la cadena alimenticia y de sus efectos adversos sobre el comportamiento, reproducción y formación del cascarón de los huevos de estas especies.

En la siguiente figura se muestra el orden de respuesta hacia los contaminantes:

¿QUÉ ES UN BIOENSAYO?

En términos generales, un bioensayo de toxicidad es una prueba para establecer la naturaleza y la magnitud del efecto que producirá un agente dado cuando los organismos o sistemas biológicos son expuestos a él. Para el caso específico de la ecotoxicología, dichos agentes incluyen muestras ambientales de agua, suelo o sedimentos, efluentes domésticos e industriales, extractos de sedimentos o suelos contaminados, etc. Muchos bioensayos se han desarrollado para el monitoreo ambiental y entre sus aplicaciones más importantes encontramos las siguientes:

• El establecimiento de niveles permisibles de los contaminantes que son liberados al ambiente.

• El establecimiento de sitios prioritarios que requieran acciones de limpieza.

• La determinación de impactos ambientales mediante el uso de organismos biomarcadores.

• La evaluación y predicción del efecto de nuevos productos químicos en el ambiente.

• Los estudios de biodisponibilidad y bioconcentración de contaminantes.

• La comparación de la sensibilidad de varias especies de organismos a un compuesto dado.

• La evaluación de la efectividad de los sistemas de tratamiento de agua y el establecimiento de las condiciones óptimas de operación de las plantas tratadoras.

• La evaluación de la eficiencia de los métodos de remediación de suelos.

¿QUÉ ES UN BIOMARCADOR?

Es un indicador bioquímico, fisiológico o ecológico del estrés físico, químico o biológico en los organismos y sus poblaciones. Es un trazador de las reacciones que pueden ocurrir a diferentes niveles –molecular, celular, en el organismo completo, las poblaciones o comunidades. Su detección permite evaluar de forma temprana los efectos negativos de los contaminantes.

Algunos ejemplos de biomarcadores, medidos a diferentes niveles biológicos se resumen en la siguiente tabla:

¿CUÁL ES LA IMPORTANCIA DE LOS ESTUDIOS ECOTOXICOLÓGICOS?

La preocupación sobre los posibles efectos ecológicos de los contaminantes comenzó a expandirse entre los años 50's y 60's. Dado que los plaguicidas son sustancias tóxicas generalmente no específicas y que se liberan intencionalmente al ambiente, sus posibles efectos eran algo medianamente esperado; sin embargo, una vez que se comenzaron a documentar sus impactos y efectos tóxicos, así como la existencia de muchos otros contaminantes en el ambiente, los hallazgos fueron totalmente sorprendentes para la comunidad científica dedicada a estos temas.

Un ejemplo que ilustra lo anterior, es el caso del cultivo de tomates en invernaderos de Essex, Inglaterra, durante 1973. Sin aparente razón, las plantas mostraron síntomas de daño. Al analizar el agua que se utilizaba para irrigar estos cultivos, proveniente de los ríos y riachuelos de la región, se encontró la presencia de un herbicida, el 2,3,6-TBA. La fuente del plaguicida era una industria cercana a Cambridge, poblado del cual partía un río con una longitud de 130-170 kilómetros y que durante más de 15 años estuvo acarreando pequeñas cantidades del plaguicida. Para entonces no se contaba con información previa de daños a los cultivos y los tomates resultaron ser especialmente sensibles a las pequeñas concentraciones de 2,3,6-TBA.

Este ejemplo ilustra que tanto la ruta de exposición, como la persistencia de los contaminantes y la sensibilidad de las especies, eran aspectos que no se consideraban para el manejo de las sustancias. Los estudios toxicológicos revelaron su importancia.

Es muy difícil precisar cuantas moléculas han sido sintetizadas hasta ahora; sin embargo, el Servicio de Resúmenes Químicos (Chemical Abstract Service) de los Estados Unidos cuenta con más de nueve millones de sustancias listadas. En la década de 1971-1981, una lista provisional de sustancias en el comercio dentro de la comunidad europea, contenía al menos 100 000 sustancias; de las cuales aproximadamente 10 000 eran producidas en cantidades superiores a las 10 toneladas por año y 3 000 de ellas representaban el 90% del total de compuestos producidos en todo el mundo por la industria química. Por lo anterior, en muchos países se ha aceptado la necesidad de conocer y estudiar los efectos que producen las sustancias en los organismos y ecosistemas.

Es necesario mejorar las pruebas estándares de toxicidad de manera que se puedan simular adecuadamente las condiciones ambientales reales y poder desarrollar modelos que utilicen la información proveniente de estas pruebas para predecir la respuesta de los receptores ambientales. Así mismo, es importante integrar los aspectos químicos y fisiológicos que provean conocimiento científico adecuado para el desarrollo de herramientas de regulación que permitan predecir en el mediano y largo plazo la biodisponibilidad y toxicidad de los contaminantes en condiciones ambientales.

Otro aspecto importante es mejorar las metodologías existentes para evaluar y predecir los efectos ambientales y a la salud de nuevas sustancias químicas, así como de mezclas de éstas.