La biomagnificación , también conocida como bioamplificación o magnificación biológica , es el aumento de la concentración de una sustancia, por ejemplo un pesticida, en los tejidos de los organismos en niveles sucesivamente más altos en una cadena alimentaria . [1] Este aumento puede ocurrir como resultado de:
La magnificación biológica se refiere a menudo al proceso por el cual sustancias como pesticidas o metales pesados se abren paso hasta lagos, ríos y océanos, y luego ascienden por la cadena alimentaria en concentraciones cada vez mayores a medida que se incorporan a la dieta de organismos acuáticos como el zooplancton , que a su vez son consumidos quizás por peces, que luego pueden ser consumidos por peces más grandes, pájaros grandes, animales o humanos. Las sustancias se concentran cada vez más en los tejidos u órganos internos a medida que ascienden en la cadena. Los bioacumulantes son sustancias cuya concentración aumenta en los organismos vivos a medida que ingieren aire, agua o alimentos contaminados porque las sustancias se metabolizan o excretan muy lentamente.
Aunque a veces se utiliza indistintamente con " bioacumulación ", se establece una distinción importante entre ambos y con la bioconcentración.
De esta manera, la bioconcentración y la bioacumulación ocurren dentro de un organismo, y la biomagnificación ocurre a través de los niveles tróficos (cadena alimentaria).
La biodilución también es un proceso que ocurre en todos los niveles tróficos de un ambiente acuático; es lo opuesto a la biomagnificación, es decir, cuando un contaminante disminuye en concentración a medida que avanza en la cadena alimentaria. [3]
Muchos productos químicos que se bioacumulan son altamente solubles en grasas ( lipófilos ) e insolubles en agua ( hidrofóbicos ). [4]
Por ejemplo, aunque el mercurio sólo está presente en pequeñas cantidades en el agua de mar , es absorbido por las algas (generalmente como metilmercurio ). El metilmercurio es una de las moléculas de mercurio más dañinas. Se absorbe de manera eficiente, pero los organismos lo excretan muy lentamente. [5] La bioacumulación y la bioconcentración dan lugar a una acumulación en el tejido adiposo de sucesivos niveles tróficos: zooplancton , necton pequeño , peces más grandes, etc. Todo lo que se alimenta de estos peces también consume el nivel más alto de mercurio que los peces han acumulado. Este proceso explica por qué los peces depredadores como el pez espada y los tiburones o las aves como el águila pescadora y las águilas tienen concentraciones más altas de mercurio en sus tejidos de las que podrían explicarse por la exposición directa únicamente. Por ejemplo, el arenque contiene mercurio en aproximadamente 0,01 partes por millón (ppm) y el tiburón contiene mercurio en más de 1 ppm. [6]
El DDT es un pesticida que se caracteriza por su biomagnificación, una de las razones más importantes por las que la EPA y otras organizaciones lo han considerado nocivo para el medio ambiente. El DDT es una de las sustancias químicas menos solubles que se conocen y se acumula progresivamente en el tejido adiposo, y a medida que los depredadores consumen la grasa, las cantidades de DDT se biomagnifican. Un ejemplo bien conocido de los efectos nocivos de la biomagnificación del DDT es la importante disminución de las poblaciones de aves depredadoras de América del Norte, como las águilas calvas y los halcones peregrinos, debido al adelgazamiento de la cáscara de los huevos causado por el DDT en la década de 1950. [4] [7] El DDT es ahora una sustancia prohibida en muchas partes del mundo. [8]
En una revisión de un gran número de estudios, Suedel et al. [9] concluyeron que, aunque la biomagnificación es probablemente más limitada en su ocurrencia de lo que se pensaba anteriormente, hay buena evidencia de que el DDT , el DDE , los PCB , el toxafeno y las formas orgánicas del mercurio y el arsénico se biomagnifican en la naturaleza. En el caso de otros contaminantes, la bioconcentración y la bioacumulación explican sus altas concentraciones en los tejidos de los organismos. Más recientemente, Gray [10] llegó a un resultado similar: sustancias que permanecen en los organismos y no se diluyen a concentraciones no amenazantes. El éxito de la recuperación de las principales aves depredadoras ( águilas calvas , halcones peregrinos ) en América del Norte tras la prohibición del uso de DDT en la agricultura es un testimonio de la importancia de reconocer y responder a la biomagnificación. [4]
Dos grupos comunes que se sabe que se biomagnifican son los hidrocarburos clorados , también conocidos como organoclorados, y los compuestos inorgánicos como el metilmercurio o los metales pesados . [4] Ambos son lipofílicos y no se degradan fácilmente. Las sustancias orgánicas nuevas como los organoclorados no se degradan fácilmente porque los organismos no han estado expuestos previamente y, por lo tanto, no han desarrollado mecanismos específicos de desintoxicación y excreción, ya que no ha habido presión de selección por parte de ellos. En consecuencia, estas sustancias se conocen como " contaminantes orgánicos persistentes " o COP. [11]
Los metales no son degradables porque son elementos químicos . Los organismos, en particular aquellos sujetos a niveles naturalmente altos de exposición a metales, tienen mecanismos para secuestrar y excretar metales. Los problemas surgen cuando los organismos están expuestos a concentraciones más altas de lo habitual, que no pueden excretar con la suficiente rapidez para evitar daños. Los metales pesados persistentes , como el plomo , el cadmio , el mercurio y el arsénico , pueden tener una amplia variedad de efectos adversos para la salud en todas las especies. [12]