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 organismos en niveles sucesivamente superiores en una cadena alimentaria . [1] Este aumento puede ocurrir como resultado de:
La magnificación biológica a menudo se refiere al proceso por el cual sustancias como pesticidas o metales pesados llegan a lagos, ríos y océanos, y luego ascienden en la cadena alimentaria en concentraciones progresivamente mayores a medida que se incorporan a la dieta de organismos acuáticos como el zooplancton. , que a su vez son comidos quizás por peces, que luego pueden ser comidos por peces más grandes, aves 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 absorben 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.
Por lo tanto, la bioconcentración y la bioacumulación ocurren dentro de un organismo y la biomagnificación ocurre a través de los niveles tróficos (cadena alimentaria).
La biodilución es también un proceso que ocurre en todos los niveles tróficos en un ambiente acuático; es lo opuesto a la biomagnificación, por lo tanto, cuando un contaminante disminuye su concentración a medida que avanza por la red alimentaria. [3]
Muchas sustancias químicas que se bioacumulan son altamente solubles en grasas ( lipófilas ) e insolubles en agua ( hidrófobas ). [4] Las sustancias lipófilas no pueden diluirse, descomponerse ni excretarse en la orina , un medio a base de agua, y por lo tanto se acumulan en los tejidos grasos de un organismo, si el organismo carece de enzimas para degradarlas. Cuando otro organismo las come, las grasas se absorben en el intestino, transportando la sustancia, que luego se acumula en las grasas del depredador. Dado que en cada nivel de la cadena alimentaria se pierde mucha energía, un depredador debe consumir muchas presas, incluidas todas sus sustancias lipófilas. [ cita necesaria ]
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 eficazmente, pero los organismos lo excretan muy lentamente. [5] La bioacumulación y la bioconcentración dan como resultado la acumulación en el tejido adiposo de niveles tróficos sucesivos: zooplancton , necton pequeño , peces más grandes, etc. Cualquier cosa que se coma estos peces también consume el mayor nivel de mercurio que los peces han acumulado. Este proceso explica por qué peces depredadores como el pez espada y los tiburones o aves como el águila pescadora y las águilas tienen concentraciones más altas de mercurio en sus tejidos de las que podrían explicarse únicamente por exposición directa. Por ejemplo, el arenque contiene aproximadamente 0,01 partes por millón (ppm) de mercurio y el tiburón contiene más de 1 ppm de mercurio. [6]
El DDT es un pesticida que se biomagnifica, lo cual es una de las razones más importantes por las que la EPA y otras organizaciones lo consideraron dañino para el medio ambiente . El DDT es uno de los químicos menos solubles conocidos 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 a que el DDT provocó el adelgazamiento de la cáscara de los huevos en la década de 1950. [4] [7] El DDT es ahora una sustancia prohibida en muchas partes del mundo. [8]
En una revisión, un gran número de estudios, Suedel et al. [9] concluyeron que, si bien la biomagnificación es probablemente más limitada de lo que se pensaba anteriormente, existe buena evidencia de que el DDT , el DDE , los PCB , el toxafeno y las formas orgánicas de mercurio y arsénico se biomagnifican en la naturaleza. Para otros contaminantes, la bioconcentración y la bioacumulación explican sus altas concentraciones en los tejidos del organismo. Más recientemente, Gray [10] logró que sustancias similares permanecieran en los organismos y no se diluyeran a concentraciones no peligrosas. 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 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 lipófilos y no se degradan fácilmente. Las nuevas sustancias orgánicas como los organoclorados no se degradan fácilmente porque los organismos carecen de exposición previa 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. Por lo tanto, estas sustancias se conocen como " contaminantes orgánicos persistentes " o COP. [11]
Los metales no son degradables porque son elementos químicos . Los organismos, particularmente 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 entre especies. [12]