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Biomagnificación

La biomagnificación es un proceso que hace que la concentración de una sustancia (cruces) aumente en niveles superiores de la cadena alimentaria.
En este escenario, un estanque ha sido contaminado con desechos tóxicos. Más arriba en la cadena alimentaria, la concentración del contaminante aumenta, lo que a veces provoca la muerte del principal consumidor.

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 biomagnificación es la acumulación de la concentración de una sustancia (x) en una cadena alimentaria. Por ejemplo, la concentración de DDT en partes por millón aumenta con el nivel trófico. Las concentraciones se acumulan en la grasa y el tejido del organismo. Los depredadores acumulan niveles más altos que las presas.

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.

Procesos

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 es también 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]

Estado actual

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 sí 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]

Sustancias que biomagnifican

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]

Nuevas sustancias orgánicas

Véase también

Referencias

  1. ^ Silvy, Nova J., ed. (2012). Manual de técnicas de vida silvestre: investigación . Vol. 1 (7.ª ed.). Baltimore, Maryland: The Johns Hopkins University Press. págs. 154-155. ISBN 978-1-4214-0159-1.
  2. ^ Landrum, PF y SW Fisher, 1999. Influencia de los lípidos en la bioacumulación y transferencia trófica de contaminantes orgánicos en organismos acuáticos. Capítulo 9 en MT Arts y BC Wainman. Lípidos en ecosistemas de agua dulce. Springer Verlag, Nueva York.
  3. ^ Campbell, Linda M.; Norstrom, Ross J.; Hobson, Keith A.; Muir, Derek CG; Backus, Sean; Fisk, Aaron T. (1 de diciembre de 2005). "Mercurio y otros elementos traza en una red alimentaria marina pelágica del Ártico (Northwater Polynya, bahía de Baffin)". Science of the Total Environment . Contaminantes en la biota ártica canadiense e implicaciones para la salud humana. 351–352: 247–263. Bibcode :2005ScTEn.351..247C. doi :10.1016/j.scitotenv.2005.02.043. ISSN  0048-9697. PMID  16061271.
  4. ^ abcd Freedman, Bill (2021). Nemeh, Katherine H.; Longe, Jacqueline L. (eds.). La enciclopedia Gale de la ciencia. Vol. 1 (6.ª ed.). Gale. págs. 594–597. ISBN 978-0-02-867717-0.
  5. ^ Croteau, M., SN Luoma y A. R Stewart. 2005. Transferencia trófica de metales a lo largo de las redes alimentarias de agua dulce: evidencia de biomagnificación de cadmio en la naturaleza. Limnol. Oceanogr. 50 (5): 1511-1519.
  6. ^ EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos). 1997. Informe del estudio sobre el mercurio al Congreso. Vol. IV: Una evaluación de la exposición al mercurio en los Estados Unidos. EPA-452/R-97-006. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Oficina de Planificación y Normas de la Calidad del Aire y Oficina de Investigación y Desarrollo.
  7. ^ Edwards, Clive A. (2004). Stapleton (ed.). Pollution A to Z (Richard M. ed.). Nueva York, NY: Gale. págs. 118-200. ISBN 978-0-02-865700-4.
  8. ^ "Entra en vigor la prohibición del DDT". Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . 1972-12-31. Archivado desde el original el 2014-08-12 . Consultado el 2014-08-10 .
  9. ^ Suedel, BC, Boraczek, JA, Peddicord, RK, Clifford, PA y Dillon, TM, 1994. Transferencia trófica y potencial de biomagnificación de contaminantes en ecosistemas acuáticos . Reseñas de contaminación ambiental y toxicología 136: 21–89.
  10. ^ Gray, JS, 2002. Biomagnificación en sistemas marinos: la perspectiva de un ecólogo. Mar. Pollut. Bull. 45: 46–52.
  11. ^ "Contaminantes orgánicos persistentes" (PDF) . Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente . 2007-09-26. Archivado desde el original (PDF) el 2007-09-26 . Consultado el 2022-12-08 .
  12. ^ Ali, Hazrat; Khan, Ezzat (18 de agosto de 2019). "Transferencia trófica, bioacumulación y biomagnificación de metales pesados ​​y metaloides peligrosos no esenciales en cadenas/redes alimentarias: conceptos e implicaciones para la vida silvestre y la salud humana". Evaluación de riesgos humanos y ecológicos . 25 (6): 1353–1376. doi :10.1080/10807039.2018.1469398. ISSN  1080-7039. S2CID  90028179.

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