El objetivo final de la ecotoxicología es revelar y predecir los efectos de la contaminación en el contexto de todos los demás factores ambientales. Sobre la base de este conocimiento, se puede identificar la acción más eficiente y efectiva para prevenir o remediar cualquier efecto perjudicial. En aquellos ecosistemas que ya están afectados por la contaminación, los estudios ecotoxicológicos pueden informar la elección de acciones para restaurar los servicios , estructuras y funciones de los ecosistemas de manera eficiente y efectiva. [ cita necesaria ]
La ecotoxicología se diferencia de la toxicología ambiental en que integra los efectos de los factores estresantes en todos los niveles de organización biológica, desde el molecular hasta comunidades y ecosistemas completos, mientras que la toxicología ambiental incluye la toxicidad para los humanos y a menudo se centra en los efectos a nivel del organismo e inferior. [1]
Historia
La ecotoxicología es una disciplina relativamente joven que hizo su debut en la década de 1970 [2] en el ámbito de las ciencias ambientales. Sus aspectos metodológicos, derivados de la toxicología, se amplían para abarcar el ámbito ambiental humano y la biosfera en general. Mientras que la toxicología convencional limita sus investigaciones a las escalas celular, molecular y orgánica, la ecotoxicología se esfuerza por evaluar el impacto de los factores estresantes químicos, fisicoquímicos y biológicos en poblaciones y comunidades que exhiben impactos en ecosistemas enteros. A este respecto, la ecotoxicología vuelve a tener en cuenta el equilibrio dinámico bajo tensión.
La ecotoxicología surgió después de que los eventos de contaminación ocurridos después de la Segunda Guerra Mundial aumentaran la conciencia sobre el impacto de las descargas de aguas residuales y químicos tóxicos para la humanidad y el medio ambiente. El término "Ecotoxicología" fue pronunciado por primera vez en 1969 por el toxicólogo René Truhaut, durante una conferencia medioambiental en Estocolmo. Como resultado, fue reconocido de facto como el creador de esta disciplina. De hecho, hoy se reconoce plenamente el papel pionero de Jean-Michel Jouany, asistente de Truhaut, en la conceptualización de la disciplina [3] y en la definición de sus objetivos [4] . En la mentalidad de Jouany, la ecotoxicología está vinculada principalmente a la ecología porque su objetivo busca circunscribir la influencia que los factores de estrés pueden tener en las relaciones existentes entre los organismos y su hábitat. Jean-Michel Jouany fue efectivamente el joven y brillante mentor de René Truhaut, quien en ese momento estaba capacitado para difundir a nivel internacional la disciplina emergente propuesta por su joven asistente. Jean-Michel Jouany fue ascendido al rango de profesor titular en la Universidad de Nancy en 1969. Luego, en 1971, junto con su colega Jean-Marie Pelt, expuso los principios de enseñanza e investigación de la ecotoxicología en la Universidad de Metz. [5]
En Francia, dos universidades (Metz y Paris-Sud) contribuyeron notablemente a expandir esta floreciente disciplina durante los años 1980 y 1990. Varios institutos hicieron lo mismo a este respecto. De hecho, el CEMAGREF (actualmente IRSTEA), el INERIS, el IFREMER y el CNRS crearon unidades de investigación en ecotoxicología, al igual que otras universidades francesas (en Rouen, Burdeos, Le Havre, Lyon, Lille, Caen...). [6] Durante la década de 1990, aparece casualmente una nueva rama de la ecotoxicología conocida como Ecotoxicología del paisaje, cuyo objetivo busca tener en cuenta las interacciones entre los procesos ecológicos del paisaje y los tóxicos ambientales, en particular para las especies que sufren impedimentos vinculados a las vías migratorias* (p. ej., salmónidos ).
Pesticidas : se utilizan ampliamente para prevenir, destruir o repeler cualquier organismo que pueda considerarse dañino. Se encuentra comúnmente en frutas, verduras y carnes cultivadas comercialmente. El metil paratión es un pesticida de uso común con fines agrícolas. El metil paratión provoca la formación de medios tóxicos para los seres humanos, el suelo y el agua, los peces de agua dulce y otros organismos hidrófilos del ecosistema. El metilparatión presenta numerosos factores de riesgo para la salud que ponen en peligro la vida. [7]
Los ftalatos se encuentran en envoltorios de plástico, botellas de plástico y recipientes de plástico para almacenar alimentos, los cuales constituyen una parte considerable de los desechos plásticos domésticos .
Las dioxinas son una clase de compuestos químicos que se forman como resultado de procesos de combustión como la incineración de desechos y de la quema de combustibles como madera, carbón y petróleo.
El amianto se encuentra en el aislamiento de flujos, techos, tuberías de agua y conductos de calefacción.
Los metales pesados incluyen arsénico, mercurio, plomo, aluminio y cadmio, que se encuentran en el pescado y los pesticidas.
El cloroformo se utiliza para fabricar otras sustancias químicas.
Los productos químicos proponen el riesgo de matar el suministro de alimentos de otro animal, lo que cambia la población general de la presa.
Los animales pueden llegar al borde de la extinción debido a la cadena alimentaria que existe a través de las diferentes comunidades. Por ejemplo, las águilas calvas, las águilas pescadoras y los halcones peregrinos estaban al borde de la extinción porque sus fuentes de alimento (peces y otras aves) estaban contaminadas con toxinas.
Todos estamos conectados entre las comunidades de seres vivos. Las plantas pueden absorber toxinas a través de sus raíces y hojas. Los animales y los humanos siempre están expuestos a sustancias químicas por el aire que respiramos, las cosas que tocamos y lo que nos llevamos a la boca.
Los animales y los humanos también pueden comer otros animales o plantas que ya estén envenenados, lo que continuará la propagación de sustancias químicas, lo que se conoce como envenenamiento secundario [8]
Efectos sobre los individuos y la población entera
Efectos directos: consumo directo de una toxina o algo que ha sido contaminado con una toxina al respirar, comer o beber.
Problemas de desarrollo y reproducción.
Efectos indirectos: organismos directamente afectados por la pérdida de alimentos, que ha disminuido debido a las toxinas.
Efectos subletales: toxinas o compuestos que no inducen una mortalidad significativa pero enferman al organismo o le hacen cambiar su comportamiento [9]
Mayor sensibilidad a los tóxicos cuando hay factores estresantes ambientales adicionales presentes [10]
Con el uso crónico de pesticidas, se corre el riesgo de causar anomalías en la estructura cromosómica de los humanos, además de afectar la reproducción y el sistema nervioso y cardiovascular de los animales expuestos.
La genética puede verse afectada por la exposición a tóxicos, pueden ocurrir cambios directos en el ADN y, si no se reparan, los cambios pueden conducir a la aparición de mutaciones [11].
Los contaminantes pueden modificar la distribución de los individuos en una población, el tamaño efectivo de la población, la tasa de mutación y la tasa de migración [12]
Efectos de la ecotoxicidad en una comunidad.
Relaciones depredador-presa: o el depredador se ve afectado por la toxina, lo que resulta en una disminución de la población de depredadores y, por lo tanto, aumenta la población de presas; o la población de presas se ve afectada por la toxina, lo que resulta en una disminución de la población de presas que, en esencia, provocará una disminución en la población de depredadores debido a la falta de recursos alimentarios [13]
La ecotoxicología comunitaria estudia los efectos de todos los contaminantes sobre los patrones y la abundancia , diversidad, composición de la comunidad y las interacciones entre especies. Las comunidades que dependen en gran medida de la competencia y la depredación tendrán dificultades para responder y prosperar ante las perturbaciones causadas por contaminantes. Una comunidad rica en especies tendrá más posibilidades de recuperarse de una perturbación de exotoxinas que una comunidad que no sea rica en especies. Una especie podría desaparecer fácilmente a costa de una contaminación por sustancias químicas extrañas. Proteger los distintos niveles de la comunidad, como la riqueza y diversidad de especies, es esencial para mantener un ecosistema saludable y bien equilibrado [14]
Efectos generales
Se ha demostrado que los productos químicos impiden el crecimiento o la germinación de semillas de una variedad de diferentes especies de plantas. [15] [ se necesita una mejor fuente ] Las plantas son las que constituyen el nivel trófico más vital de las pirámides de biomasa, conocidos como productores primarios. Debido a que están en la base de la pirámide, todos los demás organismos de un ecosistema dependen de la salud y la abundancia de los productores primarios para sobrevivir. Si las plantas luchan contra enfermedades relacionadas con la exposición a sustancias químicas, otros organismos morirán de hambre o contraerán la enfermedad al comer las plantas o los animales ya infectados. Entonces, la ecotoxicología es una batalla continua que surge de muchas fuentes y puede afectar a todo y a todos en un ecosistema.
Formas de prevención
Regulación:
En los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) revisa todos los pesticidas antes de que los productos se registren para la venta para garantizar que los beneficios superen los riesgos.
Siga de cerca las etiquetas cuando utilice fertilizantes o pesticidas. Intente buscar productos que tengan un menor impacto en el medio ambiente [16]
Existen muchas leyes federales y estatales que protegen a las aves, los animales y las plantas raras. Pero la primera orden de protección proviene de que tomemos medidas para evitar daños, ya que somos la principal fuente de todas las toxinas.
Eliminación adecuada de residuos
Pruebas de ecotoxicidad
Se realizan pruebas de toxicidad aguda y crónica en organismos terrestres y acuáticos, incluidos peces, invertebrados, aves, mamíferos, artrópodos no objetivo, lombrices y roedores.
La directriz de pruebas de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) ha desarrollado pruebas específicas para evaluar el nivel de toxicidad en organismos. Los estudios ecotoxicológicos generalmente se realizan de conformidad con las directrices internacionales, incluidas la EPA, la OCDE, la EPPO, la OPPTTS, la SETAC , la IOBC y la JMAFF.
CL50 es la toxicidad aguda, la concentración letal a la que el 50% del organismo de prueba muere dentro del tiempo especificado de la prueba. La prueba puede comenzar con huevos, embriones o juveniles y durar de 24 a 96 horas [ cita requerida ] .
EC50 es la concentración que causa efectos adversos en el 50% de los organismos de prueba (para un efecto binario sí/no, como la mortalidad o un efecto subletal específico) o causa una reducción del 50% (generalmente) en un parámetro no binario como el crecimiento. .
La concentración sin efecto observado (NOEC) es la dosis más alta de factor estresante en la que no se observa una diferencia de efecto estadísticamente significativa (p<0,05) en el organismo de prueba.
^ Vasseur Paule, Masfaraud Jean-Francois, Blaise Christian, "Ecotoxicología: revisando a sus pioneros", Environ Sci Pollut Res, 2020 (doi.org/10.1007/s11356-020-11236-7)
^ "Les fondements de l'écotoxicologie française. Fiche thématique n°22 du Réseau Ecotox.", Fiche thématique Ecotox, agosto de 2019 [1]
^ "Les fondements de l'écotoxicologie française. Fiche thématique n°22 du Réseau Ecotox.", Fiche thématique Ecotox, agosto de 2019 [2]
^ Erkan Kalipči
^ Universidad Estatal de Oregon 2011, marzo
^ Desneux, Nicolás; Decourtye, Axel; Delpuech, Jean-Marie (enero de 2007). "Los efectos subletales de los pesticidas sobre artrópodos beneficiosos". Revista Anual de Entomología . 52 (1): 81-106. doi : 10.1146/annurev.ento.52.110405.091440. PMID 16842032.
^ Liess y col. (2016)
^ Newman, MC y Jagoe, CH1996
^ Newman, MC y Clementos, WH2008
^ Universidad Estatal de Oregon. 2011, marzo
^ Clementos, William y Jason Rohr
^ An, Jing; Zhou, Qixing; Sol, Yuebing; Xu, Zhiqiang (1 de septiembre de 2009). "Efectos ecotoxicológicos de los productos típicos de cuidado personal sobre la germinación de semillas y el desarrollo de plántulas de trigo (Triticum aestivum L.)". Quimiosfera . 76 (10): 1428-1434. Código Bib : 2009Chmsp..76.1428A. doi : 10.1016/j.chemosphere.2009.06.004. ISSN 0045-6535. PMID 19631961.
^ Agencia, Protección Ambiental de Estados Unidos
^ La Sociedad Humanitaria de los Estados Unidos. 2011
^ La Sociedad Humanitaria de los Estados Unidos. (2011)
Bibliografía
Altenburger, Rolf (2011). "Capítulo 1. Comprensión de los efectos combinados de la coexposición a metales en ecotoxicología". Iones metálicos en toxicología: efectos, interacciones, interdependencias . Iones metálicos en ciencias biológicas. págs. 1–26. doi :10.1039/9781849732116-00001. ISBN 978-1-84973-091-4.
Agencia, Protección Ambiental de Estados Unidos. "Oficina de Seguridad Química y Prevención de la Contaminación". 5 de octubre de 2011. Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. 9 de diciembre de 2011.
An, Jing; Zhou, Qixing; Sol, Yuebing; Xu, Zhiqiang (septiembre de 2009). "Efectos ecotoxicológicos de los productos típicos de cuidado personal sobre la germinación de semillas y el desarrollo de plántulas de trigo (Triticum aestivum L.)". Quimiosfera . 76 (10): 1428-1434. Código Bib : 2009Chmsp..76.1428A. doi : 10.1016/j.chemosphere.2009.06.004. PMID 19631961.
Bazerman, Charles y René Agustín De los Santos. "Medición de la inconmensurabilidad: ¿La toxicología y la ecotoxicología están ciegas a lo que ve el otro?" 9 de enero de 2006.
Chapman PM (2002). "Integrando toxicología y ecología: poniendo el "eco" en la ecotoxicología". Boletín de Contaminación Marina . 44 (1): 7–15. Código Bib : 2002MarPB..44....7C. doi :10.1016/s0025-326x(01)00253-3. PMID 11883685.
Clementos, William y Jason Rohr. (2009) "Respuestas de la comunidad a los contaminantes: uso de principios ecológicos básicos para predecir eventos ecotoxicológicos". Toxicología y Química Ambiental 28: p1789-1800.
Fritsch C, Cœurdassier M, Giraudoux P, Raoul F, Douay F, Rieffel D, de Vaufleury A, Scheifler R (2011). "Análisis espacialmente explícito de la transferencia de metales a la biota: influencia de la contaminación del suelo y el paisaje". MÁS UNO . 6 (5): e20682. Código Bib : 2011PLoSO...620682F. doi : 10.1371/journal.pone.0020682 . PMC 3105103 . PMID 21655187.
Harley, Christopher DG; Randall Hughes, A.; Hultgren, Kristin M.; Minero, Benjamín G.; Ordenar, Cascade JB; Thornber, Carol S.; Rodríguez, Laura F.; Tomanek, Lars; Williams, Susan L. (febrero de 2006). "Los impactos del cambio climático en los sistemas marinos costeros". Cartas de Ecología . 9 (2): 228–241. Código Bib : 2006EcolL...9..228H. doi : 10.1111/j.1461-0248.2005.00871.x . PMID 16958887.
Mentira, Matías; Foit, Kaarina; Knillmann, Saskia; Schäfer, Ralf B.; Liess, Hans-Dieter (9 de septiembre de 2016). "Predecir la sinergia de múltiples efectos del estrés". Informes científicos . 6 (1): 32965. Código bibliográfico : 2016NatSR...632965L. doi : 10.1038/srep32965 . PMC 5017025 . PMID 27609131.
La Sociedad Humanitaria de los Estados Unidos. (2011). Ecotoxicidad. Obtenido el 12 de diciembre de 2011 del sitio web de Procter & Gamble: http://alttox.org/ttrc/toxicity-tests/ecotoxicity/
Maltby, L .; Naylor, C. (1990). "Observaciones preliminares sobre la relevancia ecológica del ensayo 'alcance del crecimiento' de Gammarus: efecto del zinc en la reproducción". Ecología Funcional . 4 (3): 393–397. Código Bib : 1990FuEco...4..393M. doi :10.2307/2389601. JSTOR 2389601.
Newman, Michael C.; Clements, William H. (13 de diciembre de 2007). Ecotoxicología: un tratamiento integral. Prensa CRC. ISBN 9781420005011.
Newman, Michael C.; Jagoe, Charles H. (12 de enero de 1996). Ecotoxicología: un tratamiento jerárquico. Prensa CRC. ISBN 9781566701273.
La Universidad Estatal de Oregon. (2011, marzo). Hoja informativa sobre el tema de ecotoxicología. Obtenido el 6 de diciembre de 2011 del sitio web del Centro Nacional de Información sobre Pesticidas: http://npic.orst.edu/factsheets/ecotox.pdf
Relyea, Rick; Hoverman, Jason (octubre de 2006). "Evaluación de la ecología en ecotoxicología: una revisión y síntesis en sistemas de agua dulce". Cartas de Ecología . 9 (10): 1157-1171. Código Bib : 2006EcolL...9.1157R. doi : 10.1111/j.1461-0248.2006.00966.x . PMID 16972879.
Truhaut, René (septiembre de 1977). "Ecotoxicología: Objetivos, principios y perspectivas". Ecotoxicología y Seguridad Ambiental . 1 (2): 151-173. Código Bib :1977EcoES...1..151T. doi :10.1016/0147-6513(77)90033-1. PMID 617089.
Straalen, Nico M. Van (septiembre de 2003). "Revisado por pares: la ecotoxicología se convierte en ecología del estrés". Ciencia y tecnología ambientales . 37 (17): 324A–330A. Código Bib : 2003EnST...37..324S. doi : 10.1021/es0325720 . PMID 12967088.
Otras lecturas
Connell, Des; et al. (1999). Introducción a la Ecotoxicología . Ciencia de Blackwell. ISBN 978-0-632-03852-7.
Catherine A. Harris, Alexander P. Scott, Andrew C. Johnson, Grace H. Panter, Dave Sheahan, Mike Roberts, John P. Sumpter (2014): Principios de ecotoxicología sólida. Reinar. Ciencia. Technol., Artículo ASAP, doi :10.1021/es4047507
enlaces externos
Centro Europeo de Ecotoxicología y Toxicología de Productos Químicos
Sitio web de ecotoxmodels sobre ecotoxicología y modelos.
Biomonitoreo en línea de la calidad del agua mediante un registro 24 horas al día, 7 días a la semana del comportamiento y la fisiología de diversos moluscos bivalvos en todo el mundo (ritmos biológicos, tasa de crecimiento, desove, comportamiento diario): el proyecto ocular MolluSCAN
El sistema de indicadores SPEAR informa sobre la contaminación por pesticidas en los arroyos.
