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Contaminantes emergentes en larvas de crustáceos: los “pequeños olvidados” en el ciclo de vida de los invertebrados acuáticos

Contaminantes emergentes en larvas de crustáceos: los “pequeños olvidados” en el ciclo de vida de los invertebrados acuáticos

La liberación de compuestos farmacéuticos, nanopartículas y más recientemente microplásticos en el medio ambiente acuático se ha convertido en una preocupación creciente en los últimos años. Los compuestos farmacéuticos (por ejemplo, antibióticos, analgésicos) son una clase de contaminantes ambientales emergentes que se usan ampliamente en la medicina humana y veterinaria. La mayoría de los productos farmacéuticos humanos y sus metabolitos se excretan a través de las heces y la orina y terminan en el medio acuático, ya que pasan a través de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Los compuestos emergentes, aunque a bajas concentraciones, pueden tener efectos significativos en los organismos acuáticos. Por ejemplo, algunos estudios informaron efectos subletales de productos farmacéuticos humanos sobre organismos acuáticos a concentraciones del orden de 1 µg/L. El clotrimazol, que es un fungicida, tiene efectos tóxicos en larvas de crustáceos decápodos a concentraciones de ese orden de magnitud a diferencia de otros compuestos. Este compuesto a baja concentración disminuyó la tasa de crecimiento en larvas de la especie marina de camarón Palaemon serratus. En particular afecta al desarrollo, ya que modifica el periodo de muda de las larvas y el número de estadios larvarios necesarios para alcanzar la fase juvenil de su ciclo de vida. El monitoreo de los cambios futuros en las concentraciones de clotrimazole puede constituir una prioridad para los programas de monitoreo ambiental.

Un ejemplo llamativo de efectos adversos en poblaciones acuáticas naturales es aquel que ocurre en el río Dore en Francia, donde altos niveles de productos farmacéuticos afectaron la estructura poblacional de peces. En el mismo artículo se menciona “La gente pensaba que esto no podría suceder en un país que tiene altos estándares ambientales y buenas prácticas de fabricación”, esta evidencia muestra que este no es el caso, y que puede ocurrir en cualquier otro país.

Las nanopartículas son otra clase de contaminantes emergentes que están encontrando aplicaciones en una amplia gama de áreas que incluyen cosméticos, fármacos, envases, alimentos, pinturas, recubrimientos, catalizadores de combustible o electrónicos y tratamiento de aguas. Aunque las partículas de tamaño nanométrico siempre han estado presente en la naturaleza, los efectos de la liberación de nanopartículas fabricadas al medio ambiente acuático es en gran medida desconocida pudiendo ser un futuro área importante para la investigación.

Por otro lado, los impactos de los microplásticos en los organismos y el medio ambiente se han convertido en una preocupación cada vez mayor, puesto que entre otras cosas es un elemento en la alimentación de los organismos acuáticos a diferentes niveles tróficos, tanto en consumidores primarios como en grandes vertebrados marinos.

Plásticos en una muestra de zooplancton colectada en el golfo de Cádiz en frente de la desembocadura del río Guadalquivir. Una tortuga marina comiendo plástico (imagen de World Wild Life)

Plásticos en una muestra de zooplancton colectada en el golfo de Cádiz en frente de la desembocadura del río Guadalquivir. Una tortuga marina comiendo plástico (imagen de World Wild Life)

Sin embargo, apenas se conoce su origen, distribución y destino. Muchos estudios se están centrando en estos aspectos. Podemos citar una investigación realizada por el Golfo de Cádiz. En una primera evaluación recientemente realizada, se encontró un patrón claro de la densidad de microplásticos en relación con la distancia desde la costa, donde la densidad de éstos disminuyó desde la costa hacia zonas alejadas, especialmente en la cercanía del estuario del Guadalquivir. Por tanto, este río posiblemente es el que más contribuye a incrementar los microplásticos en el Golfo de Cádiz, quizás debido a su mayor tasa de descarga de agua dulce y al importante efluente urbano e industrial que se origina en esta cuenca. Por lo tanto, los esfuerzos de monitoreo deberían centrarse en esta área.

A pesar de la gran cantidad de compuestos emergentes que llegan al medio acuático, su evaluación es tan compleja como el mismo ciclo de vida de muchos organismos que habitan en este medio. En términos generales, la evaluación de los efectos de estos compuestos se realiza en la fase adulta de las especies y en condiciones controladas, por cuestiones prácticas. Sin embargo, la mayoría de los organismos acuáticos se desarrollan a través de un ciclo de vida complejo que incluye una fase larvaria altamente sensible a los cambios ambientales. La larva planctónica no posee el conjunto de adaptaciones fisiológicas que protegen al adulto para enfrentarse al propio estrés natural (por ejemplo, a variaciones de salinidad y temperatura), o a la falta de alimento en el medio entre otros. Todo ello sin contar con la entrada de estos contaminantes emergentes en el medio acuático que amplifican los efectos del estrés natural.

Larvas de Palaemon serratus con morfología normal sin efecto de los fármacos versus anormalidades morfológicas en el rostro y telson bajo la exposición de clotrimazol a dosis altas. Tratamiento control con acceso no restringido al alimento (a: rostro; b: telson) y acceso limitado a la presa (c: rostro; d: telson). Tratamiento con clotrimazol y con acceso no restringido al alimento (e: rostro; f: telson) y acceso limitado al alimento (g: rostro; h: telson). La marca de verificación (✔) representa un desarrollo morfológico normal en el rostro (a, c: 3 espinas dorsales) y en el telson y urópodos (b, d); Las flechas representan un desarrollo morfológico lento en el rostro (e, f: espinas dorsales) y una anomalía morfológica en el telson y los urópodos (g, h).

Larvas de Palaemon serratus con morfología normal sin efecto de los fármacos versus anormalidades morfológicas en el rostro y telson bajo la exposición de clotrimazol a dosis altas. Tratamiento control con acceso no restringido al alimento (a: rostro; b: telson) y acceso limitado a la presa (c: rostro; d: telson). Tratamiento con clotrimazol y con acceso no restringido al alimento (e: rostro; f: telson) y acceso limitado al alimento (g: rostro; h: telson). La marca de verificación (✔) representa un desarrollo morfológico normal en el rostro (a, c: 3 espinas dorsales) y en el telson y urópodos (b, d); Las flechas representan un desarrollo morfológico lento en el rostro (e, f: espinas dorsales) y una anomalía morfológica en el telson y los urópodos (g, h).

Por ello, el estudio de estos y futuros contaminantes emergentes en la naturaleza, no sólo en adultos sino también en los estadios larvarios, es vital para evaluar los riesgos ambientales de estas sustancias. Es de destacar que no todas las especies responden a la exposición de estos compuestos de la misma forma. Los efectos de estos compuestos emergentes en las larvas parecen ser específicos de cada compuesto y dependen de la especie. Por ejemplo, a similares concentraciones, un compuesto farmacéutico es capaz de disminuir la tasa de crecimiento en la especie marina P. serratus, y la tasa de crecimiento y la masa corporal de las larvas de otra especie, P. longirostris, que habita los estuarios. De ahí, la importancia de hacer una evaluación de riesgo ambiental de un compuesto considerando especies con diferentes estrategias de vida o pertenecientes a distintos grupos funcionales.

 

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Autor Enrique Gonzalez Ortegon

Enrique González-Ortegón investigador en el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucia (CSIC), se licenció en Biología por la Universidad de Sevilla en 2000 y doctoró en Ciencias Marinas por el CSIC y la U. Cádiz en 2008.


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