Debido al gran desarrollo industrial que se ha producido en Europa desde mediados del siglo XIX, los ecosistemas se han visto muy degradados. En especial, los ecosistemas más afectados han sido los fluviales, utilizados desde antaño como sumidero de residuos o como áreas agrícolas o urbanas. En la actualidad hay numerosas causas de degradación de la calidad del agua y de las comunidades biológicas que habitan en ella, tales como la contaminación por materia orgánica y el enriquecimiento en nutrientes, la eliminación o degradación del bosque de ribera, la rectificación y canalización de ríos, la regulación de cauces, la presencia de contaminantes inorgánicos y orgánicos persistentes, o las actividades mineras.
Los primeros intentos de evaluación de muchas de estas alteraciones se basaron en una valoración fisicoquímica de la calidad del agua, estableciendo umbrales de concentración para algunas sustancias consideradas tóxicas o indicadoras de calidad. No obstante, estos análisis proporcionan una valoración instantánea de la calidad del agua, mientras que los efectos de un vertido sobre la comunidad biótica pueden persistir mucho después de que los valores de los parámetros fisicoquímicos hayan vuelto a la normalidad. Para obtener una visión más amplia de la calidad de un río habría que realizar un seguimiento fisicoquímico continuado en el tiempo, lo que implica un elevado coste, ya que requiere instrumentación específica.
Una solución más económica e integral consiste en estudiar una comunidad biológica, ya que su estructura funcional incorpora el efecto de muchos factores ambientales y, además, necesita un tiempo más o menos prolongado para recuperarse tras sufrir una perturbación. De tal forma que una alteración de la estructura de la comunidad con respecto a las condiciones naturales puede ser indicativa de una perturbación sufrida tiempo atrás o que aún está afectando a la comunidad. A este procedimiento se le denomina biovaloración, en la que se utilizan los denominados bioindicadores.
Existen diferentes tipos de indicadores biológicos de ecosistemas fluviales, como microorganismos, macrófitos o peces. Sin embargo, uno de los grupos más ampliamente utilizados, y establecido por la propia Directiva Marco de Agua (DMA) como un tipo de indicadores a utilizar, son los macroinvertebrados acuáticos. Estos invertebrados alcanzan en su ciclo biológico un tamaño superior a 200µm, siendo visibles a simple vista. Esta comunidad está caracterizada por una enorme diversidad taxonómica, por tanto, presenta una elevada variedad de adaptaciones morfológicas y de comportamiento para poder aprovechar los recursos tróficos que ofrece un ecosistema fluvial.
Esta alta diversidad taxonómica, de tipos de alimentación y de diferentes ciclos de vida hacen de la comunidad de macroinvertebrados una buena indicadora de la calidad ecológica de los ríos, ofreciendo un amplio espectro de respuestas a las diferentes perturbaciones ambientales. Además, la relativamente escasa capacidad de desplazamiento de los macroinvertebrados permite un efectivo análisis espacial de la contaminación que, unido a los largos ciclos de vida de algunos grupos, permiten también el análisis temporal de las perturbaciones. Entre los grupos más sensibles a las alteraciones del ecosistema están las larvas acuáticas de los insectos pertenecientes a los órdenes Trichoptera, Ephemeroptera, Plecoptera, y las larvas y adultos de los coleópteros acuáticos. Estos grupos han mostrado una alta sensibilidad a la contaminación y a la degradación de los ecosistemas acuáticos españoles. No obstante, otros grupos muestran una alta resistencia a las perturbaciones y a la contaminación, como pueden ser algunas especies de oligoquetos, dípteros y moluscos. Entre las estrategias para soportar estas condiciones se encuentran la alta tolerancia a compuestos tóxicos o la corta duración de sus ciclos de vida, lo que les permite medrar en condiciones adversas.
Dentro de los macroinvertebrados acuáticos que son utilizados como bioindicadores, el grupo más importante es el de los artrópodos. Estos constituyen el 68% de la fauna dulceacuícola europea, indicando la importancia y trascendencia del grupo en el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. Dentro de estos, los insectos son el grupo más numeroso, destacando:
- Efemerópteros (A, B): larvas exclusivamente acuáticas y pueden vivir hasta 2 años. Presentan diferencias en cuanto a su tolerancia a bajas concentraciones de O2, son buenos indicadores de la calidad y tienen alta sensibilidad a condiciones ácidas.
- Plecópteros: larvas exclusivamente acuáticas. Viven en el fondo de cauces de aguas frías, bien oxigenadas y libres de contaminación, por lo que son ampliamente utilizados como bioindicadores de la calidad del ecosistema acuático.
- Odonatos: las larvas son acuáticas sin excepción. Pueden vivir en una amplia variedad de hábitats, pero son más frecuentes en las zonas con poca velocidad de corriente de los cursos fluviales, como remansos o en pequeñas lagunas
- Coleópteros (C, D): 15% de las especies aproximadamente son acuáticas. Esta adaptación al medio acuático puede tener lugar en diferentes etapas del ciclo vital, de manera que en algunos grupos las larvas y adultos son acuáticos, mientras que en otros sólo una de las dos fases.
- Dípteros (E): muchas especies presentan larvas acuáticas. Algunas especies están adaptadas a vivir en zonas con elevadas corrientes y concentraciones de oxígeno, otras son especies oportunistas, adaptadas a vivir en ecosistemas con ciertas perturbaciones e incluso en condiciones extremas, por lo que hay especies con requerimientos muy diferentes en cuanto a la calidad del agua, lo cual es usado frecuentemente como indicador de la misma.
- Tricópteros (F): larvas exclusivamente acuáticas, presentan en general cierta exigencia en cuanto a la calidad del agua.
Esta variedad de rangos de tolerancia a las perturbaciones significa que, ante una alteración, hay especies muy sensibles que pueden desaparecer o reducir su abundancia, mientras que las más tolerantes pueden incrementar sus densidades cuando otras ya han desaparecido. Esta propiedad ha permitido el desarrollo de los denominados índices bióticos basados en la tolerancia de los diferentes taxones de macroinvertebrados a la contaminación o a las perturbaciones humanas.
