Junto con el cambio climático, la contaminación es un problema global cada vez más preocupante. La desaforada actividad humana (agrícola, industrial, minera, urbana) libera al medio gran cantidad de productos químicos.
Compuestos como metales pesados, dioxinas, hidrocarburos aromáticos, fertilizantes, pesticidas, fármacos, cianuro y detergentes son en su mayoría tóxicos. Pueden producir efectos nocivos en los organismos vivos en general, y resultar particularmente dañinos para la salud de las personas.
Si la contaminación es intensa y/o persiste en el tiempo, los efectos perjudiciales pueden afectar a la estructura y función de los ecosistemas terrestres y acuáticos. Por todo ello, diagnosticar episodios de contaminación es fundamental para poder aplicar medidas correctoras o restauradoras tempranas. Así podremos evitar que los daños se hagan mayores y de consecuencias irreversibles.
Mecanismos para medir la calidad ambiental
Evaluar la calidad ambiental es una tarea compleja y difícil. Las técnicas de análisis químico precisan una idea previa sobre los contaminantes implicados. Su efectividad es limitada, ya que permiten analizar unos contaminantes, pero no otros.
Además, estas herramientas no tienen en cuenta las posibles interacciones de unos contaminantes con otros, ni la influencia de factores fisicoquímicos del medio (temperatura, humedad, pH, salinidad, etc.). Tampoco informan de sus efectos biológicos.
Los seres vivos como animales, plantas, hongos y microorganismos pueden utilizarse como organismos centinela, indicadores o bioindicadores. Permiten evaluar los efectos biológicos de la contaminación y medir las consecuencias sobre su salud y bienestar.
Su aplicación se remonta a la época romana, cuando los canarios se bajaban a las minas de carbón. Al ser mucho más sensibles que los humanos a la presencia de gases (monóxido de carbono), las aves servían para alertar de un peligro inminente y dar tiempo a los mineros para escapar.
En un ejemplo de nefasta actualidad, la reducción y deterioro progresivo de los arrecifes de coral están alertando sobre el cambio climático y el calentamiento global del planeta.
Bioindicadores de contaminación en Doñana
Situado al suroeste de la península Ibérica (Andalucía), el Parque Nacional de Doñana es un espacio natural protegido de gran importancia ambiental y ecológica. Destaca por ser lugar de paso, cría e invernada para miles de aves y el hábitat de varias especies en peligro de extinción, como el lince ibérico o el águila imperial. Por ello, entre otras consideraciones, Doñana fue declarada Patrimonio de la Humanidad en 1994.
Con todo, diversos contaminantes y fuentes de contaminación amenazan el equilibrio y la salud ambiental de la zona. Destacan los siguientes:
- Metales procedentes de las minas de pirita situadas en el norte de la región.
- Pesticidas usados para la producción de arroz, cítricos y fresas en los campos de cultivo próximos.
- Desechos procedentes de las industrias químicas y petroquímicas situadas próximas a la ciudad de Huelva.
La fragilidad de este sistema ecológico se puso de manifiesto al romperse la balsa minera de Aznalcóllar el 25 de abril de 1998. El accidente puso en grave peligro la integridad de Doñana. De no ser por la rápida y efectiva intervención realizada, pudo tener consecuencias ambientales demoledoras e incalculables.
Nuestro grupo ha evaluado durante más de 20 años la situación ambiental de Doñana y sus alrededores midiendo los efectos biológicos de la contaminación en distintos animales centinela que habitan la zona.
A pesar de ser un área de máxima protección, y de que el catálogo de especies que pueden utilizarse en los estudios es muy limitado, hemos empleado distintos bioindicadores para evaluar los diversos ecosistemas del Parque.
Se trata de especies no protegidas como el ratón moruno (ecosistemas terrestres), considerado tanto en nuestro último trabajo como en uno que publicamos el año pasado. Este último trataba sobre los efectos de un pesticida modelo (DDE, subproducto del DDT) en los testículos de este pequeño roedor.
También hemos estudiado otros centinelas de la salud ambiental de Doñana como el cangrejo rojo americano (cursos de agua dulce) y la coquina de fango (estuario del Guadalquivir). El estudio de las respuestas biológicas a nivel bioquímico en estos organismos ha permitido evaluar en el tiempo la evolución ambiental de la zona, así como la recuperación tras el desastre minero de Aznalcóllar.
Centinelas desde el mundo invisible
Entre los organismos que habitan la Tierra, la mayor diversidad se encuentra en el mundo microscópico. Los microorganismos están aquí desde el comienzo de la vida y, sin duda, permanecerán hasta el fin de los tiempos, mucho después de que la humanidad desaparezca.
Dada su gran plasticidad y extraordinaria capacidad de adaptación genética, los microbios han colonizado, sin excepción, todos los ecosistemas posibles en nuestro planeta, incluidos ambientes extremos. No menos de 1 millón de bacterias pueden encontrarse en un simple gramo de suelo (100 000 microbios por m³ de aire y 10 000 por ml de agua).
Los microorganismos tienen un gran potencial como indicadores en el diagnóstico ambiental. Ampliamente distribuidos, están implicados activamente en los ciclos biogeoquímicos de elementos principales (carbono, nitrógeno, fósforo y azufre), en la función de los ecosistemas y en la degradación e inmovilización de los contaminantes.
Los microbios son organismos especialmente sensibles a las condiciones ambientales. Su abundancia, diversidad y actividad biológica se modifican significativamente en respuesta a agentes perjudiciales. Los cambios alertan así sobre episodios de contaminación.
Hemos podido comprobar este sistema de detección temprana en los estudios más recientes que estamos realizando en Doñana. Para ello estamos empleando técnicas que analizan globalmente distintas biomoléculas (ADN, proteínas) para evaluar cambios en la diversidad microbiana y sus procesos metabólicos provocados por la contaminación.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por José Alhama Carmona, Profesor Titular de Universidad. Dpto. Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Córdoba; Ana María Herruzo Ruiz, Estudiante predoctoral de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Córdoba y Carmen María Michán Doña, Profesora en Bioquímica y Biología Molecular, Universidad de Córdoba. Lea el original.
