LOS EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN. DESDE LAS CÉLULAS A LOS ECOSISTEMAS Dra. Mariana Beatriz Jofré Area de Biología Universidad Nacional de San Luis
EVENTOS DE CONTAMINACIÓN MASIVA Foto Chernobyl
PREGUNTAS: ¿Cuanto más deben empeorar las condiciones para que la vida silvestre y seres humanos estén en peligro? ¿Están el hombre y otras especies ya en peligro? RESPUESTA: Predecir la probabilidad y magnitud de problemas ambientales y de salud futuros basados en la evidencia actual. Utilizar indicadores de efecto para prever o inferir cambios a niveles superiores (poblaciones y ecosistemas).
DEFINICIONES CONTAMINACIÓN CONTAMINANTE POLUTANTE XENOBIÓTICO ECOTOXICOLOGÍA
TIPOS DE CONTAMINANTES QUÍMICOS: orgánicos, inorgánicos. Naturales, antrópicos. FÍSICOS: temperatura, isótopos radiactivos, radiación electromagnética, ruidos, contaminación visual. BIOLÓGICOS: microorganismos patógenos, mareas rojas. MEDIO AFECTADO AIRE AGUA SUELO ORGANISMOS VIVOS
CONTAMINANTES DEL AIRE Contaminantes primarios: Aerosoles, óxidos de azufre, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, ozono, anhídrido carbónico, oxidantes, sustancias radiactivas, derivados del azufre, halógenos y derivados, arsénico, sustancias orgánicas, partículas de metales, minerales. Contaminantes secundarios: Contaminación fotoquímica, acidificación, disminución de la capa de ozono, contaminación electromagnética, calor, ruido.
CONTAMINANTES DEL SUELO Residuos sólidos urbanos: basura doméstica. Residuos industriales: inertes, similares a residuos urbanos, residuos peligrosos. Residuos agrícolas. Residuos médicos y de laboratorios. Residuos radiactivos.
CONTAMINANTES DEL AGUA Microorganismos patógenos. Desechos orgánicos. Sustancias químicas inorgánicas. Nutrientes vegetales inorgánicos. Compuestos orgánicos. Sedimentos y materiales suspendidos. Sustancias radiactivas Contaminación térmica
EFECTOS DE LOS CONTAMINANTES AMBIENTALES Daños genéticos. Alteración en el funcionamiento de hormonas. Cáncer. Alergias. Alteraciones comportamentales. Efectos sinérgicos.
Respuestas de los organismos a los contaminantes ambientales RESPUESTA A LARGO PLAZO RESPUESTA A CORTO PLAZO BAJA RELEVANCIA ECOLÓGICA ALTA RELEVANCIA ECOLÓGICA COMUNIDAD POBLACIÓN BIOENERGÉTICA HISTOPATOLOGICA REPRODUCTIVA INMUNOLOGICA FISIOLÓGICA BIQUÍMICA
Respuestas biológicas ante el estrés ambiental Régimen de temperatura Disponibilidad de hábitat Eutroficación Régimen hidrológico Disponibilidad de alimento Factores fisicoquímicos Contaminantes RESPUESTA INTEGRAL CRECIMIENTO ÉXITO REPRODUCTIVO RESPUESTA POBLACIONAL
Efectos directos e indirectos del estres ambiental Bimolecular, bioquímico. Fisiológico, inmunológico, patológico. Cantidad y calidad del alimento Efectos individuales (crecimiento, reproducción) COMUNIDAD POBLACIÓN Alimentación, reproducción, competencia.
Condiciones fisiológicas resultantes de la exposición a diferentes grados de estres ambiental
Bioindicadores que pueden ser medidos en cada zona de estres Más sensibles ZONA 2 Sensibilidad moderada ZONA 3 Menos sensibles Enzimas de detoxificación Histopatología Parámetros poblacionales Daño del DNA Indicadores del sistema inmune Prámetros a nivel comunidad Enzimas antioxidantes Bioenergética (lípidos) Alteraciones en proporción de sexos Parámetros sanguíneos Indices de condición Alteraciones en cadenas tróficas Proteínas de estres Crecimiento Relaciones entre niveles tróficos Parámetros reproductivos
Bioindicadores representativos de diferentes niveles de organizacion NIVEL BIOQUIMICO NIVEL FISIOLOGICO NIVEL HISTOPATOLOGICO NIVEL INDIVIDUAL NIVEL POBLACIONAL NIVEL COMUNITARIO Enzimas detoxificantes Creatinina Necrosis Crecimiento Abundancia Riqueza de especies Metabolitos biliares Transaminasas Agregación de macrófagos Lípidos totales Distribución de tamaño y edades Indices de integridad biótica Daño del DNA Triglicéridos Lesiones producidas por parasitosis Índices Proporción de sexos Especies sensibles Proteínas de estres Función inmunitaria Álteraciones tisulares Factores de condición Bioenergética Tipos de alimentación Enzimas oxidantes Hormonas esteroidales Carcinomas Anormalidades Integridad reproductiva Indices ded diversidad
CARACTERÍSTICAS DE BIOMARCADORES Y BIOINDICADORES (exposición) Bioindicadores (efecto) Tipo de respuesta Biomolecular, bioquímica Individual a comunitaria Sensibilidad Alta Baja Relación con causas Variabilidad de la respuesta Mediana a baja Especificidad Mediana a alta Relevancia ecológica
FOCO DE LOS ESTUDIOS DE CAMPO SENSIBILIDAD DE LA RESPUESTA RELEVANCIA ECOLOGICA ESTUDIOS DE CAMPO minutos/horas días semanas/meses años generaciones TIEMPO DE RESPUESTA subcelular/celular tejido/órgano organismo población comunidad
COMO ESTABLECER RELACIONES CAUSA EFECTO Genética Reproducción Comunidades Poblaciones Fisiología Histología, inmunología Biquímica Comprensión de los mecanismos Aumento de integración Significancia ecológica
CRITERIOS PARA SELECCIONAR BIOINDICADORES Relevancia: relación causal con parámetros ecológicos significativos . Sensibilidad: responder en relación a dosis de estres específicos. Especificidad: responder a estres específicos. Amplia aplicabilidad: en escalas temporales y espaciales. Representatividad: capacidad de incluir o abarcar otras respuestas. Variabilidad: baja variabilidad respecto del ruido del sistema. Costo: razonable para los recursos disponibles y el objetivo del estudio.
USOS POTENCIALES DE LOS BIOINDICADORES Indicar exposición a contaminantes. Ayudar a identificar mecanismos de toxicidad. Proveer advertencia temprana de daños ambientales potenciales. Proveer evidencias de recuperación o remediación ambiental. Importantes para relacionar causas (stres) con efectos ecológicamente relevantes. Pueden ser incorporados en estimaciones de riesgo ecológico.