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LOS EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN. DESDE LAS

CÉLULAS A LOS ECOSISTEMAS

Dra. Mariana Beatriz JofréArea 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

COMUNID

ADPOBLACIÓ

N

BIOENERGÉTIC

A

HISTOPATOLO

GICA

REPRODUCTIVA

INM

UN

OLO

GIC

A

FISIOLÓGICA

BIQUÍM

ICA

Respuestas biológicas ante el estrés ambiental

RESPUESTA POBLACIONAL

Contaminantes

Disponibilidad de alimento

Régimen de temperatura

Eutroficación

Disponibilidad de hábitat

Régimen hidrológico

Factores fisicoquímicos

RESPUESTA INTEGRAL

CRECIMIENTO ÉXITO REPRODUCTIVO

Efectos directos e indirectos del estres ambiental

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

ZONA 1

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 que pueden ser medidos en cada zona de estres

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

Biomarcadores

(exposición)

Bioindicadores

(efecto)

Tipo de respuesta Biomolecular, bioquímica

Individual a comunitaria

Sensibilidad Alta Baja

Relación con causas Alta Baja

Variabilidad de la respuesta

Alta Mediana a baja

Especificidad Mediana a alta Mediana a baja

Relevancia ecológica Baja Alta

SENSIBILIDAD DE

LA RESPUESTARELEVANCIA

ECOLOGICA

ESTUDIOS DE CAMPO

minutos/horas días semanas/meses años generaciones

TIEMPO DE RESPUESTA

subcelular/celular tejido/órgano organismo población comunidad

FOCO DE LOS ESTUDIOS DE CAMPO

COMO ESTABLECER RELACIONES CAUSA EFECTO

Genética

Reproducción

Comunidades

Poblaciones

FisiologíaHistología, inmunología

Biquímica

Co

mp

ren

sió

n d

e lo

s m

ecan

ism

os

Aumento de integraciónSignificancia 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.