LOS EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN. DESDE LAS CÉLULAS A LOS ECOSISTEMAS Dra. Mariana Beatriz Jofré...
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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.