Microplásticos en la cadena alimenticia

Por: Katherine Alelí Ivala Espinoza     

Octubre 27, 2020
Microplásticos fragmentados en un anfípodo (izquierda); un fragmento nanoplástico (derecha). Fuente: Alicia Mateos,2020.

En los últimos años la contaminación global por microplásticos ha despertado preocupación científica. Ha habido muchos estudios centrados en las concentraciones de microplásticos en diferentes ecosistemas y como afecta a los individuos de la base de la cadena alimenticia.

Los microplásticos con un tamaño inferior a 5 mm (Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica utiliza este parámetro), son un polímero plástico omnipresente presente en casi todos los entornos marinos. Debido a su pequeño tamaño, una amplia gama de organismos marinos los puede digerir y acumularse principalmente en su intestino. Sin embargo, las consecuencias exactas de la exposición a los microplásticos en los organismos acuáticos se desconocen en gran medida (1).

¿De dónde vienen?

Cantidades sustanciales de microplásticos ya están presentes en el ecosistema marino global, desde los trópicos hasta los polos, incluso en el hielo marino del Ártico. Los microplásticos primarios provienen de productos para el cuidado personal, de lavandería y fibras de ropa que ingresan a los océanos a través de aguas residuales. Sin embargo, aproximadamente el 90% de los microplásticos pueden quedar retenidos en plantas de tratamiento de aguas residuales, mientras que los no retenidos pueden liberarse en un estado mayormente inalterado. Los microplásticos secundarios, tanto partículas como fibras, son el resultado de la descomposición de los desechos oceánicos plásticos y macroscópicos, que son comunes en todos los océanos del mundo, la mayoría de los microplásticos en el medio marino provienen de fuentes secundarias (2). Numerosos estudios han demostrado que son persistentes en aguas superficiales y profundas del océano, y en los sedimentos de aguas profundas (3).

Por ejemplo, en el Océano Austral se identificaron las posibles fuentes y rutas de transmisión a la región. Las estimaciones mostraron que los niveles de contaminación por microplásticos liberados en la región desde los barcos y las estaciones de investigación científica probablemente sean insignificantes a la escala del Océano Austral, pero pueden ser significativos a escala local. Esto se demostró mediante la detección de los primeros microplásticos en sedimentos bentónicos poco profundos cerca de varias estaciones de investigación en la isla Rey Jorge (2).

¿Cómo se relaciona con la cadena alimenticia?

Tomemos el estudio de las redes tróficas pelágicas en el Océano Austral, que son móviles, irregulares y tienen una rotación rápida. Se caracterizan por especies clave de diatomeas (productoras primarias de algas) y krill antártico (Euphausia superba). Para las diatomeas, las concentraciones altas de PVC (200 mg / L), produjo la reducción del contenido de clorofila y afectó la fotosíntesis de tres diatomeas marinas. Los microplásticos de PVC se adsorbieron y causaron daños físicos en la estructura de las células de las algas (4). Se predice, a partir de experimentos que utilizan altas concentraciones de microplásticos, que la comunidad de zooplancton ingiera una gran proporción de esas concentraciones, ya que se alimentan de grandes volúmenes de agua (2).

La evidencia del hemisferio norte muestra que los microplásticos pueden afectar especies pelágicas (las especies que viven en aguas medias o cerca de la superficie, estos limitan al máximo su contacto con el fondo marino o la costa) al causar efectos toxicológicos en especies clave, como los copépodos y eufáusidos (crustáceos parte del zooplancton), en la base de la cadena alimentaria, así como la bioacumulación y biomagnificación (2).

¿Podrían fragmentarse los microsplásticos a nanoplásticos biológicamente?

La fragmentación biológica de microplásticos no había sido estudiada hasta la reciente publicación en la revista Nature Scientific Reports, encontrando un crustáceo de 2 cm de largo el anfípodo de agua dulce Gammarus duebeni. Esta especie vive en arroyos irlandeses, pero pertenece a un grupo más grande de invertebrados que son comunes tanto en el agua dulce como en los océanos de todo el mundo. Los microplásticos de polietileno (PE) de 10 a 45 μm son adsorbirdos fuertemente en todas las superficies de la especie de lenteja de agua Lemna minor, vector de transferencia trófica al anfípodo Gammarus duebeni (5).

Los primeros experimentos se llevaron a cabo para comprender los posibles efectos negativos (si los hay) de los microplásticos en los anfípodos. Sin embargo, algunos primeros resultados sorprendentes, llevaron a realizar nuevos experimentos centrados en la recopilación de pruebas para demostrar que los microplásticos estaban siendo fragmentados biológicamente por G. duebeni.

Para averiguarlo, se expuso a los anfípodos en el laboratorio a cierto tipo de microplásticos con tinte de color específico. Luego se disecciono los tractos digestivos de estos anfípodos y se visualizaron bajo un microscopio de fluorescencia, que es capaz de rastrear el microplástico teñido en el tejido animal. Se concluyó que Gammarus duebeni es capaz de fragmentar microplásticos en diferentes formas y tamaños, incluidos los nanoplásticos, en menos de cuatro días (3).

¿Por qué importa esto?

Ya sabemos que los microplásticos pueden acumularse en el intestino de las aves marinas y los peces, y hasta donde se sabe, las partículas nanoplásticas más pequeñas podrían incluso penetrar células y tejidos, donde sus efectos podrían ser mucho más difíciles de predecir.

Por lo tanto, el hallazgo de que un animal tan común puede producir rápidamente una gran cantidad de nanoplásticos es particularmente preocupante. Dado que los G. duebeni que se analizaron son devorados por peces y aves, cualquier fragmento nanoplástico que produzcan también puede estar ingresando a la cadena trófica. 

Además, estos procesos de bioacumulación y biomagnificación podrían tener consecuencias negativas para depredadores superiores como los peces, aves marinas, focas y ballenas, además de los impactos conocidos de la ingestión de macroplásticos y el enredo en la biota marina (2).

Por ejemplo, científicos de la Universidad de Cardiff demostraron recientemente por primera vez que los microplásticos se habían transferido a la cadena trófica de un río, desde pequeños invertebrados hasta cazos, el único pájaro cantor que puede nadar bajo el agua. Observaron microplásticos en regurgitaciones del cazo, en bolitas fecales de adultos y polluelos (6).

Si bien no se conoce el efecto de la transferencia de microplásticos a los individuos de cada cadena trófica, las investigaciones citadas para esta redacción dan indicios de ello. Al ser un tema de importancia se esperan más investigaciones para comprender la dinámica de las cadenas alimenticias y su relación con la contaminación por micro y nanoplásticos (producida por consumo y actividad humana), de cómo estas se afectan y afectaran, trayendo consecuencias a nuestros ecosistemas y por ende a nosotros.

Referencias:

  1. Pirsaheb M, Hossini H, Makhdoumi P. Review of microplastic occurrence and toxicological effects in marine environment: Experimental evidence of inflammation. Process Safety and Environmental Protection [Internet]. 2020 [Consultado 17 agosto 2020];142. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.05.050

  2. Waller C, Griffiths H, Waluda C, Thorpe S, Loaiza I, Moreno B et al. Microplásticos en el sistema marino antártico: un área emergente de investigación. Ciencia del medio ambiente total [Internet]. 2017 [Consultado 17 de agosto de 2020];598. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.03.283

  3. Mateos-Cárdenas A, O’Halloran J, van Pelt F, Jansen M. Rapid fragmentation of microplastics by the freshwater amphipod Gammarus duebeni (Lillj.). Scientific Reports [Internet]. 2020 [Consultado 17 de agosto 2020];10(1). Disponible en: https://doi.org/10.1038/s41598-020-69635-2

  4. Wang S, Wang Y, Liang Y, Cao W, Sun C, Ju P et al. Las interacciones entre el cloruro de polivinilo microplástico y las diatomeas marinas: efectos fisiológicos, morfológicos y de crecimiento. Ecotoxicología y seguridad ambiental [Internet]. 2020 [Consultado 17 de agosto 2020]; 203. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111000

  5. Mateos-Cárdenas A, Scott D, Seitmaganbetova G, Frank NAM v, John O, Marcel AKJ Los microplásticos de polietileno se adhieren a Lemna minor (L.), pero no tienen efectos sobre el crecimiento de las plantas o la alimentación de Gammarus duebeni (Lillj .). Ciencia del medio ambiente total [Internet]. 2019 [Consultado 17 de agosto de 2020]; 689. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.06.359

  6. D’Souza J, Windsor F, Santillo D, Ormerod S. Transferencia de la red alimentaria de plásticos a un depredador fluvial del ápice. Biología del cambio global [Internet]. 2020 [Consultado 17 de agosto 2020]; 26 (7). Disponible en: https://doi.org/10.1111/gcb.15139

     

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