Magnificación Biológica: Definición, procesos y efectos

¿Qué es la magnificación biológica?

Algunos tóxicos se acumulan en el medio ambiente, dentro de la cadena alimentaria y en los cuerpos y tejidos de peces, animales y humanos. Este proceso a menudo se denomina acumulación biológica o bioacumulación. Puede conducir a una magnificación biológica, o biomagnificación, a medida que las concentraciones de estas sustancias se acumulan en el medio ambiente y en los peces, mamíferos y humanos. A menudo comienza con el proceso de bioconcentración, donde los peces y las especies acuáticas terminan con una mayor concentración de una sustancia química en sus cuerpos que en las aguas circundantes. Esto sucede mediante la exposición continua al agua y a sustancias químicas, que no se eliminan por completo en esas especies. Luego, las especies acuáticas de orden superior y, en última instancia, las aves o los mamíferos, se comen esas especies y la sustancia química se acumula más arriba en la cadena alimentaria.

Cada ecosistema tiene múltiples cadenas alimentarias unidas a una red alimentaria, y este proceso puede afectar a toda la red alimentaria. En cualquier ecosistema, la energía fluye en un proceso conocido como Energética de la Cadena Alimentaria. Este proceso comienza cuando la vida vegetal utiliza los rayos del sol para impulsar la fotosíntesis para su crecimiento. Más tarde, los insectos utilizan las plantas como combustible y energía, seguidos por especies de orden superior, como reptiles, anfibios y aves, que se comen los insectos para obtener energía y, en última instancia, órdenes superiores de mamíferos que se alimentan de ellos. Desafortunadamente, a medida que la energía avanza a través de la cadena alimentaria, también lo hacen las toxinas, provocando una magnificación biológica.

Los tóxicos (toxinas) que pueden provocar que se produzca este proceso se denominan sustancias tóxicas bioacumulativas persistentes o PBT. Estos tóxicos se consideran «persistentes» ya que no se descomponen fácilmente mediante procesos naturales en el medio ambiente, como la exposición a la luz solar, la radiación ultravioleta, la temperatura, la intemperie y reacciones naturales o químicas. Estos tóxicos persistentes pueden transportarse a largas distancias en el aire o la atmósfera y a través de cuerpos de agua, ya que no se descomponen ni cambian de forma fácilmente. Cuando los peces, los mamíferos o los humanos absorben estos tóxicos, a menudo pueden almacenarse en los tejidos de estas especies, específicamente en los tejidos grasos (adiposos), los tejidos de los órganos, los músculos y los huesos. Muchos PBT se encuentran en los tejidos grasos, dado que muchos de estos tóxicos son solubles en grasa, aunque también pueden acumularse en los músculos y otros tejidos.

Esta lección examinará algunos químicos y sustancias que pueden causar magnificación biológica. Utilizará el pesticida DDT como ejemplo específico y explorará cómo esta sustancia PBT alteró el medio ambiente y, en última instancia, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) prohibió su uso en los Estados Unidos.

Procesos de magnificación biológica

Esto funciona porque estos PBT se acumulan en peces y especies acuáticas, luego siguen la cadena alimentaria hasta la cima y, en última instancia, los humanos suelen tener la mayor carga que soportar con los PBT y la biomagnificación. Bio concentra un PBT en su grasa, músculo o hueso y la siguiente especie lo come. Luego, la sustancia química PBT ingresa al cuerpo del depredador y se «oculta» en su grasa, músculo o hueso. Y luego, el proceso continúa en la cadena alimentaria.

Para ilustrar este punto, consideremos una cadena alimentaria. Ahora imagina que hay una sustancia PBT en las aguas donde viven los peces. Estos peces y especies acuáticas comenzarán a acumular niveles de PBT en sus cuerpos a través de la bioconcentración, que es más alta que la concentración en el agua misma. Las especies acuáticas más grandes se alimentarán de peces más pequeños, las aves o los mamíferos pueden alimentarse de ellos y, en última instancia, los animales depredadores y los humanos se los comerán. A lo largo de la cadena alimentaria, estos niveles de PBT crecen o se magnifican a niveles más altos a medida que pasan y se acumulan en los tejidos de cada especie de orden superior a medida que asciende en la cadena alimentaria.

Efectos de la magnificación biológica

En última instancia, la principal preocupación es que estas sustancias se acumulen hasta niveles en los que causen importantes efectos adversos para la salud, como cánceres, alteraciones endocrinas, trastornos inmunológicos y neurológicos, problemas de hormonas sexuales y fertilidad, y discapacidades congénitas, entre otros efectos. Para ilustrar los efectos de los PBT cuando se biomagnifican, observemos algunas de las sustancias PBT específicas como el DDT (diclorodifeniltricloroetano), un pesticida que alguna vez se usó ampliamente en los EE. UU.

Una de las principales clases de PBT que son motivo de preocupación son los conocidos también como contaminantes orgánicos persistentes (COP), e incluyen una clase de pesticidas conocidos como «pesticidas organoclorados». Estos incluyen, entre otros, los siguientes productos pesticidas mientras tengan DDT:

• DDT (1,1,1-tricloro-2,2-bis(p-clorofenil)etano)
• clordano
• lindano
• aldrin
• dieldrín
• endrín
• isodrina
• toxafeno

Otros COP bien conocidos incluyen:

• PCB (Bifenilos Policlorados): Se utilizaban para mejorar las propiedades de los aceites utilizados en los transformadores eléctricos por sus propiedades refrigerantes y aislantes. Sin embargo, fueron prohibidos en Estados Unidos en 1979. Para ilustrar el problema de la persistencia y la biomagnificación, consideremos el hecho de que hasta el día de hoy todavía se encuentran PCB en los tejidos de los osos polares. Los osos polares se encuentran en la cima de la cadena alimentaria de sus ecosistemas, por lo que esto pone de relieve que el proceso de biomagnificación es una preocupación. Los PCB reducen la fertilidad del oso polar macho y el éxito de apareamiento, comprometiendo así sus poblaciones.
• Retardantes de llama polibromados: se utilizaban a menudo en productos de espuma, como espumas aislantes y para muebles. También se utilizaron en equipos electrónicos y otros artículos manufacturados. Estos incluyen los éteres de difenilo polibromados (PBDE) y los bifenilos polibromados (PBB), como dos ejemplos ampliamente conocidos.
• Dioxinas y furanos: estos COP son subproductos no deseados de la combustión de plásticos y otros productos que contienen cloro y flúor, como ciertos plásticos. Estos son muy dañinos para la vida silvestre y la vida humana.
• Sustancias de sulfonato de perfluorooctano (PFOS): estos materiales se usaban a menudo en telas y otros productos para hacerlos resistentes al agua y a las manchas, como ropa, alfombras, muebles y espumas contra incendios que repelen el agua y las manchas.
• Metales pesados: estos metales, como el mercurio y el plomo, ingresan al medio ambiente a través de emisiones al aire en centrales eléctricas alimentadas con carbón y en otros procesos industriales, como la fabricación y el reciclaje de baterías, las operaciones de hornos y la fundición.
• Sustancias que agotan la capa de ozono (SAO): muchas sustancias, como los CFC (clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos y halones), se clasifican como persistentes.

También existen otros PBT, pero está claro que hay muchos productos, la mayoría de los cuales fueron fabricados o artificiales, o subproductos de combustión o reacción, que causan importantes preocupaciones para el medio ambiente y la salud humana. El descubrimiento de estas preocupaciones se debe a la bióloga marina, Rachel Carson. En 1962, Carson publicó un libro que dio paso a un movimiento ecologista en las décadas de 1960 y 1970. Este libro se tituló «Primavera silenciosa» porque Carson sacó a la luz los efectos devastadores de los pesticidas organoclorados en las poblaciones de aves en la región de los Grandes Lagos, entre otros lugares. Carson describió elocuentemente los efectos de los PBT en las poblaciones de aves como causantes de una «primavera silenciosa».

Los pesticidas organoclorados, incluido el DDT, estaban teniendo efectos negativos en determinadas poblaciones de aves debido a sus efectos sobre los insectos (alimento para las aves) y la salud y la capacidad reproductiva de las aves. Carson destacó la importancia del equilibrio de los ecosistemas afectados ya que todas las especies están vinculadas en un delicado equilibrio con la naturaleza a través de la cadena alimentaria y relaciones simbióticas, donde dependen unas de otras. Carson despertó la conciencia social sobre la importancia de las actividades humanas y la creciente producción de muchos productos industriales, incluidos los pesticidas, que, utilizados indiscriminadamente, tenían graves consecuencias para todo el ecosistema.

Ejemplo de bioacumulación de DDT

El DDT (1,1,1-tricloro-2,2-bis(p-clorofenil)etano) alguna vez se usó en todo el mundo para prevenir la propagación de enfermedades transmitidas por mosquitos. Los peligros del DDT para la salud humana, y especialmente para las aves depredadoras, como el águila calva, llevaron a la prohibición del uso de DDT en 1972 en Estados Unidos. En el caso de las águilas calvas, el DDT se acumularía en sus cuerpos cuando comieran pescado o aves más pequeñas que tuvieran DDT bioconcentrado. Los altos niveles de DDT interfirieron con su capacidad para crear cáscaras de huevo duras y viables, lo que dificultó la reproducción y puso en peligro a las aves. Por ejemplo, el DDT podría acumularse en los insectos, y luego los pájaros pequeños se comen los insectos, y luego los pájaros depredadores, como el águila calva, se comen los pájaros pequeños. La concentración de DDT aumenta a niveles más altos en los tejidos grasos de cada depredador de nivel superior.

Vale la pena señalar que algunos países todavía utilizan DDT para prevenir y frenar la propagación de enfermedades, como la malaria. Esto está sujeto a cierto debate sobre el costo/beneficio del uso continuo de DDT. Como Rachel Carson enseñó a sus lectores, el DDT y otros pesticidas orgánicos halogenados pueden causar innumerables efectos en la salud de las aves y, en última instancia, de todos los depredadores, incluidos los humanos. El DDT puede bioacumularse en tejidos grasos, músculos, tejidos de órganos y huesos y ascender en la cadena alimentaria, lo que lleva a la biomagnificación.

Resumen de la lección

Algunos tóxicos, especialmente los productos químicos o sustancias «tóxicos persistentes y bioacumulativos», o «PBT», se acumulan en el medio ambiente, dentro de la cadena alimentaria y en los cuerpos y tejidos de peces, animales y humanos. Este proceso a menudo se denomina ‘ ‘acumulación biológica» o »bioacumulación». A medida que aumentan las concentraciones de PBT, se propagan a especies que se encuentran más arriba en la cadena alimentaria. Esto conduce a una »magnificación biológica» o »biomagnificación». El DDT (1,1,1-tricloro-2,2-bis(p-clorofenil)etano) alguna vez fue un pesticida ampliamente utilizado en los EE. UU., pero estas sustancias tienen graves consecuencias para el medio ambiente, las especies acuáticas y terrestres y la salud humana..

Rodrigo Ricardo Editor y fundador