Bioindicadores
bentos (del griego βένθος/benthos, "fondo marino") a la comunidad formada por los organismos que habitan el fondo de los ecosistemas acuáticos. El bentos se distingue del plancton y del necton, formados por organismos que habitan en la columna de agua. El adjetivo que se hace derivar de « bentos » es « bentónico ».
Allí donde la luz alcanza el fondo, lo que depende de la profundidad y de la transparencia del medio, la comunidad incluyeproductores primarios fotosintetizadores. En el medio afótico (sin luz) de los fondos más profundos, todos los organismos son consumidores, dependiendo el conjunto de los restos orgánicos y microorganismos que la gravedad arrastra desde niveles más superficiales.
Un caso especial y notable es el de las biocenosis, más o menos efímeras, que se establecen en puntos de las dorsales centrooceánicas, a profundidades abisales, donde se produce vulcanismo hidrotermal, con emisión de agua muy caliente y cargada de sales. En esos ecosistemas la producción primaria corre a cargo de bacterias quimiosintetizadoras, unas de vida libre y otras simbióticas de animales.
Las comunidades bentónicas más productivas y de mayor biodiversidad, también probablemente las más amenazadas, son losarrecifes de coral. La desorganización y empobrecimiento de las comunidades bentónicas por ciertas artes de pesca, como las redes de arrastre, están entre los mayores problemas ambientales.
Muchos taxones (grupos biológicos) notables están especializados para residir en el bentos. El phylum entero de losequinodermos (estrellas y erizos de mar), por ejemplo, está constituido por formas bentónicas. El orden pleuronectiformes(lenguados y semejantes) es un ejemplo de peces adaptados a la vida en el bentos. También los pulpos o las sepias entre loscefalópodos, y la clase bivalvos entre los otros moluscos. Muchos organismos del bentos se desplazan muy poco, por ejemplo las almejas o las anémonas de mar. Otros son directamente sésiles (fijos), como las ostras, los corales o las algas coralinas (un grupo de algas rojas).
Fuentes de alimentación
Las principales fuentes de alimento del plancton y el bentos son sustancias orgánicas que llegan arrastradas desde tierra firme. La profundidad del agua, la temperatura, la salinidad y el tipo de sustrato local determinan el bentos que encontramos en cada lugar. En las aguas costeras y otros lugares donde la luz alcanza el fondo, las diatomeas bentónicas fotosintetizadoras pueden proliferar. Los invertebrados filtradores, como las esponjas y bivalvos, dominan los fondos duros y arenosos. Los sedimentívoros, como los poliquetos, pueblan los fondos blandos. Peces, estrellas de mar, caracoles, cefalópodos y crustáceosconstituyen importantes depredadores y carroñeros.
Algunos organismos bentónicos, como las estrellas de mar, las ostras, las almejas, los pepinos de mar, los ofiuroideos y lasanémonas de mar, desempeñan un papel importante como fuente de alimento para los peces y los seres humanos.
Zona bentónica, es el conjunto de regiones acuáticas que están habitadas por el bentos, es decir, por los seres vivos que se fijan a los fondos, o que se deslizan sobre ellos. Se puede diferenciar entre la comunidad bentónica del litoral y la que ocupa los fondos oceánicos. En el primer caso, al recibir la luz solar, se pueden desarrollar muchas especies de algas verdes y pardas, así como algunas plantas fanerógamas.
Entre ellas habitan muchos moluscos bivalvos y gasterópodos,equinodermos, anélidos, y muchos peces adaptados a rastrear los fondos, como los torpedos o el rape.
Una biofirma es cualquier sustancia - como un elemento, isótopo, o molécula, o fenómeno - que proporciona evidencia científica del pasado o del presente de la vida1 2atributos medibles de la vida son sus complejas estructuras físicas y químicas y también su utilización de la energía libre y la producción de biomasa y residuos. Debido a sus características únicas, una biofirma puede ser interpretada como habiendo sido producida por organismos con vida , sin embargo, es importante que no se considere definitivo, porque no hay forma de saber por adelantado cuáles son universales para la vida y cuáles son únicas a las peculiares circunstancias de la vida en la Tierra.
En geomicrobiología
La historia antigua de la Tierra ofrecen una oportunidad para ver cuales firmas geoquímicas son producidos por la vida microbiana y cómo estas firmas se conservan a través del tiempo geológico. Algunas disciplinas relacionadas, como laGeoquímica, geobiología y geomicrobiología utilizan a menudo biofirmas para determinar si organismos con vida están o han estado presentes en una muestra. Estas firmas biológicas posibles incluyen: (a) microfósiles y estromatolitos, (b) estructuras moleculares (biomarcadores) e composiciones isotópicass de carbono, nitrógeno e hidrógeno en la materia orgánica, (c) varias proporciones de isótopos de azufre y de oxígeno en los minerales;. y (d) las relaciones de abundancia y composición isotópica de metales redox sensibles (por ejemplo, Fe, Mo, Cr, y elementos de tierras raras).4 5
Por ejemplo, los particulares ácidos grasos medidos en una muestra pueden indicar qué tipos de bacterias y arqueas viven en ese entorno. Otro ejemplo son los alcoholes grasos de cadena larga con más de 23 átomos que se producen por planctonic bacterias.6Cuando se usa en este sentido, los geoquímicos a menudo prefieren el término biomarcador. Otro ejemplo es la presencia lípidosde cadena lineal en forma de alcanos, alcoholes y ácidos grasos con 20-36 átomos de carbono en el suelo o sedimentos. Depósitos de turba son una indicación de origen en la cera epicuticular de la más alta de plantas.
Los procesos de la vida pueden producir una serie de firmas biológicas, tales como ácidos nucleicos, lípidos, proteínas,aminoácidos, material como el kerógeno y diversas características morfológicas que son detectables en rocas y sedimentos.7
En astrobiología
La exploración astrobiológica se basa en la premisa de que firmas biológicas encontradas en el espacio serán reconocibles como de vida extraterrestre. La utilidad de una biofirma se determina, no sólo por la probabilidad de que la vida la creó, sino también por la improbabilidad de que procesos no biológicos (abiótico) la produjeran.10 Un ejemplo de una firma biológica pueden ser moléculas orgánicas complejas y/o estructuras cuya formación es prácticamente irrealizable en la ausencia de la vida. Por ejemplo, algunas categorías de firmas biológicas pueden incluir lo siguiente: morfologías celulares y extracelulares, sustancias biogénicas en rocas, estructuras moleculares bio-orgánicas, quiralidad, minerales biogénicos, s patrones de isótopos biogénica estables en minerales y compuestos orgánicos, en los gases atmosféricos, y en características detectables de forma remota en superficies planetarias, tales como pigmentos fotosintéticos, etc.
bioindicador es un indicador consistente en una especie vegetal, hongo o animal; o formado por un grupo de especies (grupo eco-sociológico) o agrupación vegetalcuya presencia (o estado) nos da información sobre ciertas características ecológicas, es decir, (físico-químicas, micro-climáticas, biológicas y funcionales), del medio ambiente, o sobre el impacto de ciertas prácticas en el medio. Se utilizan sobre todo para la evaluación ambiental (seguimiento del estado del medio ambiente, o de la eficacia de las medidas compensatorias, o restauradoras).
Principios
El principio consiste en observar los efectos biológicos, individualmente o en las poblaciones de diferentes ecosistemas (a escala de la biosfera o a veces de grandesbiomas).
Estos efectos deben ser medibles vía la observación de diversos grados de alteraciones morfológicas, alteraciones de comportamiento, de los tejidos o fisiológicas (crecimiento y reproducción), lo que, en casos extremos, lleva a la muerte de estos individuos o a la desaparición de una población.
Estos efectos deben ser medibles vía la observación de diversos grados de alteraciones morfológicas, alteraciones de comportamiento, de los tejidos o fisiológicas (crecimiento y reproducción), lo que, en casos extremos, lleva a la muerte de estos individuos o a la desaparición de una población.
El liquen, por ejemplo, es un bioindicador eficaz de la contaminación del aire en un bosque o en una ciudad. Existen otros indicadores para medir los efectos sobre la diversidad biológica.1
Propiedades de un buen bioindicador
- Debe estar suficiente (normalmente, o anormalmente) disperso en el territorio y ser relativamente abundante y, si es posible, fácilmente detectable.
- A menos que se quiera medir la movilidad de las especies, debe ser lo más sedentario posible para reflejar las condiciones locales.
- Debe tener un tamaño que permita el estudio de los diferentes tejidos y sus componentes (músculos, huesos, los órganos en el caso de un animal ...).
- Debe tolerar los contaminantes en concentraciones similares a las observadas en el medio ambiente contaminado, sin efectos letales.
- También debe sobrevivir fuera del medio natural y tolerar las diferentes condiciones de laboratorio (pH, temperatura, ...).
Los bioindicadores son útiles en los programas de evaluación ambiental estratégica.
Biovigilancia de la calidad del aire
Definición
La bioindicación relativa a la calidad del aire es la utilización de organismos sensibles a un determinado contaminante con efectos visibles macroscópicamente o microscópicamente para evaluar la calidad del aire. Proporciona un análisis de información sobre la contaminación atmosférica y permite evaluar directamente el impacto de los contaminantes ambientales.
La observación de los organismos bioindicadores completa generalmente los dispositivos de medida automáticos, u orientan la elección de las moléculas a analizar.2
Ejemplos
- Los líquenes (organismos resultantes de la simbiosis hongo-alga) que se desarrollan en diferentes sustratos (suelo,cortezas, tejados, piedra, etc.) Reaccionan a dosis muy bajas de determinados contaminantes (ácidos, en particular) antes que los animales y mucho antes de que la piedra de los monumentos se degrade. Cada especie de liquen tiene resistencia a una tasa específica de contaminación. Algunas especies se benefician de un enriquecimiento del aire en nitrógeno. La observación de las poblaciones de líquenes permite así seguir la evolución de la contaminación en el curso tiempo.
En el bosque, la desaparición de los líquenes puede indicar un alto nivel de dióxido de azufre, la presencia de fungicidas en la lluvia, o de contaminantes basados en azufre y nitrógeno.
- El trébol y el tabaco permiten cuantificar y clasificar el contenido del aire en ozono.
- Las petunias pueden ser utilizados como bioindicadores de la cantidad de hidrocarburos en el aire.[cita requerida]
El biomonitoreo de la calidad del agua
Definición
La bioindicación de la calidad del agua es el uso de organismos sensibles a un determinado contaminante con efectos visibles macroscópicamente o microscópicamente, a fin de evaluar la calidad del agua. Proporciona una información semi-cuantitativa sobre la contaminación del medio acuático y permite evaluar directamente el impacto ambiental de los contaminantes.
Ejemplos
Los invertebrados bentónicos son muy buenos bioindicadores de la calidad de las aguas dulces, especialmente en el estudio de las concentraciones de varios metales pesados (As, Cd, Co, Cr, Cu, Pb, y Zn). El modo de vida de estas especies les permite esconderse en los sedimentos. La diferencia en la concentración de un contaminante en los sedimentos y en las capas superiores del agua puede ser grande y el modo de vida del bioindicador debe tenerse en cuenta para reflejar su exposición real a los contaminantes estudiados.
En el uso de un bioindicador para medir la concentración de un contaminante como el cadmio en uno de invertebrados acuáticos, es importante determinar la vía de entrada del contaminante en el cuerpo. Los individuos pueden absorber los metales del agua a través de sus branquias directamente y/o a través del alimento al ingerir presas a lo largo de la cadena alimentaria. La importancia relativa de una vía de entrada varía en función de las especies estudiadas y los contaminantes estudiados y puede ser obtenida sometiendo al bioindicador a diversos tratamientos de presencia de contaminante en el agua o en los alimentos solamente.
El hígado es un importante centro de acumulación de metales pesados. Los metales que penetran en un organismo pueden ser absorbidos por metaloproteínas que detoxifican los entornos celulares. Son producidas en presencia de contaminantes y son la base del mecanismo de regulación. Los lisosomas y gránulos de las células también pueden servir para secuestrar estos metales. El mecanismo varía en función del contaminante y del bioindicador estudiado. Los estudios más recientes permiten conocer la partición sub-celular de los metales en un tejido particular (hígado, branquias, intestino).
Véase también: Índice biológico global normalizado
¿El ser humano como bioindicador?
El ser humano, el espermatozoide, la fertilidad humana, la duración media de vida, o la tasa de cánceres (y su naturaleza) u otras enfermedades pueden ser parte de las baterías de indicadores de evaluación del estado del medio ambiente.
Éstos son los «integradores naturales» los más importantes objetivos de un estado medioambiental y, por tanto, los impactos de las actividades humanas en combinación con los posibles riesgos bio-geo-climáticos naturales... (lo que los hace potencialmente más fácilmente contestables).
- Ventaja: que reflejan una realidad biológica. Pueden confirmar o refutar los índices de rendimiento.
- Desventajas: Son a veces frustrantes para el examinador, ya que ponen de relieve un problema y sus síntomas, pero no especifican las causas (con frecuencia múltiples).
Los bioindicadores no son una suma de los indicadores medidos. Tienen una extrema complejidad, las sinergias y las inercias propias de los ecosistemas.
Muchos factores pueden ser responsables de la degradación del medio ambiente, por ello, es fácil negar su responsabilidad. Sin embargo, la bioindicación es útil o necesaria en muchos protocolos de evaluación y, en ocasiones, en la aplicación de la precaución.
La Comisión Europea en 2007, después de cuatro años de debates sobre el tema salud y medio ambiente, ha aprobado un proyecto piloto de biovigilancia en los seres humanos.
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