Todos los organismos vivos de este planeta necesitan sustancias químicas para funcionar correctamente. Sin embargo, cuando la acumulación de ciertas sustancias químicas no esenciales aumenta en los organismos vivos, puede ser perjudicial. La contaminación y las condiciones ambientales pueden hacer que las sustancias químicas se acumulen en los tejidos vivos. La contaminación es la liberación de sustancias químicas nocivas o tóxicas llamadas toxinas en el medio ambiente. El suelo, el agua y el aire están contaminados con toxinas. Algunas toxinas que contaminan el medio ambiente se acumulan a medida que ascienden en las cadenas alimenticias y causan más daño. El término bioacumulación o bioacumulación se utiliza para referirse a la acumulación de sustancias químicas en el interior de los organismos vivos. Se sabe que ciertas sustancias químicas que se encuentran en los organismos vivos son necesarias y beneficiosas, por lo que más bien se menciona la acumulación de sustancias químicas dañinas. En este artículo se definirá la bioacumulación, se discutirán sus causas y se darán algunos ejemplos. Además, se discutirán las consecuencias, prevención y control de la bioacumulación.

Bioacumulación

La bioacumulación (bioacumulación o bioacumulación) es la acumulación gradual de una sustancia química en un organismo vivo a lo largo del tiempo. La bioacumulación también se puede definir como una concentración creciente de una sustancia o sustancia química en un organismo biológico a lo largo del tiempo. Las toxinas entran en una cadena alimenticia de varias maneras. Las plantas absorben las toxinas directamente del suelo. Los seres vivos también pueden ingerir toxinas contaminantes cuando se inhalan, se consumen en alimentos o agua, oa través de la piel. Estas sustancias tóxicas son muy difíciles de excretar por los organismos, por lo que se acumulan en sus tejidos. Para que una sustancia se bioacumule, debe ser soluble en aceite, duradera, biológicamente activa, móvil y absorbible por el organismo. Cuando los organismos herbívoros comen plantas contaminadas, las toxinas se acumulan en los tejidos grasos. Próximo, El proceso continúa a lo largo de la cadena alimentaria. Un contaminante bioacumulativo común es el mercurio, especialmente en el pescado. Los compuestos orgánicos y los metales pueden bioacumularse. Cuanto más larga sea la vida media biológica de una sustancia tóxica, mayor será el riesgo de intoxicación crónica, incluso si los niveles ambientales de la toxina no son muy altos.

Formas de bioacumulación

Los contaminantes como los metales pesados ​​entran en la cadena alimentaria y se acumulan en los tejidos biológicos de los organismos acuáticos a partir de fuentes como los nutrientes, el agua y las partículas sólidas en suspensión. La bioacumulación puede ocurrir de dos maneras principales. Bioacumulación (Bioacumulación) y Biomagnificación
*Una de las formas de bioacumulación es que un químico ingresa a un organismo vivo en una cantidad más rápida de lo que el organismo puede descomponer y usar. Esto significa que entra más de lo que sale, lo que hace que la sustancia química se acumule en el organismo.
*La otra forma en que ocurre la bioacumulación es cuando un químico ingresa a un organismo vivo y el organismo no puede descomponerlo (metabolizarlo) o expulsarlo de alguna manera.

¿Cómo funciona el proceso de bioacumulación?

Los animales que se encuentran en la parte superior de la cadena alimentaria son los más afectados por la bioacumulación. El funcionamiento del proceso de bioacumulación es el siguiente:
1-Algunas toxinas se descomponen rápidamente en sustancias inofensivas antes de que afecten a los seres vivos. Otras toxinas no pueden hacer esto, y las plantas absorben pequeñas cantidades de sustancias tóxicas (generalmente pesticidas o contaminación de actividades humanas). Muchas especies pueden hacer frente a una exposición menor a estas toxinas. No permanecen en los organismos y la mayoría se excreta. Algunas toxinas contaminantes no se pueden eliminar. Estos pueden ser absorbidos en niveles bajos por organismos a lo largo de la cadena alimentaria, por lo que el daño es limitado. Estos organismos son casi siempre plantas o algas.
2-Bajas concentraciones de toxinas son absorbidas por los consumidores primarios que comen estas plantas o algas como alimento.
3-La toxina no se puede excretar, por lo que cuando los consumidores primarios son tomados como alimento por los consumidores secundarios, toda la toxina es absorbida por los consumidores secundarios. Las toxinas en esta etapa se concentran.
4-La misma situación se repite cuando los consumidores secundarios son tomados como alimento por consumidores de nivel superior.
5-Las toxinas permanecen en los tejidos de los animales en cada nivel trófico de la cadena alimentaria. Por lo tanto, la concentración de toxinas está más concentrada en los tejidos corporales de los animales en la parte superior de la cadena alimentaria (depredadores del vértice). Aquí, esta acumulación de toxinas que no se pueden excretar es bioacumulación.

Ejemplos de bioacumulación

*Contaminación por mercurio por emisiones industriales o lluvia
Un buen ejemplo de un proceso de bioacumulación es la contaminación por mercurio. El mercurio es un contaminante tóxico que puede acumularse en las cadenas alimenticias y causar un tremendo daño biológico en forma elemental o cuando se combina con otros elementos. Por lo general, el fitoplancton y las bacterias absorben el mercurio, o su versión química, el metilmercurio. El metilmercurio es venenoso y puede causar efectos extremadamente adversos (que pueden ocurrir cuando las personas comen pescado altamente contaminado) cuando se consume. El metilmercurio también ingresa a los hábitats de agua dulce a través de las emisiones industriales y la lluvia.
Los peces pequeños acumulan mercurio cuando se alimentan de fitoplancton y bacterias. A medida que avanza la cadena alimentaria, los peces más pequeños se comen a los peces más grandes. Los peces como los tiburones, el pez espada y el atún, el pez emperador anaranjado y la caballa generalmente contienen niveles más altos de mercurio tóxico que los peces más pequeños. Estos grandes peces pueden ser alimento para otros animales y humanos. A medida que la concentración de mercurio o metilmercurio avanza a través de la cadena alimentaria, puede alcanzar niveles peligrosos tanto para los peces como para los animales que se alimentan de peces o para los humanos. Esto hace que consumir depredadores superiores y superiores (superdepredadores o depredadores de cresta) sea particularmente peligroso para las mujeres embarazadas y los niños pequeños.
Los efectos del metilmercurio pueden afectar el cerebro y el sistema nervioso, causando problemas neurológicos complejos, especialmente en niños pequeños y bebés. La parálisis cerebral, el inicio tardío de caminar o hablar, dificultades de aprendizaje, temblores, irritabilidad, problemas de coordinación y pérdida de memoria se encuentran entre los problemas potenciales. Especialmente las madres embarazadas no deben comer pescado muy grande ya que sus bebés son vulnerables a estos químicos que atacan los órganos en desarrollo. El consumo de mercurio puede ser letal. El primer caso más grande de esto ocurrió en 1956 en Japón, donde murieron miles de personas. El mercurio expulsado de una planta química se ha bioacumulado en los peces y miles de personas se han visto afectadas por comerlos. Los humanos también pueden estar expuestos al mercurio al respirar mercurio elemental (Hg) o sales inorgánicas (Hg2+).
De manera similar, la lubina rayada y el pescado azul a veces tienen altas concentraciones de bifenilos policlorados (PCB). Por este motivo, se emiten recomendaciones contra el consumo excesivo de determinados tipos de pescado. Aves marinas como el frailecillo (pájaro frailecillo) y peces costeros como el pez sapo liso a menudo se monitorean para determinar la bioacumulación de metales pesados.
Otro ejemplo de envenenamiento por mercurio se puede ver en el proceso de curado del fieltro que se usa para hacer sombreros. Hace más de cien años, se sabía que este proceso de fabricación de sombreros contenía mercurio. El mercurio forma metilmercurio, que es liposoluble y tiende a acumularse en el cerebro. Por lo tanto, causa envenenamiento por mercurio.
Los compuestos de mercurio se han utilizado hasta hace muy poco para fabricar insecticidas (sustancias químicas que matan a los insectos que dañan los cultivos) y tintes especiales que detienen el crecimiento de mejillones en los cascos de los barcos. El mercurio ahora está prohibido en muchos productos químicos y el uso de mercurio en la industria está cuidadosamente regulado.

*La bioacumulación es un mecanismo de defensa para algunos organismos
Un organismo puede consumir presas animales venenosas o plantas como medio de defensa y se puede observar bioacumulación. La toxina puede acumularse en el organismo cuando se consumen presas animales tóxicas o plantas venenosas. Este organismo luego gana un elemento disuasorio para su depredador potencial. La oruga del tabaco que come plantas de tabaco es un ejemplo típico. La concentración de nicotina en el cuerpo de la oruga finalmente alcanza un nivel tóxico. Por lo tanto, el envenenamiento de los pequeños consumidores iniciales pasa con el tiempo a otros consumidores a lo largo de la cadena alimentaria, afectándolos también.

*Acumulación de algunos compuestos a niveles tóxicos
Algunos compuestos generalmente no son tóxicos pero pueden acumularse en los organismos a niveles tóxicos. Un ejemplo típico es la vitamina A. La vitamina A se concentra en el hígado de animales carnívoros como los osos polares. Debido a que el oso polar es un carnívoro puro que se alimenta de otros carnívoros como las focas, se acumulan cantidades excesivas de vitamina A en sus hígados.
Los pueblos indígenas del Ártico creen que los hígados de los carnívoros no se deben comer, pero los exploradores polares sufren hipervitaminosis A por comer hígados de oso. Además, hay un ejemplo de exploradores antárticos que fueron envenenados de manera similar por comer hígado de perro. Un explorador antártico, amigo de la expedición de Sir Douglas Mawson, murió al comerse el hígado de uno de sus perros.

*Contaminación por DDT
Uno de los ejemplos clásicos de acumulación que resultó en biomagnificación ocurrió en el pasado con un insecticida llamado diclorodifeniltricloroetano (DDT). El DDT es un insecticida que se roció en las décadas de 1950 y 1960 en los Estados Unidos y en algunos otros países para ayudar a controlar los mosquitos y los insectos. El DDT rociado llueve en los arroyos y finalmente se transporta a los lagos y al océano, donde se acumula en las células de varios organismos acuáticos. Los consumidores en la cadena alimenticia, como las ostras y el pescado, ingieren DDT cuando comen estos organismos. Luego, el DDT se biomagnifica a niveles muy altos a través de la red alimentaria en aves rapaces como el águila pescadora, el águila calva, el pelícano pardo y el halcón peregrino que comen peces pequeños. Niveles de DDT durante los periodos de uso, elevado lo suficiente como para hacer que las cáscaras de los huevos de las aves sean anormalmente delgadas. Como resultado, cuando las aves adultas intentaban incubar sus huevos, sus cascarones se rompían fácilmente, lo que provocaba la muerte de las aves jóvenes. Como resultado de esto, la población de estas aves ha disminuido drásticamente. El DDT finalmente se prohibió en Hungría en 1968, finalmente en los Estados Unidos y Europa en 1970-1972, el Reino Unido en 1984 y Turquía en 1987, y desde entonces ha habido aumentos significativos en muchas poblaciones de aves rapaces. Si bien el DDT fue prohibido en nuestro país en 1987, su implementación se dio en la década del 2000. Todavía está en los cigarrillos. cuando las aves adultas intentaban incubar sus huevos, sus caparazones se rompían fácilmente y las aves jóvenes morían. Como resultado de esto, la población de estas aves ha disminuido drásticamente. El DDT finalmente se prohibió en Hungría en 1968, finalmente en los Estados Unidos y Europa en 1970-1972, el Reino Unido en 1984 y Turquía en 1987, y desde entonces ha habido aumentos significativos en muchas poblaciones de aves rapaces. Si bien el DDT fue prohibido en nuestro país en 1987, su implementación se dio en la década del 2000. Todavía está en los cigarrillos. cuando las aves adultas intentaban incubar sus huevos, sus caparazones se rompían fácilmente y las aves jóvenes morían. Como resultado de esto, la población de estas aves ha disminuido drásticamente. El DDT finalmente se prohibió en Hungría en 1968, finalmente en los Estados Unidos y Europa en 1970-1972, el Reino Unido en 1984 y Turquía en 1987, y desde entonces ha habido aumentos significativos en muchas poblaciones de aves rapaces. Si bien el DDT fue prohibido en nuestro país en 1987, su implementación se dio en la década del 2000. Todavía está en los cigarrillos. El DDT fue finalmente prohibido en los Estados Unidos y Europa en 1970-1972, en Inglaterra en 1984 y en Turquía en 1987, y desde entonces ha habido aumentos significativos en muchas poblaciones de rapaces. Si bien el DDT fue prohibido en nuestro país en 1987, su implementación se dio en la década del 2000. Todavía está en los cigarrillos. El DDT fue finalmente prohibido en los Estados Unidos y Europa en 1970-1972, en Inglaterra en 1984 y en Turquía en 1987, y desde entonces ha habido aumentos significativos en muchas poblaciones de rapaces. Si bien el DDT fue prohibido en nuestro país en 1987, su implementación se dio en la década del 2000. Todavía está en los cigarrillos.

*Alimentarse de organismos productores de
toxinas producidos naturalmente Las toxinas producidas naturalmente también pueden bioacumularse. Por ejemplo, las erupciones de algas marinas (mareas rojas) pueden hacer que los organismos locales que se alimentan por filtración se vuelvan tóxicos. Los organismos que se alimentan por filtración, como las ostras y los mejillones, se vuelven tóxicos como resultado de la marea roja. Además, los peces de arrecife de coral pueden acumular una toxina llamada ciguatoxina al alimentarse de algas de arrecife. Estos peces de arrecife de coral pueden ser los responsables de la intoxicación conocida como ciguatera.

*Exposición prolongada a Bioacumulación (Bioacumulación) y Biomagnificación
sustancias químicas nocivas La bioacumulación puede ocurrir cuando las personas están expuestas a sustancias químicas nocivas durante mucho tiempo. Las personas pueden estar expuestas a productos químicos nocivos en su lugar de trabajo o en su hogar. La baja acumulación de una toxina puede incluso producir un nivel dañino de compuesto en el cuerpo con el tiempo (especialmente si el compuesto se acumula en los tejidos grasos).
El plomo es un ejemplo de metal pesado tóxico que se bioacumula en el petróleo. Por esta razón, la venta de pinturas a base de plomo está prohibida en el mercado. Sin embargo, algunas casas antiguas aún pueden contener superficies pintadas con plomo. Además, otros venenos liposolubles (solubles en lípidos) son el DDT y los compuestos de tetraetilo de plomo. Estos compuestos químicos se almacenan en los tejidos grasos del cuerpo. Por lo tanto, estos compuestos se liberan cuando los tejidos adiposos se utilizan para obtener energía, lo que provoca una intoxicación aguda.

Biyomagnifikasyon

La biomagnificación y la bioacumulación (bioacumulación) son dos términos comúnmente utilizados para la toxicidad de los metales. La bioacumulación describe la acumulación de toxinas dentro de un solo organismo. Una consecuencia importante de la bioacumulación es la biomagnificación. La biomagnificación es el proceso de acumulación de ciertas sustancias químicas o toxinas en organismos vivos en niveles tróficos más altos de una cadena alimenticia en una concentración más alta que la que ocurriría en un entorno inorgánico sin vida. Este proceso también se denomina amplificación biológica o bioamplificación. Por lo general, ocurre en toda la cadena alimentaria y afecta a todos los organismos, pero los animales que se encuentran en la parte superior de la cadena se ven más afectados. Cuando los depredadores consumen a su presa, también consumen todos los químicos tóxicos en la presa en cuestión. Dado que estas toxinas no se eliminan fácilmente del cuerpo, se acumulan en el sistema del animal a través de la bioacumulación. Por lo tanto, las concentraciones aumentan gradualmente a medida que avanza la cadena alimentaria. Si bien la cantidad de contaminante es demasiado pequeña para causar daño en los niveles más bajos de la red trófica, la cantidad biomagnificada puede causar daños graves a los organismos en los niveles más altos de la red trófica. El aumento de la toxina a niveles más altos en pasos sucesivos puede ser el resultado de una tasa interna baja o inexistente de degradación o excreción de persistencia, energía de la cadena alimentaria y sustancia. La cantidad biomagnificada puede causar daños severos a los organismos en los niveles más altos de la cadena alimentaria. El aumento de la toxina a niveles más altos en pasos sucesivos puede ser el resultado de una tasa interna baja o inexistente de degradación o excreción de persistencia, energía de la cadena alimentaria y sustancia. La cantidad biomagnificada puede causar daños severos a los organismos en los niveles más altos de la cadena alimentaria. El aumento de la toxina a niveles más altos en pasos sucesivos puede ser el resultado de una tasa interna baja o inexistente de degradación o excreción de persistencia, energía de la cadena alimentaria y sustancia.

Bioacumulación de Metales Pesados

Los metales pesados ​​se bioacumulan en los organismos porque la mayoría de ellos son insolubles en agua y no pueden descomponerse mediante procesos ambientales. Algunas actividades humanas contribuyen a la bioacumulación de metales pesados ​​en los organismos. Las actividades antropogénicas como la minería de oro, la minería de metales, los desechos industriales y los desechos electrónicos pueden aportar metales pesados ​​al medio ambiente. Por lo tanto, causa problemas de salud en animales y humanos. Los metales pesados ​​son tóxicos. Ejemplos de metales pesados ​​son plomo, níquel, cobalto, cadmio, cromo, mercurio y estaño. Además, algunos nutrientes esenciales como el zinc, el hierro y el cobre pueden volverse tóxicos en dosis altas. Los metales pesados ​​como el cobalto, el cadmio, el mercurio, el plomo y el níquel impiden la formación de células sanguíneas. Además, algunos metales pesados ​​afectan negativamente a los riñones, el hígado, el sistema nervioso y el sistema circulatorio. Algunos incluso pueden causar cáncer o problemas reproductivos. La bioacumulación de metales pesados ​​es una tendencia peligrosa y debe limitarse. Los científicos incluso usan ciertas especies de plantas para extraer toxinas y metales pesados ​​del suelo contaminado. Este proceso sigue siendo peligroso y poco fiable porque otros organismos pueden alimentarse de las plantas. Así, transmiten las toxinas a la cadena alimentaria para que se bioacumulen.

Efectos de la bioacumulación

El efecto de la biomagnificación en los organismos vivos y el medio ambiente. Los productos químicos y las toxinas que se liberan en los cuerpos de agua interrumpen la cadena alimentaria. Los pequeños organismos absorben toxinas. Por lo tanto, estas toxinas se acumulan en organismos más grandes. La biomagnificación hace que las personas sean más propensas al cáncer, problemas renales, insuficiencia hepática, defectos de nacimiento, trastornos respiratorios y enfermedades cardíacas. Algunas especies animales también pueden verse afectadas por la bioacumulación de sustancias nocivas. Por lo tanto, puede reducir la población de depredadores que controlan las poblaciones de presas, alterando el ecosistema y provocando también la pérdida o extinción de algunas especies. La bioacumulación es efectiva en la reproducción y desarrollo de las criaturas marinas. químicos tóxicos, Se acumula en órganos importantes afectando los procesos de reproducción y desarrollo de los organismos acuáticos. La acumulación de ciertas toxinas puede causar mutaciones en la fisiología y morfología de animales y humanos. Por ejemplo, las cáscaras de los huevos de aves marinas se vuelven más delgadas. Los productos químicos tóxicos, el mercurio y el selenio destruyen los órganos reproductivos de las criaturas acuáticas.
La bioacumulación también puede causar la destrucción de los arrecifes de coral. El cianuro, utilizado en el tamizado (lixiviación) de oro y la pesca, es la principal causa de la destrucción de los arrecifes de coral. Los arrecifes de coral son el refugio y lugar de alimentación de muchas criaturas marinas. Su destrucción afecta la vida de muchos animales acuáticos.

Prevención y Control de la BioacumulaciónBioacumulación (Bioacumulación) y Biomagnificación

Para ayudar a reducir el nivel de compuestos tóxicos, se está aprobando legislación que prohíbe la eliminación de ciertos compuestos en el agua. Los microorganismos se manipulan y modifican genéticamente para utilizar sustancias tóxicas como el mercurio como fuente de alimento. De esta forma, las bacterias modificadas genéticamente pueden eliminar el compuesto tóxico directamente del medio ambiente. Los estados están emitiendo advertencias contra el consumo excesivo de ciertas especies de pescado que se remontan a sustancias tóxicas bioacumulativas. Se debe realizar la eliminación y el tratamiento adecuados de los desechos industriales y se debe reducir el uso de pesticidas. Si las baterías se tiran a la basura, pueden terminar en vertederos donde sus químicos tóxicos pueden filtrarse y causar contaminación. Por lo tanto, es extremadamente importante reciclar materiales como las baterías tanto como sea posible.

Bibliografía:
https://www.jotscroll.com/bioaccumulation-definition-examples
https://byjus.com/biology/biomagnification/
https://www.renovablesverdes.com/en/bioacumulacion/
https://en.warbletoncouncil .org/bioacumulacion-5800

Autor: Musharref Ozdas

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