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Biomagnificación

La biomagnificación es un proceso que provoca que la concentración de una sustancia (cruces) aumente en los niveles superiores de la cadena alimentaria. En este escenario, un es...

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La biomagnificación es un proceso que provoca que la concentración de una sustancia (cruces) aumente en los niveles superiores de la cadena alimentaria.
En este escenario, un estanque se ha contaminado con residuos tóxicos. Más arriba en la cadena alimentaria, la concentración del contaminante aumenta, lo que en ocasiones provoca la muerte del consumidor superior.

La biomagnificación , también conocida como bioamplificación o magnificación biológica , es el aumento de la concentración de una sustancia en los tejidos de los organismos en niveles sucesivamente más altos de una cadena alimentaria . [ 1 ]

La biomagnificación es la acumulación de la concentración de una sustancia (x) en una cadena alimentaria. Por ejemplo, la concentración de DDT en partes por millón aumenta con el nivel trófico. Las concentraciones se acumulan en la grasa y los tejidos de los organismos. Los depredadores acumulan niveles más altos que las presas.

La biomagnificación se refiere al proceso por el cual sustancias como pesticidas o metales pesados ​​llegan a lagos, ríos y océanos, y ascienden en la cadena alimentaria en concentraciones cada vez mayores a medida que se incorporan a la dieta de organismos acuáticos como el zooplancton , que a su vez es consumido por peces, los cuales pueden ser devorados por peces más grandes, aves de gran tamaño, otros animales o incluso por humanos. A medida que ascienden en la cadena alimentaria, estas sustancias se concentran cada vez más en los tejidos u órganos internos.

Procesos

Aunque a veces se utiliza indistintamente con " bioacumulación ", se establece una distinción importante entre ambos términos, así como con la bioconcentración.

  • La bioacumulación se produce dentro de un nivel trófico y consiste en el aumento de la concentración de una sustancia en determinados tejidos del cuerpo de los organismos debido a la absorción a partir de los alimentos y del medio ambiente.
  • La bioconcentración se define como aquella que ocurre cuando la absorción del agua es mayor que la excreción. [ 2 ]

De este modo, la bioconcentración y la bioacumulación se producen dentro de un organismo, y la biomagnificación se produce a través de los niveles tróficos (cadena alimentaria).

La biodilución es también un proceso que ocurre en todos los niveles tróficos de un ambiente acuático; es lo opuesto a la biomagnificación, es decir, cuando la concentración de un contaminante disminuye a medida que asciende en la red trófica. [ 3 ]

Muchos compuestos químicos que se bioacumulan son altamente solubles en grasas ( lipofílicos ) e insolubles en agua ( hidrofóbicos ). [ 4 ]

Por ejemplo, aunque el mercurio solo está presente en pequeñas cantidades en el agua de mar , es absorbido por las algas (generalmente como metilmercurio ). El metilmercurio es una de las moléculas de mercurio más dañinas. Se absorbe eficazmente, pero los organismos lo excretan muy lentamente. [ 5 ] La bioacumulación y la bioconcentración dan como resultado una acumulación en el tejido adiposo de los sucesivos niveles tróficos: zooplancton , necton pequeño , peces más grandes, etc. Cualquier organismo que se alimente de estos peces también consume el mayor nivel de mercurio que han acumulado. Este proceso explica por qué los peces depredadores como el pez espada y los tiburones , o aves como el águila pescadora y el águila real, tienen concentraciones de mercurio en sus tejidos más altas de las que se podrían explicar solo por la exposición directa. Por ejemplo, el arenque contiene mercurio a aproximadamente 0,01 partes por millón (ppm) y el tiburón contiene mercurio a más de 1 ppm. [ 6 ]

El DDT es un pesticida conocido por su biomagnificación, una de las razones principales por las que la EPA y otras organizaciones lo consideraron perjudicial para el medio ambiente . El DDT es uno de los compuestos químicos menos solubles que se conocen y se acumula progresivamente en el tejido adiposo. A medida que los depredadores consumen la grasa, las cantidades de DDT se biomagnifican. Un ejemplo bien conocido de los efectos nocivos de la biomagnificación del DDT es la importante disminución de las poblaciones norteamericanas de aves rapaces como las águilas calvas y los halcones peregrinos debido al adelgazamiento de la cáscara de los huevos causado por el DDT en la década de 1950. [ 4 ] [ 7 ] El DDT es ahora una sustancia prohibida en muchas partes del mundo. [ 8 ]

Cuantificación

La biomagnificación se cuantifica utilizando dos parámetros complementarios: [ 9 ]

factor de biomagnificación

El factor de biomagnificación (FBM) describe la relación entre la concentración del contaminante en un depredador y la concentración en su presa una vez alcanzado el estado estacionario. El FBM es adimensional y se utiliza especialmente cuando la absorción directa de contaminantes del agua es difícil (como en el caso de sustancias altamente lipofílicas). Un FBM > 1 indica que el contaminante se acumula con mayor intensidad en el organismo que se alimenta que en su alimento. Los FBM se determinan generalmente mediante estudios de laboratorio con alimentación controlada o mediante observaciones de campo y permiten la medición directa del proceso de transferencia entre niveles tróficos . [ 9 ] [ 10 ]

Factor de magnificación trófica

El factor de magnificación trófica (FMT) ofrece una perspectiva más completa al cuantificar la biomagnificación en toda una red trófica . El FMT se calcula graficando el logaritmo de la concentración del contaminante frente al nivel trófico de varios grupos de organismos; el FMT corresponde entonces al antilogaritmo de la pendiente de regresión. Un FMT > 1 indica biomagnificación, mientras que un FMT < 1 indica dilución trófica. El FMT se deriva de estudios de campo y, por lo tanto, permite examinar las estructuras reales de las redes tróficas y la dinámica de los ecosistemas. [ 9 ] [ 11 ] [ 12 ]

Estado actual

En una revisión de un gran número de estudios, Suedel et al. [ 13 ] concluyeron que, si bien la biomagnificación probablemente sea más limitada en ocurrencia de lo que se pensaba anteriormente, hay buena evidencia de que el DDT , el DDE , los PCB , el toxafeno y las formas orgánicas de mercurio y arsénico se biomagnifican en la naturaleza. Para otros contaminantes, la bioconcentración y la bioacumulación explican sus altas concentraciones en los tejidos de los organismos. Más recientemente, Gray [ 14 ] llegó a una conclusión similar sobre sustancias que permanecen en los organismos y no se diluyen a concentraciones no peligrosas. El éxito de la recuperación de las principales aves rapaces ( águilas calvas , halcones peregrinos ) en América del Norte tras la prohibición del uso de DDT en la agricultura es testimonio de la importancia de reconocer y responder a la biomagnificación. [ 4 ]

Sustancias que biomagnifican

Dos grupos comunes que se sabe que se biomagnifican son los hidrocarburos clorados , también conocidos como organoclorados, y los compuestos inorgánicos como el metilmercurio o los metales pesados . [ 4 ] Ambos son lipofílicos y no se degradan fácilmente. Las sustancias orgánicas novedosas, como los organoclorados, no se degradan fácilmente porque los organismos carecen de exposición previa y, por lo tanto, no han desarrollado mecanismos específicos de desintoxicación y excreción, ya que no ha habido presión selectiva por parte de ellos. En consecuencia, estas sustancias se conocen como " contaminantes orgánicos persistentes " o COP. [ 15 ]

Los metales no son degradables porque son elementos químicos . Los organismos, en particular aquellos expuestos a niveles naturalmente altos de metales, poseen mecanismos para secuestrarlos y excretarlos. Los problemas surgen cuando los organismos se exponen a concentraciones superiores a las habituales, las cuales no pueden excretar con la suficiente rapidez para evitar daños. Los metales pesados ​​persistentes , como el plomo , el cadmio , el mercurio y el arsénico , pueden tener una amplia variedad de efectos adversos para la salud en diversas especies. [ 16 ]

Nuevas sustancias orgánicas

Véase también

Referencias

  1. ↑ Silvy, Nova J., ed. (2012). Manual de técnicas de vida silvestre: Investigación . Vol.  1 (7.ª  ed.). Baltimore, Maryland: The Johns Hopkins University Press. pp. 154–155 . ISBN  978-1-4214-0159-1.
  2. ↑ Landrum, PF y SW Fisher, 1999. Influencia de los lípidos en la bioacumulación y transferencia trófica de contaminantes orgánicos en organismos acuáticos. Capítulo 9 en MT Arts y BC Wainman. Lípidos en ecosistemas de agua dulce. Springer Verlag, Nueva York.
  3. ↑ Campbell, Linda M.; Norstrom, Ross J.; Hobson, Keith A.; Muir, Derek CG; Backus, Sean; Fisk, Aaron T. (2005-12-01). "Mercurio y otros oligoelementos en una red trófica marina pelágica del Ártico (Polinia de Northwater, Bahía de Baffin)" . Science of the Total Environment . Contaminantes en la biota del Ártico canadiense e implicaciones para la salud humana. 351–352 : 247–263 . Bibcode : 2005ScTEn.351..247C . doi : 10.1016/j.scitotenv.2005.02.043 . ISSN 0048-9697 . PMID 16061271 .  
  4. ^ Freedman , Bill (2021 ) . Nemeh, Katherine H.; Longe, Jacqueline L. (eds.). La enciclopedia de ciencia Gale . vol. 1 (6ª ed.). Vendaval. págs. 594– 597. ISBN    978-0-02-867717-0.
  5. ↑ Croteau, M., SN Luoma y A. R Stewart. 2005. Transferencia trófica de metales a lo largo de las redes tróficas de agua dulce: evidencia de biomagnificación de cadmio en la naturaleza. Limnol. Oceanogr. 50 (5): 1511-1519.
  6. ↑ EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos). 1997. Informe del estudio sobre el mercurio al Congreso. Vol. IV: Evaluación de la exposición al mercurio en los Estados Unidos. EPA-452/R-97-006. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Oficina de Planificación y Normas de Calidad del Aire y Oficina de Investigación y Desarrollo.
  7. ↑ Edwards, Clive A. (2004). Stapleton (ed.). Contaminación de la A a la Z (Richard M. ed.). Nueva York, NY: Gale. págs. 118–200 . ISBN   978-0-02-865700-4.
  8. ↑ "Entra en vigor la prohibición del DDT" . Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . 31 de diciembre de 1972. Archivado del original el 12 de agosto de 2014. Consultado el 10 de agosto de 2014 .
  9. 1 2 3 Fremlin, Kate M.; Elliott, John E.; Gobas, Frank APC (2025). "Guía para medir y evaluar los factores de biomagnificación y los factores de magnificación trófica de sustancias difíciles: aplicación al decabromodifeniletano" . Integrated Environmental Assessment and Management . 21 (2): 263– 278. doi : 10.1093 / inteam/vjae025 . PMC 11844767. PMID 39886942 .  
  10. ↑ Ensayo n.º 305: Bioacumulación en peces: Exposición acuosa y dietética . Directrices de la OCDE para el ensayo de sustancias químicas, sección 3. OCDE . 2012. doi : 10.1787/9789264185296-en . ISBN 978-92-64-18529-6.
  11. ↑ "¿Cómo se calcula el factor de magnificación trófica (TMF) y qué significa su valor?" . Contaminación → Directorio de sostenibilidad . Consultado el 28 de marzo de 2026 .
  12. ↑ Ricolfi, Lorenzo; Yang, Yefeng; Pottier, Patrice; Morrison, Kyle; Williams, Coralie; Pollo, Pietro; Hesselson, Daniel; Neely, G. Gregory; Taylor, Matthew D.; Nakagawa, Shinichi; Lagisz, Malgorzata (2025-11-28). " Desentrañando la magnitud y los impulsores de la magnificación trófica de PFAS: un metaanálisis" . Nature Communications . 16 (1). doi : 10.1038/s41467-025-65746-4 . PMC 12663151. PMID 41315316 .  
  13. ↑ Suedel, BC, Boraczek, JA, Peddicord, RK, Clifford, PA y Dillon, TM, 1994. Transferencia trófica y potencial de biomagnificación de contaminantes en ecosistemas acuáticos . Reviews of Environmental Contamination and Toxicology 136: 21–89.
  14. ↑ Gray, JS, 2002. Biomagnificación en sistemas marinos: la perspectiva de un ecólogo. Mar. Pollut. Bull. 45: 46–52.
  15. ↑ "Contaminantes orgánicos persistentes" (PDF) . Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente . 26 de septiembre de 2007. Archivado del original (PDF) el 26 de septiembre de 2007. Consultado el 8 de diciembre de 2022 .
  16. ↑ Ali, Hazrat; Khan, Ezzat (2019-08-18). "Transferencia trófica, bioacumulación y biomagnificación de metales pesados ​​y metaloides peligrosos no esenciales en cadenas/redes alimentarias: conceptos e implicaciones para la vida silvestre y la salud humana" . Evaluación de riesgos humanos y ecológicos . 25 (6): 1353– 1376. Bibcode : 2019HERA...25.1353A . doi : 10.1080/10807039.2018.1469398 . ISSN 1080-7039 . S2CID 90028179 .  

Lecturas adicionales

  • Fisk, Aaron T.; Hoekstra, Paul F.; Borgå, Katrine; Muir, Derek CG (2003). "Biomagnificación". Boletín de Contaminación Marina . 46 (4): 522– 524. doi : 10.1016/s0025-326x(03)00094-8 . PMID 12705926 .