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La bioirrigación se refiere al proceso mediante el cual los organismos bentónicos riegan sus madrigueras con el agua superficial . El intercambio de sustancias disueltas entre el agua intersticial y el agua de mar suprayacente que se produce es un proceso importante en el contexto de la biogeoquímica de los océanos.
Los ecosistemas costeros marinos suelen tener organismos que desestabilizan el sedimento . Estos organismos modifican el estado físico del sedimento, mejorando así las condiciones para otros organismos y para sí mismos. A menudo, estos organismos también provocan bioturbación , término que se utiliza comúnmente como sinónimo o en referencia a la bioirrigación. [ 1 ]
La bioirrigación funciona mediante dos procesos distintos: la remoción de partículas y la ventilación , procesos llevados a cabo por macroinvertebrados bentónicos ( generalmente excavadores). Estos procesos se producen cuando los organismos se alimentan (alimentación faunística), defecan , excavan y respiran .
La bioirrigación es responsable de una gran cantidad de transporte oxidativo y tiene un gran impacto en los ciclos biogeoquímicos .
El papel de la bioirrigación en el ciclo elemental
La bioirrigación es un componente principal en el ciclo de los elementos. Algunos de estos elementos incluyen: magnesio , nitrógeno , calcio , estroncio , molibdeno y uranio . Otros elementos solo se desplazan en ciertas etapas del proceso de bioirrigación. El aluminio , el hierro , el cobalto , el cobre , el zinc y el cerio se ven afectados al inicio del proceso, cuando las larvas comienzan a excavar en el sedimento. Mientras que el manganeso , el níquel , el arsénico , el cadmio y el cesio se movilizan ligeramente después del proceso de excavación. [ 2 ]
Desafíos para el estudio del biorriego
Al intentar describir este proceso dinámico de origen biológico, los científicos aún no han podido desarrollar una imagen tridimensional del mismo.
Nuevos mecanismos para estudiar la bioirrigación
Existe una técnica de imagen médica híbrida que utiliza una tomografía por emisión de positrones/tomografía computarizada ( PET/CT ) para medir la ventilación y visualizar la advección del agua de los poros causada por los organismos en imágenes 4D. [ 3 ]
Importancia ecológica del riego biológico
Cuando los ecosistemas costeros carecen de organismos bioirrigadores, como los gusanos de arena, se producen numerosos problemas sedimentarios. Algunos de estos problemas incluyen la obstrucción del sedimento con partículas finas ricas en materia orgánica y una drástica disminución de su permeabilidad . Además, impide que el oxígeno penetre profundamente en el sedimento y provoca la acumulación de productos mineralizados reducidos en el agua intersticial. [ 4 ] Estos problemas alteran los cimientos de un ecosistema costero.
Impactos económicos
Dos organismos que contribuyen a la bioturbación del suelo son Nephtys caeca (Fabricius) y Nereis virens (Sars) annelidae . Excavan, bioirrigan y se alimentan en el sedimento, homogeneizando las partículas que se encuentran en él debido a sus movimientos erráticos. La bioirrigación generada por estos organismos modifica la distribución de los quistes de dinoflagelados en la columna sedimentaria. Los entierran o los elevan a la superficie, manteniéndolos en rotación. Uno de los dinoflagelados más importantes que estos organismos ayudan a distribuir se denomina microalga nociva y es responsable de la formación de mareas rojas tóxicas . Estas mareas rojas envenenan a moluscos y crustáceos, lo que provoca pérdidas económicas muy importantes en la industria pesquera. [ 5 ]
Estudio de caso: El puerto de Boston
Los sedimentos de los ambientes marinos son importantes sitios de producción de metilmercurio (MMHg). Esta producción proporciona fuentes importantes de MMHg para las columnas de agua costeras y mar adentro, así como para las redes tróficas . Los científicos midieron el flujo de producción en cuatro estaciones diferentes del puerto de Boston, las cuales presentaban distintas densidades de sitios de bioirrigación. Existe una fuerte relación lineal entre la cantidad de intercambio de MMHg y la densidad de madrigueras de infauna . En el puerto de Boston, se demostró que la bioirrigación estimula la producción de metilmercurio y el flujo en la columna de agua. [ 6 ]
Referencias
- ↑ Volkenborn, N.; Hedtkamp, SIC; van Beusekom, JEE; Reise, K. (2007-08-01). "Efectos de la bioturbación y la bioirrigación por gusanos marinos (Arenicola marina) en las propiedades físicas y químicas del sedimento y sus implicaciones para la sucesión del hábitat intermareal". Estuarine, Coastal and Shelf Science . 74 ( 1– 2): 331– 343. Bibcode : 2007ECSS...74..331V . doi : 10.1016/j.ecss.2007.05.001 .
- ↑ Schaller, Jorg (julio de 2014). "¿Bioturbación/bioirrigación por Chironomus plumosus como factor principal que controla la remobilización de elementos de los sedimentos acuáticos?". Chemosphere . 107 : 336–343 . Bibcode : 2014Chmsp.107..336S . doi : 10.1016/j.chemosphere.2013.12.086 . PMID 24457053 .
- ↑ Delefosse, Matthieu (2015). "Seeing The Unseen—Bioturbation In 4D: Tracing Bioirrigation In Marine Sediment Using Positron Emission Tomography And Computed Tomography" . PLOS ONE . 10 (4) e0122201. Bibcode : 2015PLoSO..1022201D . doi : 10.1371/journal.pone.0122201 . PMC 4383581. PMID 25837626 .
- ↑ N., Volkenborn (2007). "La bioturbación y el bioirrigado extienden las regiones de intercambio abierto en sedimentos permeables" . Limnología y Oceanografía . 52 (5): 1898. Bibcode : 2007LimOc..52.1898V . CiteSeerX 10.1.1.569.5742 . doi : 10.4319/lo.2007.52.5.1898 .
- ↑ Piot, Adeline (mayo de 2008). "Estudio experimental sobre la influencia de la bioturbación realizada por los anélidos Nephtys Caeca (Fabricius) y Nereis Virens (Sars) en la distribución de quistes de dinoflagelados en el sedimento". Journal of Experimental Marine Biology and Ecology . 359 (2): 92– 101. Bibcode : 2008JEMBE.359...92P . doi : 10.1016/j.jembe.2008.02.023 .
- ↑ Benoit, Janina (2009). "Efecto del riego biológico en el intercambio sedimento-agua de metilmercurio en el puerto de Boston, Massachusetts". Environmental Science & Technology . 43 (10): 3669– 3674. Bibcode : 2009EnST...43.3669B . doi : 10.1021/es803552q . PMID 19544871 .
- Riego