Ecotoxicología

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La ecotoxicología es el estudio de los efectos de las sustancias químicas tóxicas sobre los organismos biológicos , especialmente a nivel de población , comunidad , ecosistema y biosfera . La ecotoxicología es un campo multidisciplinario que integra la toxicología y la ecología .

El objetivo último de la ecotoxicología es revelar y predecir los efectos de la contaminación en el contexto de todos los demás factores ambientales. Con base en este conocimiento se puede identificar la acción más eficiente y eficaz para prevenir o remediar cualquier efecto perjudicial. En aquellos ecosistemas que ya están afectados por la contaminación , los estudios ecotoxicológicos pueden informar la elección de acciones para restaurar los servicios, las estructuras y las funciones de los ecosistemas de manera eficiente y eficaz. ^{[ cita requerida ]}

La ecotoxicología se diferencia de la toxicología ambiental en que integra los efectos de los factores estresantes en todos los niveles de organización biológica, desde lo molecular hasta comunidades y ecosistemas enteros, mientras que la toxicología ambiental incluye la toxicidad para los humanos y a menudo se centra en los efectos a nivel del organismo y por debajo de él. ^[1]

La ecotoxicología es una disciplina relativamente joven que debutó en la década de 1970 ^[2] en el ámbito de las ciencias ambientales. Sus aspectos metodológicos, derivados de la toxicología, se amplían para abarcar el campo ambiental humano y la biosfera en general. Mientras que la toxicología convencional limita sus investigaciones a las escalas celular, molecular y de organismos, la ecotoxicología se esfuerza por evaluar el impacto de los estresores químicos, fisicoquímicos y biológicos en las poblaciones y comunidades que exhiben impactos en ecosistemas enteros. En este sentido, la ecotoxicología nuevamente toma en consideración el equilibrio dinámico bajo tensión.

La ecotoxicología surgió después de que los eventos de contaminación que ocurrieron después de la Segunda Guerra Mundial aumentaran la conciencia sobre el impacto de los vertidos de sustancias químicas y aguas residuales tóxicas sobre la humanidad y el medio ambiente. El término "ecotoxicología" fue pronunciado por primera vez en 1969 por René Truhaut, un toxicólogo, durante una conferencia sobre medio ambiente en Estocolmo. Como resultado, se le reconoció de facto como el creador de esta disciplina. De hecho, el papel pionero de Jean-Michel Jouany, asistente de Truhaut, en la conceptualización de la disciplina ^[3] y en la definición de sus objetivos ^[4] , es ahora plenamente reconocido. En la mentalidad de Jouany, la ecotoxicología está vinculada principalmente a la ecología, ya que su objetivo busca delimitar la influencia que los factores de estrés pueden tener en las relaciones existentes entre los organismos y su hábitat. Jean-Michel Jouany fue de hecho el joven y brillante mentor de René Truhaut, quien en ese momento estaba facultado para difundir la disciplina emergente propuesta por su joven asistente a nivel internacional. Jean-Michel Jouany fue ascendido al rango de profesor titular en la Universidad de Nancy en 1969. Posteriormente, expuso los principios de enseñanza e investigación de la ecotoxicología en la Universidad de Metz con su colega Jean-Marie Pelt ya en 1971. ^[5]

En Francia, dos universidades (Metz y Paris-Sud) contribuyeron notablemente a expandir esta disciplina en auge durante los años 1980 y 1990. Varios institutos siguieron su ejemplo en este sentido. De hecho, CEMAGREF (ahora IRSTEA), INERIS, IFREMER y CNRS crearon unidades de investigación en ecotoxicología, al igual que otras universidades francesas (en Rouen, Burdeos, Le Havre, Lyon, Lille, Caen...). ^[6] Durante la década de 1990, aparece una nueva rama de la ecotoxicología conocida casualmente como ecotoxicología del paisaje, cuyo objetivo busca tener en cuenta las interacciones entre los procesos ecológicos del paisaje y los tóxicos ambientales, en particular para las especies que sufren impedimentos relacionados con los pasos migratorios* (por ejemplo, los salmónidos).

• PCB ( bifenilos policlorados ): se encuentran en líquidos refrigerantes y aislantes, extensores de pesticidas, adhesivos y fluidos hidráulicos .
• Pesticidas : se utilizan ampliamente para prevenir, destruir o repeler cualquier organismo que pueda considerarse dañino. Se encuentran comúnmente en frutas, verduras y carnes cultivadas comercialmente. El metil paratión es un pesticida de uso común en la agricultura. El metil paratión provoca la formación de medios tóxicos para los seres humanos, el suelo y el agua, los peces de agua dulce y otros organismos hidrófilos en el ecosistema. El metil paratión plantea numerosos factores de riesgo para la salud que son potencialmente mortales. ^[7]
• Moho y otras micotoxinas .
• Los ftalatos se encuentran en envoltorios de plástico, botellas de plástico y recipientes de plástico para almacenar alimentos, todos los cuales constituyen una parte considerable de los desechos plásticos domésticos .
• Los COV ( compuestos orgánicos volátiles ), como el formaldehído , se pueden encontrar en el agua potable y en los sistemas de alcantarillado.
• Las dioxinas son una clase de compuestos químicos que se forman como resultado de procesos de combustión como la incineración de residuos y la quema de combustibles como madera, carbón y petróleo.
• El amianto se encuentra en el aislamiento de conductos, techos, tuberías de agua y conductos de calefacción.
• Los metales pesados ​​incluyen arsénico, mercurio, plomo, aluminio y cadmio, que se encuentran en el pescado y los pesticidas.
• El cloroformo se utiliza para fabricar otros productos químicos.
• El cloro se encuentra comúnmente en los limpiadores domésticos .

• Los productos químicos plantean el riesgo de acabar con el suministro de alimentos de otro animal, lo que altera la población general de la presa.
• Los animales pueden llegar al borde de la extinción debido a la cadena alimentaria que existe a través de las diferentes comunidades. Por ejemplo, las águilas calvas, los águilas pescadoras y los halcones peregrinos estaban al borde de la extinción porque sus fuentes de alimentación (peces y otras aves) estaban contaminadas con toxinas.
• Todos estamos conectados entre las comunidades de seres vivos. Las plantas pueden absorber toxinas a través de sus raíces y hojas. Los animales y los seres humanos siempre estamos expuestos a sustancias químicas a través del aire que respiramos, las cosas que tocamos y lo que nos llevamos a la boca.
• Los animales y los humanos también pueden comer otros animales o plantas que ya están envenenados, lo que continuará la propagación de sustancias químicas, lo que se conoce como envenenamiento secundario ^[8].

• Efectos directos: consumo directo de una toxina o de algo que ha sido contaminado con una toxina al respirar, comer o beber.
• Problemas de desarrollo y reproducción
• Efectos indirectos: organismos directamente afectados por la pérdida de alimentos, que han disminuido debido a las toxinas.
• Efectos subletales: toxinas o compuestos que no inducen una mortalidad significativa pero que enferman al organismo o le hacen cambiar su comportamiento ^[9]
• Mayor sensibilidad a los tóxicos cuando hay factores estresantes ambientales adicionales ^[10]
• Con el uso crónico de pesticidas se corre el riesgo de provocar anomalías en la estructura cromosómica de los seres humanos, además de afectar el sistema reproductivo, nervioso y cardiovascular de cualquier animal expuesto.
• La genética puede verse afectada por la exposición a tóxicos, pueden ocurrir cambios directos en el ADN y, si no se reparan, los cambios pueden conducir a la aparición de mutaciones ^[11].
• Los contaminantes pueden modificar la distribución de los individuos en una población, el tamaño efectivo de la población, la tasa de mutación y la tasa de migración ^[12]

• Relaciones depredador-presa: o bien el depredador se ve afectado por la toxina, lo que da como resultado una disminución de la población de depredadores y, por lo tanto, aumenta la población de presas; o bien la población de presas se ve afectada por la toxina, lo que da como resultado una disminución de la población de presas que, en esencia, provocará una disminución de la población de depredadores debido a la falta de recursos alimentarios ^[13]
• La ecotoxicología comunitaria estudia los efectos de todos los contaminantes sobre los patrones y la abundancia de especies , la diversidad, la composición de la comunidad y las interacciones entre especies. Las comunidades que dependen en gran medida de la competencia y la depredación tendrán dificultades para responder y prosperar en caso de perturbaciones causadas por contaminantes. Una comunidad rica en especies tendrá más posibilidades de recuperarse de una perturbación causada por exotoxinas que una comunidad que no lo sea. Una especie podría ser fácilmente exterminada a expensas de una contaminación por sustancias químicas extrañas. Proteger distintos niveles de la comunidad, como la riqueza y la diversidad de especies, es esencial para mantener un ecosistema sano y equilibrado ^[14].

Se ha demostrado que los productos químicos impiden el crecimiento y la germinación de las semillas de una serie de especies vegetales diferentes. ^{[15] [ Se necesita una fuente mejor ]} Las plantas constituyen el nivel trófico más vital de las pirámides de biomasa, conocido como los productores primarios. Como están en la base de la pirámide, todos los demás organismos de un ecosistema dependen de la salud y la abundancia de los productores primarios para sobrevivir. Si las plantas tienen problemas de enfermedades relacionados con la exposición a productos químicos, otros organismos morirán de hambre o contraerán la enfermedad al comer las plantas o los animales ya infectados. Por lo tanto, la ecotoxicología es una batalla continua que surge de muchas fuentes y puede afectar a todo y a todos en un ecosistema.

Regulación:

• En Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) revisa todos los pesticidas antes de que los productos se registren para su venta para garantizar que los beneficios superen los riesgos.
• En 1996 se aprobaron la Ley de Protección de la Calidad de los Alimentos y la Ley de Agua Potable Segura , que exigían a la EPA que examinara los pesticidas para determinar su potencial efecto nocivo.
• Preste mucha atención a las etiquetas cuando utilice fertilizantes o pesticidas. Intente buscar productos que tengan un menor impacto en el medio ambiente ^[16]
• Existen muchas leyes federales y estatales que protegen a las aves, los animales y las plantas raras, pero la primera medida de protección consiste en tomar medidas para evitar daños, ya que somos la principal fuente de todas las toxinas.
• Eliminación adecuada de residuos

• Se realizan pruebas de toxicidad aguda y crónica en organismos terrestres y acuáticos, incluidos peces, invertebrados, aves, mamíferos, artrópodos no objetivo, lombrices de tierra y roedores.
• La guía de pruebas de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) ha desarrollado pruebas específicas para evaluar el nivel de toxicidad en los organismos. Los estudios ecotoxicológicos generalmente se realizan de conformidad con las directrices internacionales, incluidas la EPA, la OCDE, la EPPO, la OPPTTS, la SETAC , la IOBC y la JMAFF.
• La CL50 es la toxicidad aguda, la concentración letal a la que muere el 50 % del organismo de prueba dentro del tiempo especificado para la prueba. La prueba puede comenzar con huevos, embriones o juveniles y durar de 24 a 96 horas ^{[ cita requerida ]} .
• CE50 es la concentración que causa efectos adversos en el 50% de los organismos de prueba (para un efecto binario sí/no como la mortalidad o un efecto subletal específico) o causa una reducción del 50% (generalmente) en un parámetro no binario como el crecimiento.
• La concentración sin efecto observado (NOEC) es la dosis más alta de factor estresante en la que no se observa una diferencia estadísticamente significativa del efecto (p < 0,05) en el organismo de prueba.
• Programa de detección de disruptores endocrinos (EDSP)
• Batería de detección de nivel 1
• Evaluaciones de especies en peligro de extinción .
• Evaluaciones persistentes, bioacumulables e inherentemente tóxicas (PBiT) que utilizan las relaciones cuantitativas estructura-actividad (QSAR) para categorizar sustancias reguladas.
• Bioacumulación en peces utilizando el método del Factor de Bioconcentración (BCF). ^[17]

La cantidad total de toxicidad aguda está directamente relacionada con la clasificación de toxicidad.

< 1 parte por millón → Clase I

1–10 partes por millón → Clase II

10–100 partes por millón → Clase III ^[18]

• Toxicología acuática

• Centro Europeo de Ecotoxicología y Toxicología de Productos Químicos
• Sitio web ecotoxmodels sobre ecotoxicología y modelos
• Biomonitoreo en línea de la calidad del agua mediante un registro 24/7 del comportamiento y la fisiología de varios moluscos bivalvos en todo el mundo (ritmos biológicos, tasa de crecimiento, desove, comportamiento diario): el proyecto MolluSCAN eye
• El sistema de indicadores SPEAR informa sobre la contaminación por pesticidas en los arroyos.