Bioindicadores: características y tipos

Los bioindicadores son procesos biológicos, comunidades o especies, que permiten evaluar la calidad del medio ambiente y su dinámica en el tiempo. Se utilizan para evaluar el impacto de las actividades humanas sobre los ecosistemas, a través del estudio de la respuesta de la biota al estrés generado.

Debemos considerar que toda actividad genera un impacto ambiental que puede ser positivo o negativo. Sin embargo, la actividad humana ha generado casi exclusivamente impactos ambientales negativos que afectan a los ecosistemas y a su biota.

Figura 1. Canario, ave utilizada como bioindicador de gases tóxicos en las minas. Fuente: pixabay.com

Entre los daños ambientales generados por actividades humanas se encuentran la contaminación con emisiones y desechos sólidos industriales o urbanos, el agotamiento de recursos naturales por sobreexplotación, entre otros.

Todos estos impactos generan estrés en la biota existente y por ello son llamados factores de estrés antropogénico, para diferenciarlos de factores estresantes naturales, tales como períodos de sequía intensos o variaciones en las temperaturas por efecto climático.

El desarrollo y la aplicación de los bioindicadores surgió en la década de 1960 y desde entonces se ha ampliado su repertorio en el estudio de ambientes acuáticos y terrestres bajo la influencia de factores de estrés antropogénico.

Los bioindicadores permiten monitorear cambios ambientales químicosfísicos, monitorear procesos ecológicos, detectar directa o indirectamente la existencia de contaminantes, y en general, detectar alteraciones ambientales.

Características generales de los bioindicadores

Un bioindicador, sea un proceso biológico, una comunidad o una especie, independientemente del tipo de alteración ambiental que mida, y de la región geográfica en cuestión, debe cumplir ciertas características:

-Debe ser sensible a la perturbación o estrés, pero no morir o desaparecer por su causa. Una especie o comunidad bioindicadora debe tener una tolerancia moderada a la variabilidad ambiental.

-Debe ser posible medir su respuesta al estrés. Los procesos biológicos dentro de un individuo pueden también actuar como bioindicadores.

-Su respuesta debe ser representativa de la de todo el ecosistema, población o especie.

-Debe responder en función del grado de contaminación o degradación ambiental.

-Debe ser abundante y común, presentando una densidad de población adecuada en el área específica en estudio. Además, debe ser relativamente estable, superando las variaciones moderadas climáticas y ambientales.

-Debe existir información sobre el bioindicador, buen entendimiento de su ecología e historia de vida, y una taxonomía bien documentada y estable. Además, su muestreo debe ser sencillo y económico.

-Debe tener importancia pública, económica y comercial para otros propósitos.

En el caso de utilizar individuos como bioindicadores, debe considerarse su edad y variación genotípica. También debe verificarse que otros factores ambientales no interfieran con el estudio y completar la información con pruebas toxicológicas ambientales.

Tipos de bioindicadores

La clasificación de los bioindicadores varía según las características que se deseen destacar en el sistema de clasificación. Por ejemplo, podemos clasificar a los bioindicadores según su complejidad, en especies, comunidades o ecosistemas bioindicadores. Pero también podemos clasificarlos según el ambiente que monitoreen.

Especies bioindicadoras

Todas las especies existentes (o conjunto de especies) pueden tolerar un rango limitado de condiciones ambientales físicas, químicas y biológicas. Es posible utilizar esta característica para evaluar la calidad ambiental.

Por ejemplo, las truchas que habitan en corrientes de agua fría al oeste de Estados Unidos, toleran una temperatura entre 20 y 25 °C, por tanto, esta sensibilidad térmica puede ser utilizada como bioindicador de la temperatura del agua.

Estas mismas truchas responden a nivel celular a los aumentos de temperatura en el agua (por quema y tala de los bosques circundantes). En estos casos, sintetizan una proteína de choque térmico que protege sus células de los efectos del aumento de temperatura.

La cuantificación de estas proteínas de choque térmico en esta especie permite medir el estrés térmico de las truchas, y evaluar indirectamente la alteración del medio ambiente por efecto de la tala y quema de los bosques circundantes al cuerpo de agua.

Comunidades bioindicadoras

Comunidades enteras que abarcan una amplia variedad de rangos de tolerancia a múltiples factores ambientales, pueden servir como bioindicadoras para evaluar la condición ambiental desde un enfoque complejo y holístico. Estos estudios implican el uso de análisis de múltiples variables ambientales.

Ecosistemas bioindicadores

La pérdida de los servicios que prestan los ecosistemas, tales como el agua y aire limpios, los polinizadores de plantas, entre otros, se considera indicador del estado de salud del ecosistema.

Por ejemplo, la pérdida de especies de abejas -que son polinizadoras-, se considera indicador de la pérdida de salud ambiental, puesto que estas son sensibles a la presencia de metales pesados, pesticidas y sustancias radioactivas.

Bioindicadores según el ambiente que monitorean

Como se indicó anteriormente, los bioindicadores pueden también clasificarse según el ambiente del cual brindan información. Siguiendo esta clasificación, tenemos bioindicadores de calidad de aire, agua y suelos.

Bioindicadores de calidad del aire

Entre los bioindicadores de la calidad del aire, se encuentran aquellos organismos sensibles a variaciones en la concentración de ciertos gases.

Por ejemplo, los líquenes (asociaciones simbióticas entre un hongo, microalgas y o cianobacterias) y las briófitas, son muy sensibles a los gases atmosféricos, debido a que los absorben a través de su cuerpo.

Estos organismos no presentan cutícula ni raíces y su alta proporción superficie/volumen favorece la absorción y la acumulación de contaminantes atmosféricos, como los dióxidos de azufre. Por ello su desaparición en ciertas zonas es indicador de una mala calidad del aire.

Por otra parte, también hay líquenes (como Lecanora conizaeoides), cuya presencia es indicadora de una mala calidad de aire.

Figura 2. Liquen Lecanora conizaeoides. Fuente: Jerzy Opioła [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons
Otro ejemplo es el antiguo uso de canarios como bioindicadores de condiciones inseguras en minas subterráneas de carbón en el Reino Unido, gracias a su sensibilidad aguda a pequeñas concentraciones de monóxido de carbono (CO2) y de gas metano (CH4).

Esta sensibilidad se debe a que los canarios presentan una baja capacidad pulmonar y un sistema unidireccional de ventilación. Por esto, los canarios son mucho más sensibles que los humanos a gases nocivos.

Bioindicadores de calidad del agua

Entre los bioindicadores de la calidad del agua se encuentran microorganismos bacterianos, protozoarios, macroinvertebrados, algas y musgos, entre otros; sensibles a la presencia de sustancias contaminantes tóxicas.

Por ejemplo, la presencia de comunidades de diferentes taxones de macroinvertebrados acuáticos en un río, es indicador ecológico y de biodiversidad. Mientras mayor sea la cantidad de taxones presentes, mayor será la salud del cuerpo de agua.

Otros bioindicadores del estado de los ríos son las nutrias, pues abandonan rápidamente cuerpos de agua con baja cantidad de contaminantes. Su presencia indica entonces el buen estado del río.

Las esponjas marinas también han sido usadas como bioindicadores de metales pesados, como el mercurio y el cadmio, sustancias fecales, entre otras. La detección de la desaparición de las esponjas en aguas marinas es indicador de la pérdida de calidad del agua.

La presencia en un cuerpo de agua de algas en densas concentraciones es indicadora de altos niveles de fósforo y nitrógeno disueltos, los cuales pueden provenir de fertilizantes vertidos en el agua. Los fertilizantes vertidos generan la acumulación de sus nutrientes y la eutrofización del medio acuoso.

Bioindicadores de calidad de suelos

Como indicadores de la calidad del suelo podemos mencionar parte de la biota de este hábitat, es decir, algunas plantas, hongos y microorganismos bacterianos.

De presentar requerimientos específicos para su sobrevivencia, estos organismos serían indicadores de la existencia de estas condiciones.

Por ejemplo, las lombrices de tierra son bioindicadoras de la calidad del suelo, dado que algunas especies, como Eisenia fétida y E. andrei, son sensibles a los plaguicidas, derivados de aceites, metales pesados, entre otros. Estos bioindicadores son utilizados en estudios de toxicidad de suelos.

Referencias

  1. Celli, G. and Maccagnani, B. (2003). Honey bees as bioindicators of environmental pollution. Bulletin of Insectology 56 (1): 137-139.
  2. Conesa Fdez-Vítora, V. (2010). Guía metodológica para la evaluación del impacto ambiental. Cuarta edición. Ediciones Mundi-Prensa. pp 864.
  3. Gadzala-Kopciuch, R., Berecka, B., Bartoszewicz, J. and Buszewski, B. (2004). Some considerations about bioindicators in environmental monitoring. Polish Journal of Environmental Studies Vol. 13, No. 5, 453-462.
  4. Market, B. A., Breure, A. M. and Zechmeister, H. G. (2003). Definitions, strategies and principles for bioindication/biomonitoring of the environment. En: Bioindicators and biomonitors. Market, B. A., Breure, A. M. and Zechmeister, H. G. editors. Elsevier Science Ltd.
  5. Markert, B. (2007). Definitions and principles for bioindication and biomonitoring of trace metals in the environment. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 21, 77–82. doi:10.1016/j.jtemb.2007.09.015
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Biólogo egresada de la Universidad de Los Andes.

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