Algas: centinelas de la contaminación antrópica y la salud de los ecosistemas marinos

Por Loretto Contreras Porcia

Instituto Milenio SECOS

Las algas marinas son especies que cumplen una serie de funciones ecológicas en los ambientes marinos; sirven como refugio, alimento y hábitat para cientos de otras especies, que a su vez sostienen actividades productivas y de subsistencia de cientos de comunidades de pescadores y pescadoras alrededor de la costa nacional.

Por ejemplo, el huiro canutillo (Macrocystis pyrifera), una macroalga ampliamente distribuida en nuestras costas, puede generar bosques submarinos que sirven de guardería y refugio para múltiples especies de importancia ecosistémica y comercial, como el tiburón pintarroja, jaiba, pancoras, locos, además de erizo negro y rojo. Se ha reportado incluso que los individuos de huiro pueden llegar a medir hasta 70 metros de largo, casi duplicando el largo de la ballena azul.

En los últimos años, la pesquería de macroalgas en Chile ha estado marcada por un acelerado crecimiento de la exportación de este recurso, principalmente para suplir la demanda de mercados asiáticos y de producción de alginato, un subproducto de las algas con múltiples usos, en especial en la industria alimentaria y cosmética. Solo en 2020, el desembarque de huirales en Chile superó las 300.000 toneladas.

Las algas, además de proveer de múltiples servicios ecosistémicos a comunidades humanas, también son excelentes bioindicadores, literalmente centinelas de los impactos de las actividades humanas gracias a su capacidad de bioacumular contaminantes en sus tejidosEsta bioacumulación ​implica que la concentración de estos elementos es capaz de persistir en el tiempo y acumularse en ellas, lo que permite monitorear las condiciones del ambiente en que se encuentran y desarrollan. En el estudio de esta capacidad de bioacumulación, hemos encontrado hallazgos preocupantes y que son transversales para varias especies, no solo las algas.

Durante los últimos años, con nuestro grupo de investigación hemos concentrado estudios en la zona de Quintero y Puchuncaví, en la región de Valparaíso, que alberga uno de los parques industriales más contaminados de Chile, concentrando industrias energéticas de combustibles fósiles, fundiciones y refinerías mineras, industrias plásticas y químicas, empresas cementeras, entre otras. De hecho, un estudio realizado el 2020 en la zona determinó altas concentraciones de metales pesados en el agua de mar y sedimentos costeros, y una alta bioacumulación en la biota, superando estándares de calidad internacionales como los de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. Además, se ha demostrado una alta concentración de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), proveniente probablemente de los múltiples derrames de petróleo que han ocurrido en esta zona.

En un estudio publicado en agosto de este año, evaluamos in situ los efectos de un pulso de contaminación corto (7 días) de soluciones combinadas de metales pesados e hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) + (Cu + PAHs, Cd + PAHs, Cu + Cd, y Cu + Cd + PAHs) sobre el desarrollo y las características morfológicas de los esporofitos de Macrocystis pyrifera durante un período de 90 días. Además, se determinaron los efectos sobre la estructura de la comunidad de especies asociada a esta alga.

Los resultados arrojaron un menor número de láminas y una disminución del tamaño de las mismas y de los discos de fijación (estructuras que les permiten unirse a un sustrato rígido bajo la superficie), así como la muerte de los individuos expuestos a una mezcla secundaria de metales (Cu + Cd) y a una mezcla terciaria de contaminantes (Cu + Cd + PAHs).

En cuanto a los efectos sobre la fauna acompañante, se registró una baja riqueza y diversidad. Los herbívoros de M. pyrifera, según la mezcla de contaminantes, estaban ausentes o disminuidos. Estos resultados muestran que el pulso de la contaminación en los primeros estadios del alga afecta negativamente a su desarrollo y morfometría, así como a su papel como ingeniero ecosistémico debido a una alteración negativa en la composición de las especies que la acompañan y que tienen un rol importante en la mantención y salud de los ecosistemas. 

Parte de la misma línea de investigación, en otro estudio publicado en junio de este año estudiamos el efecto de contaminantes en huiros provenientes de una zona de alto impacto por actividades humanas, en el parque industrial de la bahía de Quintero. Además, tomamos muestras de otros individuos provenientes de una zona con menos impacto antrópico, específicamente en Algarrobo. Estas algas, recogidas de zonas contaminadas y sin contaminación, fueron parte de la dieta de un grupo de 24 erizos negros (Tetrapygus niger) obtenidos en Quintay, en la costa central de Chile, en 2019. 

Los resultados fueron preocupantes, pero no sorprendentes. Erizos que fueron alimentados con huiros de zonas contaminadas se vieron afectados en múltiples funciones biológicas y en su ciclo de vida, tanto ellos mismos como su descendencia. Estos individuos presentaron menor ingesta de alimento (huiro), menor crecimiento y presencia de malformaciones en su desarrollo en comparación con los erizos alimentados con huiros provenientes de zonas sin impacto antrópico.  

Así, la evidencia da cuenta de la necesidad urgente de tomar medidas para conocer otros efectos que podrían causar estos contaminantes, no solo en estas especies, sino que en el resto de la trama trófica, además de la potencial afectación a las pesquerías de recolección de algas, principalmente en aquellas dirigidas por mujeres, las cuales están menos representadas a lo largo de nuestro país.

Más aún, en un reciente estudio publicado en agosto, determinamos los efectos combinados de contaminantes en las primeras etapas de desarrollo de huiro negro (Lessonia spicata). Evaluamos con precisión los efectos independientes y combinados del cobre y de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) sobre la gametogénesis y el desarrollo de los esporofitos mediante cultivos in vitro.

Las conclusiones muestran que en L. spicata, la gametogénesis es la etapa de desarrollo más afectada por la toxicidad del cobre, mientras que la toxicidad de los PAHs tuvo un mayor impacto en la formación de esporofitos. Sin embargo, el efecto más dañino en el desarrollo temprano del alga fue la exposición tóxica a la combinación de cobre + PAHs, que manifestó altos efectos negativos, más rápido que los tratamientos independientes.

Entender los principales parámetros que determinan el destino del cobre y los PHAs en condiciones ambientales particulares, como es el caso de la Bahía de Quintero, e integrarlos con la respuesta del desarrollo temprano de las algas, ciertamente ayudaría a una mejor comprensión de los riesgos ecológicos vinculados con la contaminación antropogénica. 

Actualmente, se encuentra en proceso de elaboración el anteproyecto de Normas Secundarias de Calidad Ambiental Para la Protección de las Aguas Marinas y Sedimentos, de la bahía Quintero-Puchuncaví (NCSA), la primera en su tipo para aguas marinas costeras. La normativa busca limitar en el ecosistema acuático las concentraciones de contaminantes que podrían constituir un riesgo para el ambiente y la biodiversidad, experiencia que esperamos se replique en otras zonas del país.

Hoy, bajo el contexto de una crisis climática y socioambiental debido a los impactos el cambio climático, nuestro desafío desde el Laboratorio de Ecología y Biología Molecular en Algas LEBMA-UNAB y el Instituto Milenio en Socio-Ecología Costera (SECOS) es investigar técnicas de repoblamiento y restauración de bosques de algas pardas que sean capaces de acumular metales pesados y contaminantes presentes en el marEstas acciones podrían ayudar a contrarrestar los efectos de la contaminación de la bahía de Quintero y Puchuncaví mediante soluciones basadas en la naturaleza. Pero también podrían darnos la posibilidad de contar con los conocimientos suficientes que nos permitan repoblar y restaurar bosques de algas a lo largo del país, en conjunto con las comunidades sociales que trabajan con estos recursos y considerando la normativa vigente para estas acciones.

Biografía

La Dra. Loretto Contreras Porcia es profesora titular en la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Andrés Bello. También ejerce como investigadora asociada en el Instituto Milenio en Socio-Ecología Costera SECOS y en el Center of Applied Ecology & Sustainability CAPES.

lorettocontreras@unab.cl

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