El uso de indicadores biol´ogicos de contaminaci´on se ha incrementado en los´ultimos a˜nos, como una alternativa de monitoreo de calidad de las aguas. El concepto de bioindicador, las razones para su empleo as´ı como las caracter´ısticas quedeben tener los organismos indicadores son consideradas en este art´ıculo. Se utiliza como caso espec´ıfico de referencia, el uso de algas como bioindicadores decontaminaci´on por metales en ecosistemas acu´aticos

Ospina Alvarez, Natalia

Pe˜na, Enrique J.

Spanish

Sistema OJS UCBSP-Cochabamba (Universidad Católica Boliviana "San Pablo")

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Alternativas de Monitoreo de Calidad de
Aguas: Algas como Bioindicadores
Natalia Ospina Alvarez1, Enrique J. Pen˜a2
1 Centro de Estudios e Investigaciones en Desarrollo Regional-CEIDER-
Grupo de Investigacio´n Ambiental-GIAM
Universidad Santiago de Cali
e-mail: anadara@arqa.com
2 Departamento de Biolog´ıa
Facultad de Ciencias
Universidad del Valle
Cali, Colombia
e-mail: enripena@univalle.edu.co
Resumen
El uso de indicadores biolo´gicos de contaminacio´n se ha incrementado en los
u´ltimos an˜os, como una alternativa de monitoreo de calidad de las aguas. El con-
cepto de bioindicador, las razones para su empleo as´ı como las caracter´ısticas que
deben tener los organismos indicadores son consideradas en este art´ıculo. Se uti-
liza como caso espec´ıfico de referencia, el uso de algas como bioindicadores de
contaminacio´n por metales en ecosistemas acua´ticos.
1. Introduccio´n
En los ecosistemas acua´ticos, la contaminacio´n –por fuentes orga´nicas o inorga´nicas–
provoca una serie de modificaciones fisicoqu´ımicas en el agua, que repercuten en la
composicio´n y distribucio´n de las comunidades [16]. En los organismos acua´ticos los
efectos del sometimiento a una descarga to´xica, transcurren con el tiempo de respues-
tas individuales (bioqu´ımicas y fisiolo´gicas) a respuestas poblacionales, comunitarias y
ecosiste´micas; y la magnitud de los cambios registrados en los organismos, depende del
tiempo que dure la perturbacio´n de las condiciones iniciales del sistema acua´tico, su
intensidad y naturaleza [13].
En los u´ltimos an˜os, un alto nu´mero de agencias ambientales de todo el mundo
emplea me´todos para la evaluacio´n de la calidad del agua basados en la utilizacio´n de
comunidades biolo´gicas [2]. Las razones para el empleo de organismos vivos para moni-
torear la calidad del agua, son principalmente el bajo costo y la facilidad de implementar
este tipo de estudios, en comparacio´n con los costosos ana´lisis qu´ımicos o de toxicidad.
Adema´s, la importancia de su uso para detectar procesos en los ecosistemas acua´ticos
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es que las poblaciones de animales y plantas acumulan informacio´n que los ana´lisis fisi-
coqu´ımicos no develan. Finalmente, el monitoreo por medio de bioindicadores, evita la
determinacio´n regular de para´metros f´ısicos y qu´ımicos que confluyen en los organismos
estudiados.
Un indicador es un elemento de medicio´n asociado a un factor que proporciona una
medida cuantitativa o cualitativa de la evolucio´n en magnitud de un feno´meno, con base
en una funcio´n de valores de dichos elementos. Espec´ıficamente, los bioindicadores son
organismos o comunidades de organismos cuya presencia indica alguna condicio´n me-
dioambiental ma´s o menos definida [24], y responden fisiolo´gica o conductualmente a un
amplio espectro de substancias o concentraciones to´xicas, sean e´stas de origen orga´nico
o inorga´nico, natural o de influencia humana. En el caso de los indicadores biolo´gicos,
la presencia o ausencia de ciertas especies, constituye una unidad de medicio´n sobre las
condiciones cualitativas de un cuerpo acua´tico; de tal manera que una vez conocido y
caracterizado un ecosistema acua´tico, la presencia y proporcio´n de determinados indi-
viduos, puede indicar de manera directa y precisa concentraciones espec´ıficas de alguna
sustancia contaminante.
Aunque todo organismo es indicador de las condiciones del medio en el cual se
desarrolla, un indicador biolo´gico acua´tico se ha considerado como aquel cuya presencia
y abundancia sen˜ala algu´n proceso o estado del sistema en el cual habita [13]. La
contaminacio´n de un sistema acua´tico se refleja en las poblaciones a trave´s del desarrollo
simulta´neo de tres clases de feno´menos: 1) modificacio´n de la estructura poblacional, 2)
aparicio´n y proliferacio´n de especies asociadas a determinados aportes y 3) desaparicio´n
ma´s o menos ra´pida y gradual de la totalidad o parte de la poblacio´n inicial [11]. De
all´ı que la presencia o ausencia de determinadas especies permite efectuar un diagno´stico
del nivel de contaminacio´n del sistema estudiado, y en comparacio´n con los ana´lisis
qu´ımicos o de toxicidad, este me´todo es de relativo bajo costo y sencillo de implementar.
Los bioindicadores ideales son las especies que son relativamente fa´ciles de observar,
de recoger, de reconocer, y que son suficientemente abundantes para permitir el mues-
treo repetible. Aunque las formas microsco´picas son generalmente ma´s abundantes en
el ecosistema y ma´s fa´ciles de muestrear que formas macrosco´picas, para identificar y
cuantificar organismos muy pequen˜os se requieren equipos considerablemente ma´s so-
fisticados [23]. De acuerdo a lo anterior, los buenos bioindicadores son generalmente los
organismos macrosco´picos con movilidad limitada y de distribucio´n bastante amplia, los
cuales para ser u´tiles y brindar informacio´n veraz, deben tener algunas caracter´ısticas
especiales como ser de fa´cil recoleccio´n y cuantificacio´n, estar relacionados con el efecto
que se desea indicar, y existir suficiente informacio´n biolo´gica y ecolo´gica sobre ellos.
2. Algas Indicadores de Metales Pesados
El uso de las plantas que hiperacumulan metales so´lo se ha documentado en los
u´ltimos 20 an˜os, y hasta el momento se conocen por lo menos 45 familias de plantas
con especies capaces de acumular metales [8]. Algunas de ellas pueden acumular Cu,
Co, Cd, Mn, Ni, Se, o Zn en niveles que superan de 100 a 1.000 veces los acumulados
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normalmente por las plantas. En las algas, espec´ıficamente, se produce una bioacumu-
lacio´n de los elementos presentes en el medio donde crecen o se cultivan, llegando a
constituir entre el 5% y el 20% de su materia seca [25].
Recientes estudios se han enfocado en el uso y los atributos de las algas como
organismos indicadores de polucio´n [6],[9],[14],[17]. Tambie´n se han evaluado los efectos
de la concentracio´n de determinados metales sobre algunas especies de algas [4],[7],[19]
con el fin de proponerlas como posibles monitores de contaminacio´n de metales en
ambientes acua´ticos [3],[15],[22].
Las comunidades de algas responden por lo general a los impactos antropoge´nicos,
como exceso de nutrientes y substancias to´xicas, convirtie´ndose as´ı en buenos indicado-
res de cambios en la calidad del agua [21]. Existen recientes estudios donde se consideran
una serie de atributos espec´ıficos para catalogar estas plantas como indicadores ecolo´gi-
cos [7],[17]. Sus ciclos de vida cortos las hace indicadoras adecuadas para impactos a
corto plazo; los ha´bitos de fijacio´n de la mayor´ıa de las especies hacen que sean afectadas
directamente por los cambios f´ısicos y qu´ımicos en la columna del agua; por ser pro-
ductores primarios son sensibles a contaminantes que no tienen efecto sobre organismos
heterotro´ficos, y adema´s son fa´cilmente muestreables [9],[23].
Algunos estudios realizados en campo han demostrado que la concentracio´n de me-
tales en las algas refleja la concentracio´n de estos en el ambiente [12],[18] de tal modo
que existe una relacio´n directamente proporcional entre la concentracio´n de metal en
la columna de agua y la acumulacio´n en el alga. Wang & Lewis [21] estudiaron la acu-
mulacio´n de Cd, Cr, Se y Zn en dos macroalgas marinas, el alga verde Ulva lactuca
y el alga roja Gracilaria blodgettii, encontrando que la tasa de acumulacio´n en el alga
decrece con el incremento de la concentracio´n del metal, lo cual indica que estas algas
tienen una mayor respuesta de acumulacio´n a menores concentraciones de metal. Igual-
mente, Bryan [5] analizo´ las concentraciones de Zn en Laminaria digitata, encontrando
que altas concentraciones de Zn fueron absorbidas a menores concentraciones, lo cual
resulta en los ma´s bajos factores de bioconcentracio´n a las concentraciones de Zn ma´s
altas.
Para estudiar la capacidad de las algas de absorber metales del agua, y por tanto
conocer su potencial como especies indicadoras de la polucio´n por metales pesados, se
utilizan los bioensayos, que consisten en experimentos donde el alga es sometida a di-
ferentes concentraciones de metal para evaluar su grado de respuesta. Sin embargo, es
importante considerar que existen factores biolo´gicos y f´ısicos que afectan la acumula-
cio´n de metales, entre los que se encuentran la temperatura, luz, estacionalidad, pH y
salinidad, entre otros [10],[21]. Por ello, para proponer una especie como indicadora de
contaminacio´n deben considerarse, adema´s de otros factores, las caracter´ısticas f´ısico
qu´ımicas de la columna de agua.
En su ambiente natural los organismos esta´n normalmente sujetos a una variedad
de factores productores de estre´s, por ello son necesarias algunas medidas para ayudar
a identificar y a separar los efectos introducidos por la accio´n antropoge´nica (como la
contaminacio´n) de otros efectos causados por los tensores naturales (como la disponibi-
lidad de alimento). De este modo, midiendo algunas respuestas fisiolo´gicas a diferentes
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niveles de organizacio´n biolo´gica, sensibilidad y especificidad a los tensores, se pueden
establecer aquellas causas de estre´s que son o no producto de la contaminacio´n [1].
Por otro lado, evaluando los mecanismos de respuesta desarrollados por la planta fren-
te a cada uno de estos factores, se pueden identificar especies indicadoras asociadas a
diferentes procesos de contaminacio´n.
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