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La contaminación por plásticos puede reducir la producción de oxígeno del océano

Ayer fue un cachalote, hoy un delfín y mañana un albatros. La muerte de grandes vertebrados marinos debido a la ingesta de plásticos se ha convertido en una constate en los últimos tiempos. Más allá de este lamentable impacto, directo y evidente, la contaminación por plásticos puede desencadenar efectos sobre los ecosistemas que apenas estamos empezando a descubrir. Dentro de esta línea, hoy os resumimos un estudio que muestra cómo, en condiciones de laboratorio, los elementos presentes en los lixiviados de plásticos afectan negativamente al crecimiento y el funcionamiento de bacterias fotosintéticas marinas muy abundantes en el océano, y que son esenciales para el funcionamiento del sistema Tierra al producir buena parte del oxígeno que respiramos y contribuir a la producción primaria marina a nivel global. Los resultados de este trabajo, liderado por investigadores de la Universidad Macquaire de Sidney, han sido publicados recientemente en la revista Communications Biology.

Los plásticos liberan sustancias que pueden afectar a la vida marina

Se estima que los residuos plásticos causan más de 13.000 millones de dólares en daños económicos a los ecosistemas marinos cada año. Lejos de disminuir, los niveles de contaminación marina por plásticos se espera que sigan aumentando en los próximos años debido al incremento en la producción de plástico a nivel mundial, la escasa gestión y reciclado de este tipo de materiales al final de su vida útil y las bajas tasas de degradación ambiental que experimentan. Hoy sabemos que los residuos plásticos pueden liberar una gran variedad de sustancias en los ambientes marinos (estudio) y, sin embargo, no conocemos prácticamente nada sobre cómo esto afecta a las bacterias fotosintéticas marinas que se sitúan en la base de la cadena trófica marina. Este tipo de organismos forman parte del fitoplancton marino, y tienen una importancia fundamental para sostener la vida tal y como la conocemos sobre el planeta Tierra, pues producen más de la mitad del oxígeno que inhalamos en cada respiración. Estudios recientes constatan que la biomasa de estos microorganismos se ha reducido un 40% a nivel global desde 1950 (estudio),  fundamentalmente debido al calentamiento de los océanos, lo que constituye un hecho especialmente preocupante.

Plastics

Residuos plásticos en la Bahía de Minimata (Japón). Autor: Stephen Codrington (Figura 3.20 Planet Geography 3rd Edition), CC BY 2.5, en wikimedia commons.

Los lixiviados son el resultado del proceso de percolación de un fluido a través de un sólido. Tradicionalmente, la mayoría de polímeros plásticos han sido considerados como altamente estables y biológicamente inertes. Sin embargo, durante su fabricación se añaden una serie de elementos para mejorar sus prestaciones, durabilidad y funcionalidad que pueden acabar lixiviando y contaminando el medio ambiente. Pues bien, muchos de estos aditivos, que incluyen restos de metales, tintes, retardantes de llama, antioxidantes, etc., han sido detectados en aguas marinas de todo el mundo en concentraciones que pueden llegar a alcanzar los microgramos por litro. Aunque los procesos asociados con la liberación de estos componentes a ambientes marinos no se conocen bien, un estudio reciente sobre la durabilidad del plástico en agua marina indica que algunos aditivos del PVC se liberan a partir del primer año de inmersión, debido a la degradación que ocurre por su exposición progresiva al ambiente (estudio). Además, estudios toxicológicos de laboratorio han demostrado la toxicidad de los lixiviados plásticos sobre el zooplancton, principalmente crustáceos y larvas de mejillón (estudio 1; estudio 2; estudio 3; estudio 4).

El efecto de los lixiviados del plástico en las bacterias marinas

Los autores de este trabajo han ido un paso más allá, y han estudiado el efecto de los lixiviados del plástico sobre el fitoplancton marino a través de la respuesta a dichos componentes en bacterias fotosintéticas del género Prochlorococcus. Estos seres unicelulares están considerados como el organismo fotosintético más abundante sobre la Tierra (se estima que produce el 10% del oxígeno que respiramos) y, por tanto, contribuye de manera fundamental a la producción primaria global y al ciclo del carbono. De este modo, los investigadores han expuesto en laboratorio dos cepas distintas de Prochlorococcus (una más común en zonas superficiales y otra que tiene preferencia por mayores profundidades) a distintas dosis de lixiviados de plásticos comunes: por un lado, las típicas bolsas de plástico para la compra de polietileno de alta densidad (HDPE) y, por otro lado, alfombrillas de policloruro de vinilo (PVC).

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Bolsas de plástico atrapadas en una valla. Autor: Olybrius, CC BY-SA 4.0 en wikimedia commons.

Los resultados muestran que la exposición a los lixiviados reduce el crecimiento in vitro de Prochlorococcus, así como su capacidad fotosintética al alterar la expresión de genes relacionados con este proceso, resultando en una menor producción de oxígeno. Por tanto, la exposición a los lixiviados plásticos modifica la composición y productividad de la comunidad marina de Prochlorococcus, así como del conjunto de las comunidades fitoplanctónicas marinas de las que dependen importantes procesos ecológicos a nivel global. Los lixiviados de PVC resultaron más dañinos que los de HDPE, hecho que los autores atribuyen a que en el proceso de fabricación del PVC se usan más aditivos, como plastificadores (ftalatos), biocidas o estabilizadores de calor basados en distintos metales pesados.

Aunque los autores reconocen que las dosis empleadas en sus experimentos de laboratorio no se pueden comparar con los niveles de concentración de plásticos en el océano y pasarán décadas hasta que estos sean tales que puedan afectar a las poblaciones de Prochloroccocus a escala global, este estudio sirve para poner de relieve un efecto que hasta ahora permanecía desconocido. Si algo está claro, es que los organismos marinos, incluyendo Prochlorococcus, experimentarán una mayor interacción con partículas de plástico durante los próximos años. Por ejemplo, se estima que la gran isla de basura del Pacífico, con una extensión de 1.6 millones de km2, contiene alrededor de 1.8 trillones de piezas de plástico, y en esta zona del océano, Prochlorococcuses es el organismo fotosintético más abundante, alcanzando las 108 células por litro en la capa superficial. Finalmente, y puesto que las tendencias actuales indican que la basura de plásticos sin gestionar se multiplicará por 10 en los próximos 10 años, sugiriendo que la carga y el impacto ecológico del plástico marino continuarán aumentando, los resultados de este estudio nos apremian a adoptar medidas de gestión que frene el impacto ecológico de estos lixiviados.

Artículo completo:

Tetu SG, Sarker I, Schrameyer V, Pickford R, Elbourne LDH, Moore LR & Paulsen IT (2019) Plastic leachates impair growth and oxygen production in Prochlorococcus, the ocean’s most abundant photosynthetic bacteria. Communications Biology, 2: 184. doi: 10.1038/s42003-019-0410-x.

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