Como indicador de la calidad del hábitat.

Para detectar presencia, concentración o efecto de la contaminación.

Para detectar cambios , alteraciones o señales tempranas en el medio.

Identificar causa y efecto entre estresores y respuestas biológicas.

Evaluar la efectividad de las acciones remediables sobre la salud del ecosistema.

De la composición genética del organismo, porque puede favorecer o no la adaptación a los cambios, y por tanto, la manifestación de respuestas,

fácil y rápidamente visibles.

De su estado de desarrollo, pues hay etapas en el ciclo vital que son más influyentes, por ejemplo, los individuos juveniles suelen ser más sensibles, mientras que los adultos suelen ser más resistentes.

De las propias condiciones ambientales, porque los estímulos pueden ser infinitamente variados y sus efectos no siempre son aditivos, sino que puede haber sinergismos o efectos potenciadores de unas condiciones frente a otras.

1. El más sencillo consiste en atender al grado de sensibilidad que muestran frente a los estímulos ambientales; así, se puede diferenciar especies muy sensibles, sensibles, poco sensibles y resistentes.

2. Otro criterio que puede utilizarse es la forma de respuesta a los estímulos; según este criterio se puede hablar de:

Detectores Explotadores Centinelas Acumuladores Organismos test o bioensayo

Bioindicadores que viven naturalmente en un área y que, simplemente. muestran

respuestas tales como cambios de vitalidad, mortalidad, capacidad reproductora,

abundancia.

MUSGOS MUSGOS EPÍFITOS EPÍFITOS

Bioindicadores cuya presencia indica la probabilidad elevada de que exista una perturbación. Con frecuencia son

organismos que, de forma más o menos repentina, se hacen muy abundantes en un lugar, casi siempre debido a la falta de competidores, que han sido previamente eliminados por

la perturbación.

Bioindicadores sensibles o muy sensibles, que se introducen artificialmente en un medio y funcionan como alarmas, porque detectan rápidamente los cambios. Se

utilizan fundamentalmente para detectar contaminantes.

Bioindicadores que por lo general son resistentes a ciertos compuestos al ser capaces de absorberlos y acumularlos

en cantidades medibles.

Bioindicadores que se utilizan en el laboratorio a modo de reactivos para detectar la presencia y/o la

concentración de contaminantes.

3.Por otra parte, atendiendo al criterio de poder cuantificar las respuesta, los bioindicadores pueden ser:

Bioindicadores en sentido estricto Biomonitores

Son aquellos que con su presencia o ausencia y abundancia, indican los efectos de un factor ambiental de forma cualitativa; pueden ser tanto positivos, por su

presencia y/o abundancia, como negativos, por su ausencia.

Son especies que indican la presencia de contaminantes o perturbacio nes no sólo de forma

cualitativa, sino también de forma cuantitativa, porque sus reac ciones son de alguna manera proporcionales al

grado de contaminación o pertur bación.

CRITERIO TIPOS DE BIOREACTORES

Grado de sensibilidad

Muy sensibles Sensibles Poco sensibles Resistentes

Forma de respuesta

Detectores Explotadores Centinelas Acumuladores Organismos test o bioensayo

Posibilidad de medida

Bioindicadores en sentido estricto Biomonitores:

Por reacciones manifiestas

Por acumulación Biomonitores:

Pasivos (naturales)

Activos (transplantes)

Las especies bioindicadoras, en sentido amplio, deben cumplir los siguientes requisitos o al menos, deberían cumplirlos, sobre todo aquellas que son detectores, explotadores o acumuladores:

 • Dar respuestas de interés para el ecosistema que se

esté estudiando y que las sean relativamente fáciles de observar y/o medir.

 • Dar respuestas distintas ante estímulos diferentes.

• Sólo deben tener como fuente de lo que se desea estudiar, aquello que proceda del foco de perturbación.

 • Deberían ser sedentarios o tener una capacidad de

dispersión limitada.

• Ser fáciles de muestrear. En este aspecto, si las especies son raras no son fáciles de muestrear, por tanto, ser común sería una ventaja. Por otra parte, deben estar presen tes en una cantidad suficiente como para no alterar ni destruir la población en el caso de que se tengan que hacer muestreos sucesivos.

• Deben ser resistentes a la acumulación de contaminantes, (especialmente si se trata de bioindicadores acumuladores), permaneciendo vivos para poder observar sus respues tas, a menos que la mortalidad sea una de las variables a estudiar.

• Sería preferible que fueran organismos de larga vida para poder muestrear diferentes grupos de edades, o el bioindicador ha de tener un tiempo de vida lo suficientemente largo como para que las respuestas se puedan manifestar.

Los bioindicadores siempre tendrían ventajas frente a la simple indicación físico-química.

Reflejan el complejo efecto de todos los factores ambientales en dicho medio.

Evitan la tarea de hacer medidas físicas o análisis químicos que, a menudo, requieren tiempo, técnicas, aparatos y personal cualificado que no suelen estar disponibles por no poderse trasladar al lugar que se quiere estudiar.

• Ayudan a visualizar la velocidad y la dirección de los cambios ambientales.

 • Muestran los efectos sobre los seres vivos y

su potencial peligrosidad. • Localizan las zonas de los ecosistemas donde

las materias tóxicas y contaminantes se acumulan.

BIOMONITORESMonitorizar es, según Speliergerg, realizar

operaciones sistemáticas de parámetros relacionados con un problema específico, diseñadas para dar información sobre las características del problema y sus cambios con el tiempo.

La monitorización puede ser:Físico – Químico, que consiste simplemente en

medir concentraciones de contaminante en el medio.

Biología o biomonitorización. Que consiste en el uso regular y sistemático de organismos vivos para motorizar o determinar la calidad ambiental.

BIOMONITORESLa biomonitorización, por trabajar con

organismos vivos, da información acerca de las relaciones entre las condiciones ambientales y el mundo vivo; por hacerse a lo largo del tiempo permite hacer comparaciones entre distintos estados, y los datos obtenidos pueden servir para predecir futuros cambios que puedan ser importantes para el ser humano.

UTILIDADESEs la base para la gestión de los recursos

biológicos, para el desarrollo sostenido y la evaluación de recursos naturales.

Sirve para manejar y conservar de forma efectiva, ecosistemas y poblaciones. Además adopta datos sobre variaciones en las condiciones ambientales, sobre la intensidad y la dirección de variación, (por ello es una base para la prevención).

UTILIDADESLa biomonitorización del uso del suelo y del

paisaje aporta datos que sirve para mejorar el uso de la tierra y combinar su utilización con su conservación.

Permite vigilar la contaminación e indicar la calidad del medio ambiente.

Es un medio para avanzar en el conocimiento de la estructura y la dinámica de los ecosistemas biomonitorizados.

TIPOSDirecta: se hace cuando se trata de

monitorizar la contaminación, midiendo la cantidad de contaminantes en los organismos mediante análisis adecuados en muestreos sucesivos.

Indirectas; según algunos autores es la verdadera biomonitorización, sirve para monitorizar cualquier tipo de proceso,(no solo contaminación), y se basa en detectar todos los cambios visibles o medibles que el medio provoca en los organismos.

USOS Y TAREASMedidas de variables físicas del medio

(temperatura, precipitación, evaporación, estructura del suelo, caudal del río, fuerza del viento, etc.).

Medida y control de la concentración de contaminantes en el medio abiótico (agua, suelo o aire), o en biomonitores.

Hallar correlaciones entre las variables físicas y químicas del y medio abiótico y los síntomas observados en los seres vivos.

USOS Y TAREASEstimación de impacto negativos o dañinos

para los seres vivos o para el ser humano Inventario y clasificación de daños a gran

escala en los ecosistemas debidos a la actividad humana (deforestación, lluvia ácida, efecto invernadero, etc.)

Seguimiento de proceso de regeneración y mejora de hábitats o ambientes degradados.

USO DE BIOMONITORES VEGETALES

BIOENSAYOS EN EL MEDIO AMBIENTE

En un bioensayo se controla con minuciosidad las condiciones ambientales para que la respete de un organismo de prueba ante los contaminantes específicos, se pueda definir inequívocamente, aunque la extrapolación de los resultados obtenidos en un bioensayo a situaciones reales puede originar confusiones.

BIOENSAYOS EN EL MEDIO AMBIENTE

Como los contaminantes suelen actuar mezclados y entre ellos existen interaciones, la determinación por medios químicos de sus cantidades no suelen aclarar sus posibles efectos biológicos.

La selección de un organismo adecuado para bioensayos rutinarios depende de varios factores (American Public Health Association, 1976):

El organismo debe ser sensible a los factores ambientales o materiales en cuestión.

Su distribución debe ser amplia y su disponibilidad, en cantidades suficientes para nuestros fines que ha de mantenerse todo el año.

Debe ser importante desde el punto de vista económico, recreativo o ecológico, tanto si es local como nacional.

Se debe poder cultivar fácilmente en el laboratorio.Debe hallarse en buenas condiciones, libre de

parásitos o enfermedades.Debe ser compatible con las técnicas de bioensayo.

Las pruebas de los bioensayos se pueden clasificar en bioestímulos y pruebas de toxicidad.

BIOESTÍMULOSPRUEBAS DE TOXICIDADSe suelen verificar con algas,

y sirven para evaluar la situación relativa de los nutrientes en un determinado entorno acuático, distinguir entre la cantidad total de nutrientes y la aprovechable desde el punto de vista biológico y, finalmente para determinar los posibles efectos de un cambio en la calidad del agua sobre el crecimiento de las algas.

Se utilizan para la protección inicial frente a agentes químicos, el control de vertidos que determinen sus posibles efectos sobre los organismos acuaticos y en las emisiones tóxicas para determinar el componente más peligroso y actuar sobre él.

BIOESTÍMULOSLas algas más empleadas, normalmente, para

estas pruebas son: Selenastrum capricornutum Asterionella flos – aquae, Microcystis aeroginosa o Anabaena flos – aquae.

Se ha sugerido recientemente que el helecho Osmunda regalis, que crece en las orillas de los ríos, podria servir como organismo indicador de la presencia de agentes mutágenos.

PRUEBAS DE TOXICIDADLos estudios de toxicidad se pueden realizar

con diversos organismos, éstos serán elegidos según el medio donde se encuentran el contaminante y las caracteristicas de este.

Así pues, en ecosistemas acuaticos se suelen emplear peces como:

PRUEBAS DE TOXICIDADLa trucha marrón (Oncorrynchus nikiss), El pez lobo (Pimephales notatus), El pez de agallas azules (Lepomis macrochirus), El pez dorado (Carassius auratus), El pez guppy (poecilia reticulada),El pez tropical arlequín (Rasbora heteromorpha), La perca de boca grande (Mcropterus

salmoides), El pez de agua dulce medada (oryzias latipes), La anguila (Anguilla anguilla), La perca ( Anabas testudineus).

En los ultimos años, el crustaceo Daphnia, con sus diversas especies como la magna y la pulex, está especialmente indicado para trabajos de rutina, pues es sensible a la contaminación, se cría con facilidad, y su índice de reproducción es elevado.

Igualmente otros invertebrados se utilizan en pruebas de toxicidad, destacando el rotífero Brachionus plicatilis, el crustáceo marino Artemia salina o el Streptocephalus proboscideus, tanto individualmente como en conjunto. Persoone establece una lista de especies mas comunes de invertebrados de agua dulce utilizados en los test de toxicidad.

La pulga acúatica (Moina macrocopa) y el caracol de agua dulce (Lymnaea palustris), se utilizan para valorar la acumulación de lindano, pues dan mejor resultado que otros crutáceos marinos como son el Panaeus duorarum, el Palaemonetes vulgaris, el P. purgio y el Paugurus longicarpus.

Tambien se emplean insectos, en ecosistemas terrestres, como la Drosophila, la cucaracha (Periplaneta americana), al igual que los gusanos de tierra (Eisenia foetida, razas E3. foetida foetiday E. foetida an drei, esta última es la más adecuada), el escarabajo de la harina (Tenebrio monitor) y el grillo (Acheta domesticus).

BIOMARCADORESLos marcadores biológicos o biomarcadores

son los cambios medibles, ya sean estos bioquímicos, fisiológicos o morfológicos, que se asocian a la exposición a un tóxico.

Por ejemplo; el nivel de colinesterasa en sangre se cambia por la exposición a plaguicidas.

Un nivel anormalmente bajo de colinesterasa es un biomarcador de la exposición a plaguicidas organofosforados.

USOSDetectar la presencia de una exposición Determinar las consecuencias biológicas de

la exposición Detectar los estados iniciales e intermedios

de un proceso patológico Identificar a los individuos sensibles de una

población Fundamentar la decisión de intervenir, tanto

a nivel individual como ambiental

CONSIDERACIONES

Especificidad y sensibilidad del biomarcador Dificultad de muestreo Cinética de la formación del biomarcador y Estabilidad del biomarcador

Marcadores internos de dosis

Indican que el tóxico ha entrado al organismo. Proporcionan información cuantitativa sobre la exposición y corroboran el ingreso de tóxicos al organismo. Son los resultados de la dosimetría interna, o sea la concentración de los xenobióticos y sus metabolitos en los medios biológicos.

Marcadores de dosis biológicamente efectivas Indican que el tóxico ya ha producido daños

en el organismo. Son los compuestos de adición estables que forman el tóxico o sus productos de bioactivación con los ácidos nucleicos y proteínas.

Cuando se encuentran compuestos de adición del ADN se puede concluir lo siguiente: Que el tóxico ha llegado a su blancoQue ha reaccionado con él y que probablemente

ha producido una lesión la cual puede ser reparada o conducir a un daño permanente

Marcadores de dosis biológicamente efectivasLos productos de la bioactivación

normalmente tienen una vida media muy corta y es difícil medir directamente su concentración. En este caso se determinan los marcadores de dosis biológicamente efectivas que producen.

Los compuestos de adición de hemoglobina y albúmina son biomarcadores de dosis biológicamente efectivas muy convenientes debido a que se pueden obtener fácilmente de la sangre.

Marcadores de respuesta biológica

Representan estados avanzados del proceso de daño. Son más persistentes y a menudo representan alteraciones genéticas. Ejemplos de estos son las mutaciones de ciertos oncogenes y los intercambios entre cromatinas hermanas.

Marcadores de enfermedades

Son manifestaciones preclínicas o tempranas de enfermedades, representan el último paso antes de que se establezca la enfermedad que produce la exposición. Los pólipos en el colon son un marcador de enfermedad ya que la continuación de la exposición puede conducir a la generación de un cáncer.

Marcadores de susceptibilidad Se utilizan para identificar a los individuos

más susceptibles a daños en una población. Algunos individuos tienen probabilidades más altas que otros de recorrer completo el camino exposición-enfermedad. Esto se puede deber a que tienen más activos los procesos de bioactivación o a que tienen disminuidas sus capacidades de destoxificar, de excretar o de reparar daños.

Marcadores de susceptibilidad

Ejemplo de un marcador de susceptibilidad es la actividad de la N-acetiltransferasa (NAT). Los individuos con una alta actividad NAT tienen un riesgo más alto si son expuestos a los compuestos que son bioactivados por NAT (por ejemplo 2-aminofluoreno).

RESUMENLos biomarcadores son muy útiles, pero es

necesario validar la relación entre el nivel del biomarcador y la exposición. Los marcadores de respuesta biológica y de enfermedad no pueden identificar el tóxico que produjo el daño, pero sí indican al investigador qué el daño ha ocurrido y es necesario iniciar la intervención.

Podemos definir al biosensor con un organismo vivo que presenta una respuesta ante la presencia de un contaminante; las características de estos organismos vivos son muy diferentes ya que su origen también es muy diverso.

El biomarcador será la parte integrante del organismo vivo que aislada o no, responde ante la acción del contaminante.

El bioindicador o el indicador biológico será la especie de un organismo vivo que será sensible a un contaminante; es un concepto próximo a biosensor.