Bioindicadores

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Introducción
La adecuación de principios de uso generalizado al lenguaje científico necesita de matizaciones que denoten la significación de los términos empleados y la doten de la sistematización propia de este lenguaje. Este es el caso del concepto de bioindicador.
lserentant y De Sloover (1976) se refieren a este término como: "La proposición primera de la ecología, según la cual el ser vivo, organismo o comunidad, es un reflejo fiel del medio en el que crece y se desarrolla. La observación de un ser vivo puede de esta forma ser un indicador de la calidad o de las características del medio".
El hombre ha alterado la composición de la atmósfera, principalmente desde los dos últimos siglos, al verter en ella todo tipo de compuestos: {SOx, y NOX, etileno, derivados dorados y fluorados, metales pesados, contaminantes fotoquímicos, hidrocarburos, CO, C02 ,...., etc.} y un largo etcétera, procedentes de la combustión de carbones y de los derivados del petróleo, de la fabricación de aluminio, de los fosfatos y de otras muchas fuentes. Cada agente polucionante actúa sobre los seres vivos y los ecosistemas de una manera característica, produciendo una respuesta diferenciada para cada especie o comunidad y que está en función, a su vez, de la combinación, concentración y duración de los contaminantes.
Los líquenes, y en particular algunas especies, están mundialmente reconocidos como los organismos más sensibles frente a los efectos nocivos de la contaminación atmosférica.
Según el Dictionary of the fungí (Ainsworth and Bisby, 1971), un liquen es una asociación simbiótica autosuficiente de un hongo (micobionte) y un alga (fotobionte). Como no tienen raíces, hojas o flores, toman el agua y sus nutrientes fundamentalmente a partir de la atmósfera. Se encuentran en casi todas partes, tapizando las superficies de las rocas,. la corteza de troncos y ramas, los claros del suelo, el vidrio, el cemento, las tejas, los monumentos,...,etc. Prácticamente cubriendo el 8% de la superficie terrestre y se piensa que hay mundialmente unas 20.000 especies.
Los líquenes sólo dominan en aquellos ecosistemas extremos, es decir, en los desiertos cálidos y fríos, donde allí la competencia de las plantas superiores no es posible. Pero siempre aparecen como epífitos o bien sobre las cortezas, corticícolas, o bien sobre rocas, saxícolas, a condición de que haya una cierta iluminación. Todo ello es posible gracias a su característica naturaleza de simbiontes y a que dependen casi exclusivamente de la atmósfera o del agua que discurre por el sustrato. Su metabolismo y, por tanto, su crecimiento es muy lento. Hans Magnus Enzensberg1 en su famosa poesía, los definió como: "El más lento telegrama de la tierra". Posiblemente sea esta la frase que mejor sintetiza las características que les conceden sus óptimas bondades como bioindicadores de la contaminación, siendo sus principales razones para ello las siguientes:

R1 .-Tienen un talo perenne, que carece de cutícula, y por tanto su superficie esta constantemente abierta al paso de líquidos y gases durante toda su vida, que es larga.
R2 .-Existe una relación fisiológica íntima entre los talos y el ambiente y los líquenes, siendo nutricional y directamente independientes tanto del sustrato como de sus elementos.
R3 .-Son muy estenoicos, es decir, de requerimientos ecológicos mínimos y precisos, y muy sensibles a los cambios que pueden producirse en el ambiente, ya que no disponen ni de aparato excretor ni de mecanismos de defensa tan importantes como el control de su contenido de agua (son poiquilohidros), por lo que son capaces de concentrar y acumular distintos compuestos (entre ellos también los contaminantes atmosféricos) en su talo a partir de soluciones muy diluidas, habiendo toda una gradación de especies que tienen requerimientos y sensibilidades diferentes.

El empleo bioindicadores para detectar la polución tiene una serie de ventajas tales corno el bajo costo, los resultados rápidos y la posibilidad de proporcionar información acumulativa, integrada y discriminada gracias a su capacidad de respuesta frente a las alteraciones del medio, la cual nunca puede ser detectada a través de mediciones física-químicas. Pero también reúne algunos inconvenientes, debido a la imposibilidad de obtener resultados cuantitativos reales a causa de la complejidad de los mecanismos de interrelación.

Efectos de la contaminación sobre líquenes
Se pueden evidenciar en forma de reacciones fisiológicas directas y en forma de reacciones indirectas.
Las primeras, producidas por emisiones específicas de fuentes puntuales, que difícilmente se pueden evaluar, dado el gran número de variables ambientales que intervienen. Debido a ello, en la práctica lo que en realidad se mide son las respuestas indirectas (respuestas a la inmisión) que se manifiestan desde el punto de vista del observador de manera cualitativa siendo la presencia/ausencia de las especies liquénicas el criterio empleado principalmente para la evaluación cualitativa de la contaminación y la frecuencia de las mismas para la evaluación cuantitativa.
El S02 es el principal contaminante gaseoso afectando en mayor medida al normal funcionamiento de los talos liquénicos y es también el que se encuentra en mayor concentración y está más extendido. Cada año se vierten en la atmósfera unas 200 Tm como resultado de las actividades humanas, además de óxidos de nitrógeno, hidrocarburos, derivados fluorados o dorados, junto con partículas en suspensión, metales pesados y otros muchos compuestos.
Las respuestas de los líquenes frente al S02, como por ejemplo, para poder amortiguar los efectos negativos, una de las primeras reacciones de los talos es tratar de disminuir la asimilación de este gas, de manera que reducen la superficie de contacto con el agua de varias formas, o bien desarrollando soredios que no se humedecen tan fácilmente, o elaborando mayores concentraciones de sustancias hidrófobas, o encogiendo el talo al volverse los lóbulos más estrechos y convexos, o bien tratando de reducir el efecto de los iones tóxicos gracias a la capacidad tampón del talo y del sustrato.
Pero la tolerancia depende de la resistencia del protoplasma de las células, de su momento metabólico, de la vitalidad, de la capacidad de inhibición de los efectos y de la madurez del talo, siendo mucho más sensibles los talos más jóvenes. Esta es una de las razones del descenso en diversidad y biomasa de líquenes en zonas contaminadas, simplemente no se pueden reproducir o los talos más jóvenes dejan de progresar.

Importancias de las condiciones ambientales
Los efectos más importantes son los que afectan a la fotosíntesis y a la respiración, inhibiéndose la captación de C02 , que altera la composición de las membranas celulares, perdiéndose iones potasio, pasando la clorofila (verde) a feofitina (parda) por pérdida de iones magnesio, comienzan las decoloraciones del talo y modificaciones vanas, posteriormente también se pierde la respiración y al final tanto el fotobionte como el hongo degeneran, se daña la estructura del talo y su capacidad de reproducción.
La actividad y profundidad de la acción dependen también de la persistencia, duración y concentración de los contaminantes, del régimen climático, del pH del sustrato y de otros factores. No es lo mismo la persistencia de niveles bajos durante mucho tiempo en ambientes húmedos, que un pico de alta concentración y corta duración.
Si buscamos en las ciudades, será fácil encontrarlos en los monumentos hechos con roca calcárea o sobre el mortero de los muros, puesto que son capaces de neutralizar las deposiciones ácidas. Sin embargo, es más difícil que se instalen sobre rocas de naturaleza silícea.
Los líquenes corticícolas son el material más adecuado para realizar una valoración de calidad del aire, ya que estos substratos no alteran, o lo hacen muy poco, la composición del agua que discurre por su superficie, que es la que toma el liquen.

Métodos estimativos ecológicos
Los métodos de trabajo desarrollados al utilizar los líquenes como bioindicadores de contaminación tienden a relacionar la presencia o ausencia de especies, su número, frecuencia de aparici6n, cobertura y los síntomas de daños externos o internos con el grado de pureza atmosférica.
Se han desarrollado una gran magnitud de técnicas y métodos destinados a realizar mapas o delimitar áreas isopolutas utilizando líquenes epífitos, pudiéndose reducir a dos las tendencias de profundización en esta aproximación:
T1 .- Análisis cualitativos (presencia/ausencia de especies).
T2 .-Cuantitativos (fitosociológicos).

Análisis cualitativos (presencia / ausencia de especies)
Algunos se basan que la distribución individual de las especies está correlacionada con la concentraciones de S02, indicando arduamente la resistencia ofrecida a las condiciones ambientales adversas, aunque necesita mayor precisión en aspectos como la vitalidad o la cobertura de los talos.
Mucho más interesantes son aquellos que estudian las asociaciones de líquenes, pues es así como se desarrollan normalmente en la naturaleza. Hawksworth y Rose (1970), gracias a las instalaciones de redes de estaciones de medida de S02 en los núcleos británicos urbanos e industriales, lograron realizar en 1970 una gradación de sensibilidad liquénica corticícola con dichas concentraciones promediadas invernales, bifurcándose posteriormente en función del tipo de forófito arbóreo.
Esta escala ha sido adaptada para Francia y N.O. de España, y otras escalas similares y posteriores han sido construidas, para Dinamarca, Suecia, Holanda, Alemania, Irlanda, Francia, Portugal, España, EE.UU y Canadá.

Análisis cuantitativos: Índice de pureza Atmosférica
Con objeto de obtener mejores aproximaciones en la delimitación de áreas isocontaminadas se han desarrollado métodos tendentes a cuantificar la aparición de taxones liquénicos, valorando no sólo su presencia en el territorio, sino también su abundancia y, en la medida de lo posible, su grado de fertilidad y desarrollo.
De Sloover y Loblanc (1968) diseñan el método del Índice de Pureza Atmosférica (IPA), que ha sido seguido por la mayoría de los investigadores que han abordado el tema desde una óptica ecológica. El IPA considera las comunidades de líquenes, la presencia y distribución de las mismas en un área con zonas precisas de contaminación y cuantifica los datos.
Para realizarlo hay que tomar numerosos inventarios fitosociológicos, en condiciones ecológicas homogéneas, y tiene en cuenta la cobertura, la abundancia y la frecuencia de las especies en cada comunidad y en unos cuantos árboles (forófitos) de un territorio determinado.
Este índice refleja la riqueza o escasez de la vegetación epífita de una determinada zona y es válido únicamente, a nivel comparativo, entre territorios o regiones que presenten aproximadamente la misma climatología y ecología.
Con objeto de introducir datos indicativos del estado de desarrollo, vitalidad, biomasa, grado de cobertura, etc., se han ideado métodos de medida centrados en el diámetro del talo, producci6n de apotecios, porcentajes de cobertura, utilizando en ocasiones técnicas fotográficas.

A - Orígenes metodológicos
Dependientes de una serie de factores ambientales, entre aquellos que pueden determinar de una forma importante la distribución de los líquenes podemos citar:

F1 .- Forófito .Es esencial evaluar cada estación de muestreo en base a la especie del árbol considerado como forófito. Suelen existir diferencias en la diversidad de la flora liquénica dependiendo de la especie arbórea.
F2.-Microclima. Es extremadamente importante para los líquenes epífitos. Para que se puedan comparar las estaciones de muestreo, deben ser lo más similares posible en cuanto a Microclima se refiere. Es necesario restringir el muestreo a árboles verticales dado que la pendiente de un tronco puede tener una fuerte influencia sobre el microclima, así como los que se encuentran en zonas poco iluminadas.
Se deben excluir los árboles demasiado delgados y jóvenes puesto que, la vegetación liquénica se halla generalmente en un estado de desarrollo no muy avanzado.
F3.- Clima. Las diferencias climáticas que puedan existir en una zona no se pueden excluir de la elección del método de muestreo y deben ser tenidas en cuenta en la interpretación de los resultados. El clima más seco de las ciudades es especialmente importante, si bien la sequía no es el único factor que pueda afectar a la vegetación liquénica ya que los desiertos liquénicos también pueden hallarse en áreas no urbanas.
F4.-Eutrofización. La Eutrofización del forófito mediante el empleo de fertilizantes ocurre en las cercanías a pastos, jardines, etc. Este factor tiene un efecto distinto sobre la vegetación epífita y su presencia es muy difícil de determinar, aunque generalmente es detectado a partir de los epífitos. Habría que intentar excluir los árboles eutrofizados.

Existen muchos otros factores con una influencia directa o indirecta sobre los epífitos pero en muchos casos no se conoce muy bien esta influencia, como, por ejemplo, heridas en la corteza, acumulación de polvo, estructura de la corteza (lisa o rugosa) y pH.

B - El método de trabajo inventarial
Las condiciones de absoluta homogeneidad no se dan en la naturaleza, dada la complejidad de factores ambientales que entran en juego, por tanto, se deben tener en cuenta las siguientes condiciones en la selección de localidades y toma de datos:

C1 .- La unidad de muestreo para el estudio de la flora liquénica es la estación de muestreo, formada por un grupo de cinco árboles de la misma especie lo más cercanos posible unos de otros.
C2 .- En cada estación se deben realizar un máximo de cinco inventarios, cada uno de ellos en un forófito diferente
C3.- Se muestrean adultos sanos aproximadamente con el mismo diámetro de tronco principal. excluyendo árboles inclinados y de corteza lisa.
C4 .- La altura del muestreo sobre cada tronco debe estar comprendida entre 35 y 160 cm, con el fin de evitar la influencia del suelo y de las ramas

Ecuación de IPA
Esta técnica relaciona los parámetros frecuencia y cobertura de los líquenes con un factor llamado Cortejo Medio especifico o Factor de Resistencia.
El Índice Frecuencia-Cobertura, IFC , viene expresada en una escala de uno a cinco, según la proporción de superficie ocupadas (%), con lo que depende de de ella, IFC = IFC(s):

1, especie muy rara con bajo grado de cobertura, s = 1-10%.
2, especie poco frecuente con grado de cobertura, s = 10 - 25%.
3, especie con frecuencia moderada y grado medio de cobertura, s = 25-50%.
4, especie frecuente con alto grado de cobertura, s = 50-75%.
5, especie muy frecuente y muy abundante, s = 75-100%.

El IPA viene dado por la fórmula: IPAj = 1/10 Sjn (Qi - fj) donde:

IPA = Índice de pureza atmosférica de la estación j.
n = numero de especies presentes en la estación j.
Qi = cortejo medio especifico de la especie i.
fi = frecuencia-cobertura de la especie i.

El cortejo medio especifico definido como el número promedio de especies acompañantes de una especie determinada se deduce mediante el cociente : Qi = (1/ Ej)Sjn (Aj ? 1) donde :

Qi = cortejo medio específico de la especie i.
Aj = número de especies presentes en cada estación donde se encuentra la especie i.
Ej = número de estaciones donde se halla i.
j = número de estaciones en las que se encuentra la especie i.

Crespo et al. (1981) realizó una serie de modificaciones que hacen referencia a la frecuencia f f = (P ij Am ij )/ 2, donde :

P ij = presencia de la especie i analizada en la estación j.
Am ij = media de la frecuencia - cobertura de la especie i en la estación j.

La aplicación de este método exige que el único factor ecológico variable entre as distintas estaciones sea la contaminación atmosférica.

Edgar Salgado Calderón

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