Pocos fenómenos naturales marinos han despertado a tal grado la curiosidad, el asombro y el temor de los observadores en toda la historia registrada, como los cambios de color en el mar y la fosforescencia nocturna. Estos eventos se encuentran asociados a masivas floraciones de microalgas que, en ocasiones pueden ser altamente tóxicos. Los habitantes originarios del noroeste de los Estados Unidos y Canadá asociaron la fosforescencia de las aguas costeras a la toxicidad de los organismos marinos que constituían su ingesta habitual. Es así que los habitantes del litoral de diversas áreas del planeta han acuñado términos que identifican claramente a estos fenómenos: "purga do mar" (en Galicia, España), "eau rouges" (en Francia), "Tacqua rossa" (en Italia), "akashiwo" (en Japón), "red tides" o "red water" (en paises angloparlantes), "tingui" (en Cuba), "turbio" (en Venezuela). Los registros de intoxicaciones de seres humanos por consumo de peces y mariscos o por contacto accidental con organismos marinos datan de la antigüedad. Se ha sostenido que probablemente el registro más antiguo de los efectos tóxicos de microalgas aparece en el Antiguo Testamento, donde las aguas de Egipto se transformaron en "sangre" produciendo la muerte masiva de peces y su descomposición.
A nosotros, como ingenieros ambientales, se nos ha asignado el presente trabajo para conocer el porque de los impactos, positivos y negativos, que producen estos fenómenos marinos que son las Floraciones Algales Nocivas, y así poder determinar el grado de peligro y contaminación que estas podrían ocasionar.
Los científicos usan el término "Harmful Algae Bloom" o "HAB" ("Floraciones Algales Nocivas" o "FAN", en español) para referirse al fenómeno de florecimiento que contenga toxinas o que cause impactos negativos en la cadena trófica.
Las algas nocivas son microscópicas, plantas unicelulares que viven en los mares. La mayoría de especies de algas o fitoplancton no son nocivas y sirven como productores de energía en el inicio de la cadena trófica, sin la cual las especies vivas mayores no podríamos existir.
Las floraciones de algas nocivas son fenómenos naturales causados por organismos fitoplanctónicos microscópicos, que en condiciones ambientales favorables para su desarrollo, se multiplican explosivamente y se concentran en determinadas localidades, donde pueden producir alteraciones a la salud humana, la vida marina o la economía del área afectada. Estas proliferaciones generalmente provocan cambios en la coloración del agua de mar, razón por la cual han sido llamadas "Mareas Rojas". La coloración y la intensidad que alcanzan las FAN, depende de la especie que prolifere y las concentraciones que esta alcance.
Usar el término marea roja para referirse a las proliferaciones algales nocivas puede conducir a errores, ya que hay especies que son tóxicas a muy bajas concentraciones y no producen un cambio de la coloración del agua de mar. En cambio otras proliferaciones pueden producir una fuerte coloración y ser inocuas.
Los dinoflagelados en conjunto con las diatomeas son los principales componentes del fitoplancton microscópico. Los Dinoflagelados marinos constituyen un grupo exitoso de microorganismos adaptados a hábitats pelágicos y bentónicos, con muchas especies cosmopolitas identificables en todos los mares. Los dinoflagelados tóxicos (ver cuadro taxonómico) comparten con sus congéneres no tóxicos características tales como ser fotosintéticos, ser principalmente estuarinos o neríticos, pasar durante su ciclo de vida por etapas móviles y en reposo que se depositan en el fondo marino, producir en su mayoría floraciones monoespecíficas a expensas de otras especies, lo que sugiere ventajas competitivas.
La diferencia más importante con los no tóxicos es la de producir en su metabolismo compuestos bioactivos hidro o liposolubles que pueden presentar efectos hemolíticos, neurotóxicos o enterotóxicos dependiendo de su estructura, estado de conversión, dosis y susceptibilidad del consumidor, sea este humano o animal.
Los dinoflagelados en general viven como células aisladas, tienen forma esferoidal y su diámetro varía desde 5 micras hasta 2 mm. Poseen un flagelo que nace en una hendidura transversal que corresponde a su cintura y otro longitudinal que se aloja en una hendidura longitudinal. El batido coordinado de estos flagelos les otorga un movimiento natatorio en espiral característico.
A diferencia de los dinoflagelados, de las especies de diatomeas marinas, que son las formas más abundantes y variadas de fitoplancton, solamente 3 han sido relacionadas con intoxicaciones humanas y con muerte de aves. Estas intoxicaciones son de extrema gravedad, pues la ingesta de las toxinas producidas por estos organismos destruyen las neuronas de regiones del cerebro que controlan los procesos de memoria.
Las diatomeas tóxicas tienen formas alargadas, son muy pequeñas y para su identificación taxonómica debe usarse el microscopio electrónico de barrido. Existen otros géneros de diatomeas que han cobrado relevancia con el aumento de la piscicultura. Estas diatomeas son de formas aguzadas.
Cómo ocurre una floración algal Tóxica?
El gráfico nos muestra como el Alexandrium sp se multiplica y llega a florecer; desde que es simplemente un quiste en el suelo marino. Bajo ciertas condiciones (Temperaturas tibias e incremento de luz) y si hay oxigeno presente empieza la germinación (Esta germinación no se da si no existen fuerzas físicas y naturales que la promuevan). El quiste solo germina durante ciertos periodos de tiempo en el año.
Cuando el quiste se abre, emerge una célula. Esta célula se reproduce por división simple. Si las condiciones siguen siendo favorables, las células seguirán reproduciéndose exponencialmente. Una sola célula puede reproducirse en cientos de células. Si todas las células se dividen de igual forma y al mismo ritmo, puede generarse una floración algal tóxica y puede que ocurra contaminación en los recursos marinos.
Cuando las condiciones optimas desaparecen (y también la comida) el crecimiento para y se forman 2 gametos, que se van a juntar y formar un zigoto. Este a su vez forma un quiste. Este nuevo quiste cae al fondo del océano y puede se capaz de germinar en los próximos años.
Las proliferaciones de microalgas en aguas marinas o estuarinas pueden causar mortandades masivas de peces, contaminar los productos del mar con toxinas y alterar los ecosistemas de forma negativa para el hombre. Pueden distinguirse dos tipos de organismos: los productores de toxinas, que pueden contaminar los productos del mar o matar peces y los productores de grandes biomasas, que pueden causar anoxia y mortandad indiscriminada de fauna acuática.
Algunas floraciones algales nocivas tienen ambas características. Aunque las floraciones algales nocivas ocurrieron desde hace siglos, estudios de regiones afectadas por pérdidas económicas e intoxicaciones humanas han demostrado que ha habido un drástico incremento en el impacto de las FAN en todo el mundo en las últimas décadas.
Hay que resaltar que las formaciones de estas floraciones no solo se forman naturalmente. Es importante distinguir varios factores que son consecuencia de la acción humana moderna que se superponen desde hace pocos decenios a los ciclos climáticos globales y que pueden estar causando un aumento significativo en la frecuencia, intensidad y extensión geográfica de los florecimientos algales.
En noviembre de 1998, la Comisión de la UE patrocinó un seminario internacional sobre la proliferación de algas nocivas en las aguas marinas y salobres europeas que se celebró en Kalmar, Suecia. Según las conclusiones de este seminario, una de las cuestiones clave que permanecían sin resolver era cómo distinguir, en relación con este fenómeno, las causas naturales de las antropogénicas.
Una de estas causas es la entrega de nutrientes exógenos a las aguas costeras provenientes de residuos arrojados al mar, los cuales han alterado de maneras específicas y diferentes las condiciones de crecimiento de las microalgas y otros componentes del plancton (eutrofización).
La proliferación de algas nocivas también se puede ocasionar por la ruptura de las cadenas alimentarias marinas provocada por la sobre pesca, el incremento de la movilización de metales traza esenciales para el crecimiento de las microalgas o inhibidores del mismo, los depósitos atmosféricos (concretamente, el agua de lluvia con compuestos de nitrógeno) y la acuicultura intensiva en algunas zonas marinas especialmente vulnerables.
"El primer caso de intoxicación humana por consumo de mariscos tóxicos que esta registrado se produjo el 15 de junio de 1793 en la costa oeste de los Estados Unidos."
Particularmente en los trópicos, la gente esta más expuesta a contraer alguna enfermedad por el consumo de recursos marinos contaminados por algas tóxicas. Algunas de estas enfermedades son fatales. No existe registro alguno, a nivel mundial, del número total de incidentes de intoxicación humana causada por especies marinas contaminadas.
Los números presentados en encuentros internacionales son subestimados, así como muchos casos fatales pueden pasarse por alto y no ser diagnosticado, y por ende no puesto en los reportes oficiales.
Cinco enfermedades causadas por el consumo de especies marinas contaminadas son reconocidas actualmente. Estos son:
- ASP à Amnesic shellfish poisoning
El envenenamiento que produce amnesia de mariscos (moluscos y crustáceos) puede ser muy peligroso. Es causado por el ácido domoico que se acumula en los mariscos, aunque también puede ser llevado por pescados, haciendo que el riesgo para los humanos sea mayor al pensado. Esta caracterizado por desordenes gastrointestinales y neurológicos, incluyendo la pérdida de memoria.
La intoxicación humana por medio de ASP es conocida básicamente en Canadá, pero las diatomeas causantes se presentan en muchas partes del mundo. Se debe tener bastante cuidado cuando florecen los géneros de diatomeas Pseudo-nitzschia.
- CFP à Ciguatera fish poisoning
El Envenenamiento de los pescados por Ciguatera, que es transmitido por varios pescados tropicales que viven en los arrecifes coralinos, generalmente no es mortal, aunque se han documentado algunas muertes. La ciguatera produce desordenes gastrointestinales, neurológicos y cardiovasculares, y la recuperación puede tomar meses o incluso años.
Se encuentra básicamente en las zonas tropicales. Existen evidencias que los disturbios de los arrecifes coralinos ocasionados por huracanes, actividad turística, etc. incrementa el riesgo de ciguatera proporcionando habitats más convenientes para los dinoflagelados bentónicos.
Actualmente no existe un método fácil para medir las toxinas que causan el envenenamiento de los pescados por ciguatera.
- DSP à Diarrhetic shellfish poisoning
Este tipo de envenenamiento causa disturbios gastrointestinales que producen diarrea, vómitos, y calambres abdominales. No es mortal y los pacientes se recuperan al cabo de unos días. Existen millares de incidentes divulgados en países desarrollados, aunque muchos incidentes pueden tomarse como desordenes estomacales ordinarios y por lo tanto no se registran. Se sospecha que la exposición continua al DSP produce la formación de tumores en el sistema digestivo.
- NSP à Neurotoxic shellfish poisoning
Hasta hace poco, esta enfermedad solo se había registrado en el golfo de México, pero en el año 1993 también fue registrado en Nueva Zelanda.
Se caracteriza porque causa disturbios gastrointestinales y neurológicos de los que usualmente uno se recupera en pocos días. Los aerosoles tóxicos formados por la acción de las olas provocan síndromes de asma, y puede, incluso, llegar a matar a personas. El dinoflagelado más peligroso es la Karenia brevis.
- PSP à Paralytic shellfish poisoning
Este síndrome es muy peligroso, ya que también contiene efectos neurológicos. No existe antídoto conocido para la PSP. La distribución global ha aumentado considerablemente en las últimas décadas. Cada año se reportan 2000 casos de PSP de los cuales un 15% son fatales.
Otras amenazas para la salud humana son originadas por las toxinas de las algas verdeazules en el agua potable que puede causar daño severo o ser promotores de tumores.
Phylum: Heterokontae
Clase: Bacillariophyceae
Especies:
Pseudo-nitzschia delicatissima
Phylum: Dinophyta
Clase: Dinoflagellata, Dinophyceae
Orden: Dinophysiales
Especies:
Dinophysis acuminata Dinophysis acuta
Orden: Gonyaulacales
Especies:
Orden: Peridiniales
Especies:
Orden: Prorocentrales
Especies:
Orden: Gymnodiniales
Especies:
Amphidinium operculatum var. gibbosum
Phylum: Haptophyta
Clase: Prymnesiophyceae, Haptophyceae
Especies:
Phylum: Heterokontae
Clase: Raphidophyceae
Especie:
Las floraciones algales nocivas están distribuidas alrededor del mundo, siendo los trópicos los que tienen mayor presencia de estas.
En los mapas, los puntos rojos indican donde se ubican las FAN registradas que causan las enfermedades.
En el Perú, el lugar donde se registro una FAN, aunque no fue muy significativa, fue en Pisco. Estas floraciones fueron producto de la eutrofización que sufre la zona.
Algas Nocivas y recursos marinos
El impacto de las microalgas nocivas es particularmente evidente cuando los recursos marinos, como la acuicultura son afectados. Los mejillones, berberechos, almejas y otros moluscos no son visiblemente afectados pero acumulan las toxinas en los órganos. Las toxinas pueden ser transmitidas al hombre a través del consumo de productos del mar y convertirse en un serio riesgo. Aunque la naturaleza química de las toxinas es muy diversa, generalmente no cambian ni reducen la toxicidad mediante la cocción, ni influyen en el gusto de la carne. Desafortunadamente la detección de productos del mar contaminados o no aptos para consumo no puede hacerse en el lugar por los pescadores o consumidores, sino que para estar seguros de que están debe hacerse un test de laboratorio.
Este asunto ha sido planteado en el Parlamento Europeo mediante la pregunta siguiente, formulada a la Comisión de la UE: "Impacto de la acuicultura sobre la súbita proliferación de plancton tóxico".
En nombre de la Comisión, el comisario Sr. Fischler ha dado la siguiente respuesta:
"Las microalgas presentes en las aguas marinas y salobres europeas provocan efectos nocivos con cierta regularidad, en el sentido de que suponen un peligro para la salud pública y ocasionan perjuicios económicos a los sectores de la pesca, incluida la acuicultura, y el turismo. Estos episodios abarcan una amplia gama de fenómenos recogidos bajo la denominación colectiva de "proliferación de algas nocivas".
Además de los altos riesgos de salud para los consumidores de los recursos marinos, algunas microalgas pueden tener efectos devastadores en los peces y en la vida marina, sea en el mar o en la acuicultura. Especies de microalgas pertenecen a diferentes grupos taxonómicos que pueden producir toxinas que dañan a los peces. Esto ha producido la muerte de varios peces que ocasionan inmensas pérdidas económicas. Si bien es cierto no existe un análisis económico exhaustivo del impacto de todos los eventos de las algas nocivas en la industria acuícola, se sabe de perdidas de eventos específicos en América del Norte y de Japón, que en varias ocasiones los montos de perdida fueron mayores a los USD $10 millones. En una sola ocasión, por ejemplo, la Chantonella antiqua (flagelado raphidophita) causo la muerte de peces en jaulas valorizados en USD $500 millones en el Japón.
El desarrollo de técnicas de cultivo intensivo de peces en espacios confinados (jaulas) ha causado que floraciones de especies no tóxicas puedan legar a ser altamente nocivas y hasta letales por acumularse en lugares desde los cuales los peces cultivados no pueden escapar. Esto se debe a que especies inocuas de fitoplancton, al estar en gran número, pueden disminuir el contenido de oxígeno disuelto en el agua o dañar mecánicamente las branquias de los peces confinados causándoles hemorragias, infecciones y eventualmente la muerte..
En países en desarrollo, los recursos marinos constituyen una importante fuente de comida y proteínas, especialmente en áreas costeras. Con el incremento de la sobre pesca, la acuicultura se ha convertido en una importante alternativa de abastecimiento de recursos marinos. Sin embargo, para minimizar riesgos de envenenamiento de los recursos y riesgos de mayores perdidas económicas por muerte de los peces, es importante establecer programas adecuados de vigilancia y control de calidad de los productos marinos.
Importancia en la cadena trófica
Este tipo de Fitoplancton tiene una importancia negativa en la cadena trófica debido a los daños que origina no solo en las especies marinas, sino también seres vivos terrestres, básicamente los humanos.
El modelo conceptual ilustra como las toxinas tienen un impacto en los diversas partes que forman la cadena trófica. Los niveles bajos del oxígeno en el agua inferior causada por las algas no tóxicas pueden también tener efectos nocivos en el ecosistema.
- Debe recordarse que el efecto negativo de las FAN es directo sobre las pérdidas económicas y el impacto en la salud humana. Cuando las algas contaminan o destruyen los recursos costeros, la sustentabilidad de las comunidades locales se ven comprometida.
- Se de establecer una serie de medidas de control de las repercusiones de la acuicultura en el medio ambiente, incluido el uso de procedimientos de evaluación del impacto medioambiental para las operaciones de ubicación, diseño y funcionamiento de los centros de acuicultura intensiva.
- En el futuro, la influencia de la acuicultura en el medio ambiente será de importancia capital. Todos los proyectos de acuicultura subvencionados que incluyan métodos intensivos deberán ajustarse las normas y/o medidas de control que se encuentren vigentes.
- La intensa actividad industrial de las plantas pesqueras conlleva al vertido de grandes cantidades de efluentes al medio marino constituidos por una importante carga orgánica de sólidos suspendidos, aceites y grasas. Este proceso antropogénico junto con el desarrollo de una floración algal nociva, sobresatura la limitada capacidad asimilativa del ecosistema somero, provocando condiciones críticas que desencadenan eventos de mortalidad de la fauna marina.
- El alto contenido de materia orgánica en los sedimentos de las costas es indicador de un proceso de eutrofización antropogénica, que podría ocasionar a largo plazo un incremento en la frecuencia de las floraciones algales nocivas.
Internet:
ioc.unesco.org/hab/default.htm
www.iim.csic.es/unidadasociadaalfitoplanctontoxico.htm
http://ola.icmyl.unam.mx/biblio/Mem-let.asp?st=x
SUAREZ ISLA, Benjamín. GUZMAN MENDEZ, Leonardo.
"Floraciones de Algas Nocivas: Mareas rojas y toxinas marinas".
Colaboración
Dr. Néstor Fernando Ciocco.
Encargado del área de investigación de Fitoplancton tóxico y recursos pesqueros del Centro Nacional
Patagónico. Argentina.
Dra. Ana María Ganoso.
Encargada de la investigación de Fitoplancton tóxico del Centro Nacional Patagónico. Argentina.
Dra. Elizabeth Orellana.
Ecofisiologa de Plancton nocivo tóxico. México.
Bachiller M. Miura.
Ex-alumno de la Facultad de Pesquería. UNALM. Perú
José Antonio Álvarez
Profesor de la Facultad de Pesquería. UNALM. Perú
MONITOREO DE FITOPLANCTON POTENCIALMENTE TOXICO EN CHINCHA – PISCO
El Monitoreo Piloto de Fitoplancton Potencialmente Tóxico en la zona de Chincha – Pisco se dio inicio en enero del 2002, con la participación del IMARPE, Laboratorio Costero de Pisco, DIGESA y Grupo de Apoyo, con el objetivo principal de determinar la distribución espacio temporal de las microalgas potencialmente nocivas en bancos naturales y áreas de cultivo de moluscos de importancia económica.
El estudio pretende dar mayor incidencia a los géneros Dinophysis, Gonyaulax y Pseudo-nitzschia, que normalmente forman parte de la comunidad fitoplanctónica y que pueden ser potencialmente tóxicos en la costa peruana.
Si bien en el Perú no se han reportado floraciones algales tóxicas, hasta el momento, el potencial ingreso al mar peruano de estas especies, con el agua de lastre del transporte marítimo internacional, constituye una amenaza permanente que debe ser monitoreada.
El mejor conocimiento de las comunidades fitoplanctónicas y el monitoreo permanente del mar peruano, permitirán desarrollar alertas tempranas sobre semejante eventualidad, y desarrollar estrategias de prevención y mitigación que reduzcan y/o eviten efectos negativos sobre la explotación y cultivo de organismos marinos.
Monitoreos desde el año 2003 al 2005
www.imarpe.gob.pe/imarpe/fito_menu_2003.php
www.imarpe.gob.pe/imarpe/fito_menu_2004.php
www.imarpe.gob.pe/imarpe/fito_menu_2005.php
Las floraciones del dinoflagelado tóxico Karenia brevis, ocurren periódicamente en el golfo de México. Estas floraciones, incluidas en una categoría de los acontecimientos biológicos designados a menudo como "mareas rojas" porque su presencia decolora en el agua una tonalidad rojiza, plantea un riesgo significativo a la salud humana y afecta perjudicialmente la economía regional y los recursos marinos. La identificación estas floraciones y supervisión de su presencia proporcionaría la información vital para aliviar el impacto de estos acontecimientos financieramente debilitantes y potencialmente peligrosos para la vida.
El uso de las imágenes basadas en los satélites del color del océano, con su cobertura sinóptica y repetida, ofrece el potencial de detectar y de supervisar estos acontecimientos biológicos en espacios y escalas de tiempo apropiados.
CHAVEZ MELGAR, Yassy
CUBA AGUILAR, Rocío
RIVERA PINO, Luis
Lima, noviembre del 2005