El pasajero invisible: contaminantes y bioacumulación
Objetivo. Definir qué es un contaminante y cuándo una sustancia lo es. Distinguir bioconcentración, bioacumulación y biomagnificación. Interpretar datos de mercurio por nivel trófico.
para partir
La tabla de mercurio en pescados de la FDA le mide a la albacora 0,35 partes por millón y al pez espada 1,00, mientras que la sardina queda entre los más bajos de toda la lista. Las tres salen del mismo mar, y por eso a una embarazada le recomiendan comer sardina sin problema y limitar la albacora a un par de veces al mes. Hoy vemos qué le pasa a un contaminante cuando va subiendo por la cadena trófica.
Ya tenemos el mapa de los ciclos y de las tramas tróficas. Hoy le subimos un pasajero indeseado: un contaminante que viaja por esas mismas flechas, entra a los seres vivos y se queda. El caso de estudio es el mercurio de los peces.
Antes de partir, decide para ti si estas ideas son verdaderas o falsas. Volvemos a ellas al final:
- Cuando un contaminante pasa de una presa a su depredador, se reparte en un cuerpo más grande y queda más diluido.
- Una sustancia de origen natural, como el mercurio de los volcanes, no puede ser un contaminante.
- Cocinar bien un pescado elimina el mercurio que trae.
¿Qué es un contaminante?
Contaminante: sustancia, o forma de energía como el calor y el ruido, que daña a los seres vivos o altera el ecosistema al superar cierta concentración.
| Criterio | Detalle |
|---|---|
| Se mide en | ppm (partes por millón), o sea mg por kilo de agua, suelo o tejido |
| Origen | Natural (volcanes, incendios) o humano (industria, minería, transporte, agricultura) |
| Lo que lo define | La concentración, sin importar quién lo puso ahí |
| Lo que agrega el ser humano | Velocidad y cantidad: décadas para lo que la naturaleza liberaba en milenios |
Ejemplos que nos acompañan en estas clases: metales pesados (mercurio, plomo, cadmio, arsénico), compuestos orgánicos persistentes como el DDT, plásticos y exceso de nutrientes desde fertilizantes.
En su concentración normal el CO₂ es materia circulando por el ciclo del carbono. Se vuelve problema cuando la quema de combustibles fósiles agrega carbono más rápido de lo que la fotosíntesis lo retira. Es el mejor ejemplo de que la concentración define al contaminante.
El viaje del mercurio
El mercurio usa el mismo mapa que ustedes dibujaron, en cinco pasos:
- La quema de carbón y la minería del oro lo liberan al aire.
- Viaja miles de kilómetros con los vientos.
- Cae con la lluvia sobre lagos, ríos y mar.
- Ciertas bacterias del fondo lo transforman en metilmercurio, la forma que se absorbe fácil y se elimina muy lento.
- El fitoplancton lo incorpora del agua, y desde ahí sube por la trama trófica.
En los años 50 una fábrica vertió residuos con mercurio en la bahía de Minamata (Japón). Miles de personas que vivían de la pesca sufrieron daños neurológicos graves. Por eso el tratado que hoy regula este metal se llama Convenio de Minamata (2013), que Chile ratificó en 2018.
El mercurio que emite una termoeléctrica costera solo puede afectar a los organismos que viven cerca de la chimenea.
Bioconcentración: del agua al cuerpo
Bioconcentración: aumento de la concentración de un contaminante dentro de un organismo cuando lo toma directo del agua, por las branquias y la piel, sin comerse a nadie.
Se mide con el factor de bioconcentración, que es la concentración en el cuerpo dividida por la concentración en el agua. En el metilmercurio ese factor llega al orden de 10.000 veces ya en el fitoplancton.
Ocurre solo si la sustancia cumple dos condiciones:
- Persistencia: el organismo no puede degradarla. El metilmercurio contiene un elemento químico, así que ninguna reacción del cuerpo lo hace desaparecer.
- Liposolubilidad: se disuelve en la grasa o se une a las proteínas del músculo y queda guardada, mientras que una sustancia soluble en agua se orina y se va.
Bioacumulación: el que entra no sale
Bioacumulación: aumento de la concentración dentro de un mismo organismo a lo largo de su vida, porque lo incorpora (del agua y del alimento) más rápido de lo que puede eliminarlo. Es la misma cuenta de entradas y salidas de los reservorios de los ciclos, con el cuerpo como reservorio.
| Un jurel, mes a mes | Metilmercurio |
|---|---|
| Entra con el alimento | 10 µg |
| Sale (lo que logra eliminar) | 2 µg |
| Balance mensual | +8 µg |
| Al cabo de 1 año | ~96 µg |
| Al cabo de 5 años | ~480 µg |
Entre dos peces de la misma especie y del mismo lugar, el más viejo casi siempre trae más.
Se capturan dos albacoras de la misma especie en la misma zona: una de 3 años y otra de 12 años. ¿Cuál esperas que tenga mayor concentración de mercurio en el músculo y por qué?
Biomagnificación: la concentración sube por la trama
Biomagnificación: aumento de la concentración al pasar de un nivel trófico al siguiente.
Es común pensar que el contaminante se diluye al pasar a un depredador más grande. La Fig. 1 muestra lo contrario, y el mecanismo lo explica: una albacora come miles de peces, y de cada presa la materia se gasta como energía en la respiración celular, mientras que el metilmercurio queda guardado en los tejidos.
Los tres conceptos, lado a lado
| Concepto | Dónde ocurre | De dónde viene | Qué se compara |
|---|---|---|---|
| Bioconcentración | Dentro de un organismo | Solo del agua, por branquias y piel | Cuerpo vs agua |
| Bioacumulación | Dentro de un organismo, toda su vida | Del agua y del alimento | El mismo cuerpo, joven vs viejo |
| Biomagnificación | Entre organismos de una trama | Del nivel trófico anterior | Un nivel trófico vs el siguiente |
Los tres trabajan encadenados: cada organismo bioconcentra y bioacumula durante su vida, y al ser comido le entrega todo lo acumulado a su depredador.
Según la Fig. 1, la concentración de metilmercurio pasa de 0,001 ppm en el fitoplancton a 1 ppm en la albacora, mil veces más. ¿Qué explica ese aumento?
Completa las definiciones centrales de la clase:
Un es una sustancia que daña al ecosistema cuando supera cierta . La es la entrada del contaminante al organismo tomándolo directo del . La es el aumento de la concentración dentro de un mismo a lo largo de su vida, porque lo incorpora más rápido de lo que puede . La es el aumento de la concentración al subir de en una trama alimentaria. En el agua, ciertas bacterias transforman el mercurio en , la forma que entra con facilidad a los seres vivos.
Empareja cada término con la descripción que le corresponde:
Toca un término y luego su definición para emparejarlos.
El mercurio en Chile: datos y decisiones
Valores promedio aproximados en especies que comemos, en mg de mercurio por kilo, que es lo mismo que ppm:
| Especie | Nivel trófico aproximado | Mercurio (mg/kg) |
|---|---|---|
| Sardina | Consumidor primario | 0,01 |
| Jurel | Consumidor secundario | 0,08 |
| Atún | Depredador | 0,35 |
| Albacora (pez espada) | Depredador tope | 1,0 |
- Límite sanitario. El Codex Alimentarius, que Chile recoge en su reglamento sanitario, fija cerca de 0,5 mg/kg para la mayoría de las especies y 1 mg/kg para las depredadoras. La albacora promedio queda justo en el borde.
- Qué se recomienda. Variar el pescado y preferir nivel trófico bajo (sardina, jurel, merluza), moderando los grandes depredadores. La decisión informada está en cuál y cuánto.
- La cocción no sirve. El mercurio es un elemento químico, así que freír, hornear o hervir lo deja exactamente donde estaba.
La sardina ocupa un nivel trófico bajo y vive pocos años, así que tiene poco tiempo para bioacumular. La albacora está en el otro extremo por partida doble: depredador tope y más de una década de vida.
Usa la Fig. 1 para responder. Calcula cuántas veces más concentrado está el metilmercurio en la albacora que en el fitoplancton, y explica ese resultado combinando los tres fenómenos de la clase: qué hace la bioconcentración, qué agrega la bioacumulación y qué agrega la biomagnificación.
En los años 60 se usó masivamente el insecticida DDT, un compuesto persistente y liposoluble. Años después, aves rapaces que comían peces presentaban concentraciones de DDT millones de veces mayores que las del agua de los lagos, y sus huevos se quebraban antes de nacer los polluelos. ¿Qué explica que las aves, que nunca tocaron el insecticida, terminaran siendo las más afectadas?
Al subir por una trama trófica, la energía disponible y la concentración de un contaminante persistente aumentan juntas, nivel a nivel.
Elige UNO de los dos casos y analízalo con los conceptos de hoy, indicando si esperas bioconcentración, bioacumulación, biomagnificación o las tres, y qué nivel trófico correría más riesgo. Caso A: fragmentos de microplástico con aditivos tóxicos persistentes flotan en una bahía y el zooplancton los confunde con alimento. Caso B: un relave minero libera cadmio, un metal pesado que se fija en los tejidos, a un río donde hay algas, insectos acuáticos, truchas y garzas que pescan truchas.
La pinta tóxica: jugamos la trama trófica
Salimos al patio a jugar la trama trófica marina chilena con tres niveles. El plancton son papelitos repartidos por el suelo, y algunos traen una marca por dentro, que es el metilmercurio.
Los roles. Cada uno recibe una bolsa con su nivel trófico escrito.
| Nivel | Especie | Cuántos (curso de 30) |
|---|---|---|
| Consumidor 1° | Anchoveta | 18 |
| Consumidor 2° | Jurel | 9 |
| Depredador tope | Albacora | 3 |
Las reglas. Pillar es tocar el hombro, sin empujones y dentro de la zona marcada.
- Ronda 1 (60 s). Salen solo las anchovetas y recogen todos los papeles que puedan.
- Ronda 2 (60 s). Entran los jureles y pillan anchovetas. La anchoveta pillada entrega su bolsa completa y se sienta al borde. Las que sobreviven siguen recogiendo mientras arrancan.
- Ronda 3 (45 s). Entran las albacoras y pillan jureles, que entregan todo lo que llevan, lo propio y lo de las anchovetas que se comieron.
- De vuelta en la sala. Cada uno abre sus papeles, cuenta los marcados y anota su número en la tabla de la pizarra, por nivel trófico.
Qué le pasa a tu especie según las fichas tóxicas que te quedaron:
| Fichas tóxicas | Qué le pasa |
|---|---|
| 0 a 2 | Sana. Se alimenta y se reproduce normal. |
| 3 a 6 | Daño reproductivo: sus huevos no llegan a eclosionar y no deja descendencia. |
| 7 a 11 | Daño neurológico, y supera el límite del Codex (0,5 mg/kg): su carne no se puede vender. |
| 12 o más | Muere intoxicada. |
Dónde está cada concepto en el juego:
- Bioconcentración: los papeles que la anchoveta levantó del suelo, o sea lo que tomó directo del medio sin comerse a nadie.
- Bioacumulación: que ninguna bolsa se vacíe nunca, porque nadie elimina lo que ya entró. Dos anchovetas del mismo grupo terminan con números distintos, igual que dos peces de la misma edad.
- Biomagnificación: comparar la bolsa de una albacora con la de una anchoveta.
En el patio la albacora termina con unas 6 veces las fichas de una anchoveta, mientras que en el mar la diferencia llega a 1000 veces (Fig. 1). La razón es que una albacora real come miles de presas a lo largo de su vida, y aquí alcanza a comerse tres.
síntesis
Para cerrar
Le agregamos un pasajero a los ciclos que ya dominábamos. Un contaminante daña al ecosistema cuando supera cierta concentración, venga de un volcán o de una chimenea, y viaja por las mismas rutas que la materia. Los tres fenómenos de hoy, en una línea cada uno:
- Bioconcentración: el contaminante entra al organismo directo desde el agua.
- Bioacumulación: se queda y se suma durante toda la vida de ese organismo.
- Biomagnificación: se concentra más en cada nivel trófico al que sube.
Por eso la albacora ronda el límite sanitario mientras la sardina queda cien veces abajo, y por eso la energía y el contaminante recorren la misma pirámide en sentidos opuestos.
Video: la diferencia entre bioconcentración, bioacumulación y biomagnificación
Con esta clase cerramos la unidad de materia y energía en los ecosistemas. Lo que viene es la unidad de impactos en el ecosistema y sustentabilidad, donde el contaminante de hoy se amplía a la pregunta completa: cómo la actividad humana altera los ciclos y las tramas tróficas, y qué decisiones cambian el resultado.
Piensa sobre tu aprendizaje
- Vuelve a las tres afirmaciones del inicio. ¿Cuáles resultaron falsas y qué dato o mecanismo de la clase las desarma?
- ¿Qué diferencia te costó más fijar: bioconcentración versus bioacumulación, o concentración versus cantidad total?
- La próxima vez que compres pescado, ¿qué dato pedirías para decidir con la lógica de esta clase?
referencias
Bibliografía
- 01Ministerio de Educación de Chile (2019). Programa de Estudio Biología, 1° Medio. Unidad 3: Materia y energía en los ecosistemas.
- 02Organización Mundial de la Salud (2024). El mercurio y la salud. Nota descriptiva. https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/mercury-and-health
- 03Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Convenio de Minamata sobre el Mercurio. https://minamataconvention.org/es
- 04Campbell, N. et al. (2021). Biología. Editorial Médica Panamericana.
- 05Curtis, H. et al. (2015). Invitación a la Biología. Editorial Médica Panamericana.
- 06U.S. Food and Drug Administration. Mercury Levels in Commercial Fish and Shellfish (1990-2012). https://www.fda.gov/food/environmental-contaminants-food/mercury-levels-commercial-fish-and-shellfish-1990-2012