Los cuerpos de agua dulce que cruzan o rodean áreas agrícolas y urbanas se ven expuestos a numerosas cantidades de compuestos orgánicos y químicos que impactan sobre el funcionamiento de los ecosistemas. Aguas residuales e industriales, plástico, medicamentos y pesticidas, entre otros, desembocan en los recursos hídricos y fuerzan a los organismos a adaptarse a escenarios alterados y perjudiciales para su desarrollo, reproducción y supervivencia.
Prácticamente ningún rincón del mundo escapa a esta situación, lo que ha motivado numerosos estudios para analizar los efectos de los diferentes contaminantes en poblaciones y ecosistemas acuáticos. Es el caso del trabajo publicado recientemente en la revista Chemosphere por los investigadores argentinos Alejo Bonifacio y Andrea Hued, que analizaron el efecto de la exposición a distintas dosis del herbicida glifosato y del insecticida clorpirifós sobre el pez Cnesterodon decemmaculatus, conocido en Uruguay como madrecita y en Argentina también como orillero.
La madrectita de esta especie –hay otras especies a las que también se llama así– es un pez pequeño, de cuerpo alargado y cilíndrico, con unas pequeñas manchas negras en línea, que parecen hechas a mano con pincel y acuarela. Apenas alcanzan los tres centímetros de largo. Hued dice que “es un pez neotropical de amplia distribución en la región pampeana”, también presente en zonas de Uruguay y de Brasil.
“En su ambiente natural los peces orilleros pueden estar expuestos crónicamente a concentraciones de una amplia variedad de compuestos naturales o de origen antropogénico, que no causan la muerte pero pueden afectar seriamente distintos aspectos de su vida”, comenta la investigadora. Su resistencia en ambientes deteriorados y a diferentes tipos de contaminación, pero también su presencia en “ambientes prístinos”, hacen que Cnesterodon decemmaculatus sea considerado una “especie indicadora de alteraciones ambientales”, sostiene la bióloga, que agrega: “Este pez presenta importantes ventajas para ser utilizado como modelo: amplia distribución sudamericana, alta abundancia en los cuerpos de agua de la región pampeana y facilidad para ser mantenido en condiciones de laboratorio”. Debido a las características mencionadas, esta madrecita fue elegida para el estudio.
Altas concentraciones
La región pampeana “es una vasta llanura que comprende más de 50 millones de hectáreas de excelentes tierras de cultivo”, describen los autores en el documento. A lo largo y ancho de esas tierras “se siembran extensas áreas con cultivos genéticamente modificados que son principalmente resistentes a los herbicidas, generalmente al glifosato”, establecen. Pero los herbicidas no están solos: “También se aplican insecticidas y fungicidas para asegurar la rentabilidad de los cultivos”, señala el artículo, que incluso deja constancia de que “varios estudios han registrado la presencia de agroquímicos en los recursos hídricos de la región pampeana”. Como puede verse, hablar de cultivos genéticamente modificados resistentes al glifosato en Argentina es hablar también de lo que sucede en Uruguay, donde el cultivo de soja recurre al mismo paquete tecnológico.
En la región pampeana se han encontrado concentraciones de clorpirifós, un insecticida de uso extendido, de “hasta 10 microgramos por litro en agua de río”; en el caso del glifosato los registros alcanzan concentraciones de “hasta 0,7 miligramos por litro en agua de río”. Estas concentraciones de glifosato están entre los valores “más altos registrados en los sistemas de agua dulce”, de acuerdo a trabajos previos llevados a cabo por otros investigadores de los que los autores dan cuenta. A su vez, estudios recientes han detectado concentraciones de glifosato en aguas pluviales y se ha definido como un contaminante “pseudopersistente” en los ambientes pampeanos, debido a que las tasas de aplicación son más altas que las tasas de disipación”.
En peceras
Para observar el impacto de estos compuestos sobre las madrecitas, y para lograr acercarse a las condiciones de su hábitat natural, los investigadores dispusieron de algunas peceras en el laboratorio, con diferentes concentraciones de glifosato, de clorpirifós y combinaciones de ambos pesticidas. A su vez, dispusieron de un grupo de control” que, como explica Hued, se trató de “una pecera cuya agua no contiene ninguna sustancia tóxica”. Repitieron ese proceso tres veces.
Las concentraciones que utilizaron para el clorpirifós fueron de 0,2 y 1 microgramo por litro de agua de pecera, mientras que en el caso de la exposición a glifosato las concentraciones fueron de 0,3 y 1,6 miligramos de glifosato por litro de agua. Para ambos compuestos, las concentraciones usadas en el experimento fueron menores que las registradas en la naturaleza, salvo la concentración más alta de glifosato.
Los investigadores hicieron sus análisis solamente en hembras por una sencilla razón: estas son más grandes que los machos, por lo tanto proporcionan mayor cantidad de tejido para las mediciones, indica Bonifacio. Durante 42 días, las hembras estuvieron expuestas a las diferentes cantidades de los pesticidas y sus combinaciones, y finalizado el tiempo de exposición sacrificaron a los individuos para “analizar el estado de sus tejidos hepático y sanguíneo”, explica Hued.
Los autores se centraron en dos tipos de análisis: citológicos e histológicos. Los primeros tienen que ver con el estudio de las células y todo lo relacionado con su estructura. Los segundos involucran a la composición, la estructura y las características de los tejidos de los seres vivos. Ambos análisis “permiten observar el efecto de la exposición a xenobióticos a nivel estructural”, dice la investigación. En concreto los investigadores observaron en los tejidos “índices histopatológicos del hígado, ultraestructura del tejido hepático”, mientras que a nivel celular hallaron “anomalías nucleares y micronúcleos en los eritrocitos”.
Sobre los índices histopatológicos, la bióloga explica que “miden el grado de daño que presentan los tejidos”, y, dado que estos están formados por células, el análisis ultraestructural del tejido hepático apunta a “mirar dentro de la célula para ver si sus componentes internos están dañados”. En relación con las anomalías nucleares, la investigadora manifestó que, debido al impacto de los químicos, “los núcleos que presentan los eritrocitos [células sanguíneas] de los peces pueden presentar alteraciones en su forma”. Esta afectación de los eritrocitos “puede comprometer la estructura y función de estas células, que son tan importantes para transportar oxígeno a todo el organismo”.
Resultados preocupantes
Madrecita, pez común en nuestras aguas con el que se hizo el estudio. Foto: Michelle Delaloye (iNaturalist)
“Lo notorio de nuestros hallazgos es que no hubo exposición a pesticida que no afectara ninguna de las variables medidas en la especie estudiada”, dice Bonifacio. Destaca que todas las exposiciones ensayadas “afectaron la ultraestructura del hígado”, es decir, impactaron en el “interior de las células del principal órgano encargado en detoxificar (volver no tóxicas o menos tóxicas) las sustancias que ingresan en el organismo”. A pesar de eso, no murió ninguno de los peces expuestos a los distintos tratamientos con pesticidas.
En el apartado de la investigación dedicado a desarrollar los resultados del estudio, los autores sostienen que “ninguno de los pesticidas indujo un aumento significativo de micronúcleos en los individuos expuestos”. Sin embargo, “se registró un aumento significativo de anormalidades nucleares en individuos expuestos a un solo pesticida y a la mezcla con la baja concentración de clorpirifós y la más alta de glifosato”, sostiene el estudio.
En los análisis histológicos y de ultraestructura, los peces expuestos a diferentes cantidades de pesticidas y combinaciones “presentaron diferentes alteraciones, como la degeneración hidrópica, la congestión sanguínea y la metamorfosis grasa”, mientras que el grupo de control mostró una “ultraestructura hepática” y una “histología hepática” normal. Una de las alteraciones se relacionó con la cantidad, el tamaño y la forma normal de las mitocondrias, que pueden indicar que las células “se enfrentan a una alta demanda de energía”, plantea el documento. A su vez, los peces “más afectados” presentaron “necrosis”, es decir, muerte de células y tejidos. “Esta condición grave se ha asociado con el estrés oxidativo, la inhibición de las enzimas, el daño a las membranas celulares y las alteraciones en la síntesis de proteínas y el metabolismo de los carbohidratos”, agrega la investigación.
La exposición a uno solo de los pesticidas, independientemente de su concentración, casi no afectó “la condición somática, la actividad de natación y las actividades enzimáticas de Cnesterodon decemmaculatus”, dice el documento.
Los más débiles serán los más poderosos
En la combinación de los pesticidas los investigadores encontraron “muchos antagonismos”, sostiene Bonifacio, y agrega que esto “indica que los pesticidas en general se bloquean entre sí”. Mientras que en las concentraciones más altas ocurrió esto, lo que llamó la atención de los investigadores fue que “la mezcla de las concentraciones más bajas de ambos pesticidas, que corresponde a la más probable de encontrar en el ambiente, fue la que generó principalmente potenciaciones”. Bonifacio explicita: “Eso quiere decir que cuando hubo menos concentración de cada uno de los pesticidas se registraron más daños que cuando la exposición fue a los pesticidas solos, sin mezclarlos. El efecto de la mezcla es independiente de la concentración, y hace que los efectos sean bastante impredecibles”.
En el documento los autores advierten que las “sustancias xenobióticas” como los pesticidas analizados pueden “generar estrés oxidativo”, que tiene el “potencial de atacar la estructura del ADN de los peces” y causar “daños moleculares y clastogénicos, que podrían observarse como micronúcleos”. Si bien en su investigación “no hubo una inducción significativa de micronúcleos”, en el texto los autores subrayan que “los agroquímicos probados alteraron la forma nuclear normal de los eritrocitos” en el pez orillero, lo que se manifestó “a través del aumento significativo en el número de anormalidades nucleares”. “En conclusión, los daños que registramos en nuestro trabajo y las concentraciones ambientalmente relevantes que utilizamos en los ensayos sugieren que en la naturaleza las poblaciones de peces expuestas a estos pesticidas se encuentran bajo un riesgo potencial, que afecta su calidad de vida y la posibilidad de sobrevivir en su ambiente”, resume Hued.
La investigadora recalcó la importancia de este tipo de estudio porque “en la naturaleza los compuestos no se presentan solos, sino acompañados de otros, y forman un cóctel de sustancias a las que están expuestos los organismos que habitan los ambientes acuáticos, así como los que hacen uso de estos recursos hídricos”. Por otro lado, cabe señalar la importancia de este tipo de trabajos, ya que las evaluaciones para la liberación comercial de los agroquímicos se hace teniendo en cuenta cada uno por separado, diferencia que parecen notar las madrecitas de la región pampeana y, seguramente, también las de de nuestro país.
Artículo: “Single and joint effects of chronic exposure to chlorpyrifos and glyphosate based pesticides on structural biomarkers in Cnesterodon decemmaculatus”.
Publicación: Chemosphere (12/2019).
Autores: Alejo Bonifacio, Andrea Hued.