Artículo de revisión EFECTO TÓXICO DEL ZINC SOBRE LOS ORGANISMOS PLANCTÓNICOS (ZOO) - biologia marina, ecotoxicologia

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Universidad pedagogica y tecnologica de Colombia
Facultad de Ciencias Básicas – Escuela de Biología
Biologia marina - ecotoxicologia
Artículo de revisión
EFECTO TÓXICO DEL ZINC SOBRE LOS ORGANISMOS
PLANCTÓNICOS (ZOO).
20 de septiembre del 2023
1. Introducción
El zooplancton es un grupo conformado por aquellos organismos animales que viven
en cuerpos de agua dulce y salada, son generalmente pequeños y se mueven
pasivamente en el agua; este incluye una amplia variedad de organismos, como
crustáceos, rotíferos, larvas de insectos y otros invertebrados acuáticos. El
zooplancton tiene una gran importancia en los ecosistemas acuáticos debido a su
papel en la cadena alimentaria y en la regulación de la calidad del agua; actúa como
un eslabón en la transferencia de energía desde el fitoplancton hacia los niveles
tróficos superiores, como los peces y otros organismos acuáticos. Además, desempeña
un papel en la remineralización de nutrientes, ayudando a mantener el equilibrio
biogeoquímico en los cuerpos de agua (Hessen et al. 1993). Es utilizado como
indicador de la salud y calidad del agua, ya que su abundancia y diversidad pueden
reflejar cambios en las condiciones ambientales y la presencia de contaminantes.
De igual manera, así como el zooplancton hace parte de la estructura natural de los
ecosistemas acuáticos; también lo hace nutrientes esenciales tales como el zinc, el
cual desempeña varios roles importantes en los ecosistemas acuáticos. Por un lado, es
un micronutriente esencial para muchos organismos acuáticos, ya que participa en
procesos metabólicos y enzimáticos clave y por otro, es necesario para el crecimiento
y desarrollo de las plantas acuáticas, así como para el funcionamiento adecuado de los
organismos acuáticos, como el zooplancton. Sin embargo, a concentraciones elevadas,
el zinc puede volverse tóxico para los organismos acuáticos. La contaminación por
zinc puede ocurrir debido a actividades humanas, como la minería y la liberación de
desechos industriales. Los altos niveles de zinc en el agua pueden afectar
negativamente la salud y el comportamiento de los organismos acuáticos, así como la
estructura y función de los ecosistemas acuáticos en general (Franklin et al. 2002). En
el presente artículo, se pretende presentar y condensar a modo de revisión, los
hallazgos encontrados en varios estudios con respecto a los efectos tóxicos del zinc en
organismos zooplanctonicos.
2. Metodología
La metodología de este artículo de revisión se enfoca en el proceso de búsqueda y
análisis de la literatura científica relevante. Inicialmente, se llevó a cabo una búsqueda
exhaustiva de fuentes secundarias tales como artículos de investigación y revision, en
bases de datos como PubMed, Web of Science y Scopus utilizando palabras clave
relacionadas con el efecto tóxico del zinc en organismos zooplanctónicos. Se
aplicaron criterios de inclusión y exclusión para seleccionar los estudios pertinentes,
considerando factores como el diseño experimental, el período de publicación y la
calidad metodológica. Los datos clave, como autores, año de publicación, diseño
experimental, resultados principales y relación o aportes al presente tema de estudio.
Lo anterior se extrajo de los estudios seleccionados y se evaluó críticamente la calidad
de los estudios incluidos. Esta metodología garantiza una revisión rigurosa y completa
de la literatura existente sobre el tema, proporcionando una base sólida para el análisis
y la síntesis de los efectos tóxicos del zinc en el zooplancton.
3. Metodología
Se llevará a cabo una revisión exhaustiva utilizando bases de datos científicas como
PubMed y Scopus, con términos de búsqueda específicos como "zinc toxicity",
"zooplankton", y "impact". Se establecerán criterios claros para la inclusión de
estudios experimentales y de campo desde 2000 hasta la fecha actual, con un enfoque
en los efectos fisiológicos, bioacumulación y respuestas a diferentes concentraciones
de zinc en especies de zooplancton. Se analizará críticamente la calidad metodológica
de los estudios seleccionados y se sintetizará la información para identificar patrones,
tendencias y lagunas en la investigación, culminando en la presentación de una
revisión exhaustiva y actualizada sobre el tema.
4. Resultados
Resumiendo los hallazgos más importantes contenidos en la sección de resultados de
los artículos que a continuación se mencionaran, se obtuvo inicialmente que para el
caso de los copépodos se desarrolló un protocolo que permite evaluar el efecto de la
toxicidad y el modo de acción del zinc sobre Bryocamptus zschokkei; y se encontró
que en ausencia de alimento los estadios larvarios fueron más sensibles y se observó
una reducción en el número de huevos por camada, así como un aumento del tiempo
de desarrollo y alta mortalidad durante la eclosión (Brown 2005). Por otro lado, hubo
acuerdo entre el análisis de mortalidad observada en las exposiciones combinadas de
metales y la mortalidad predicha en base a las pruebas de metales individuales en 17
de las 20 interacciones evaluadas (Shaw et al. 2006). Varios estudios se enfocaron en
la reacción o efecto del zinc en el organismo, comportamiento, reproducción y
fisiología de la especie puntual de crustáceo planctónico Daphnia magna, donde se
hayo que una concentración de zinc de 800 μg/L para esta especie es claramente
tóxica durante un período de tiempo prolongado. Además, se observó un rango
óptimo de concentración de zinc entre 300 y 600 μg/L para esta especie (Muyssen et
al. 2001).
En otro artículo, el mismo autor explica cómo, la aclimatación de zinc afecta a los
cladóceros en términos de tolerancia al zinc, supervivencia, reproducción, tamaño del
caparazón y asignación de energía celular; ya que la aclimatación a concentraciones
crecientes de zinc resultó en una mayor tolerancia al zinc, con una mayor
supervivencia y reproducción en comparación con los organismos no aclimatados; y
se observó un efecto positivo en el tamaño del caparazón, con un aumento en la
longitud del caparazón a medida que aumentaba la concentración de aclimatación de
zinc. Sin embargo, la deficiencia de zinc también tuvo efectos negativos en la
tolerancia al zinc, con una menor tolerancia al zinc, una mayor variación en el tamaño
de la progenie y una mayor sensibilidad al pH. Por lo tanto, es importante considerar
la concentración de zinc en los medios de cultivo y prueba al evaluar los resultados de
los ensayos de toxicidad y al derivar las pautas de calidad del agua (Muyssen et al.
2001). Finalmente, los demás artículos mostraron como, el efecto principal que tuvo
la alta concentración de metales en los copepodos fue una reducción significativa en
la producción de huevos y la tasa de eclosión de los huevos. En ambos casos, la
reducción fue del 50%, lo que resultó en una disminución del 75% en la tasa
reproductiva total de los copepodos. Además, se observó que la exposición a
concentraciones letales de mercurio y cadmio causó mortalidad en los copépodos
(Hook et al. 2001)
5. Discusión
En general como se mencionó al comienzo del presente artículo, la presencia de zinc
en los ecosistemas acuáticos es crucial como nutriente esencial y su ciclo es base para
muchas funciones fisiológicas de los organismos, de igual forma, la concentración de
este puede potenciar o alterar significativamente la dinámica de los microorganismos
tales como el zooplancton donde, los estudios a nivel celular indicaron que el zinc
puede alterar el balance de Ca2+, causando daños embrionarios en el desarrollo o el
crecimiento que podrían ser irreversibles, con graves consecuencias poblacionales. A
nivel reproductivo, la toxicidad actúa inhibiendo la eclosión de los huevos en la
cámara incubatriz, que indirectamente por la disminución de la fecundidad de las
hembras (Gutiérrez et al. 2011). De igual forma no solo su concentración en el medio
es crucial para la salud del ecosistema sino también cabe resalta como, en cuanto al
efecto dietético del zinc, se encontró que este afecto la reproducción a travésde la
acumulación en lugares específicos, posiblemente células o tejidos en los que se
produce la vitelogenina. La vía de exposición dietética puede necesitar ser
considerada junto a la vía acuática cuando se evalúa la biodisponibilidad del zinc en
agua dulce, por ejemplo, con modelos de ligando biótico. Por último, la importancia
potencial de la vía de exposición alimentaria debe considerarse e interpretarse
cuidadosamente en las evaluaciones reglamentarias del zinc (De Schamphelaere et al.
2004).
A manera de conclusión sobre lo anterior cabe mencionar que la población de
zooplancton puede ser utilizada para evaluar la calidad del agua y el estado trófico de
los cuerpos de agua. Además, se encontró que la comunidad de zooplancton puede ser
influenciada por factores abióticos como la temperatura, la concentración de oxígeno
disuelto, la alcalinidad total, el nitrógeno total, el fósforo y el pH. En general, el
zooplancton es un componente importante de los ecosistemas acuáticos, ya que es una
fuente importante de alimento y puede ser utilizado como bioindicador de la salud del
ecosistema (Zannatul et al. 2009). Por lo tanto, es importante monitorear y regular los
niveles de zinc en los ecosistemas acuáticos para garantizar la salud y la integridad de
estos. Además, se deben tener en cuenta los posibles efectos de la interacción entre el
zinc y otros metales en el agua, ya que las mezclas de metales pueden tener efectos
sinérgicos o aditivos en los organismos acuáticos tales como el zooplancton.
6. Conclusiones
- El zooplancton, vital en ecosistemas acuáticos, se ve influido por nutrientes
esenciales como el zinc, cuyas concentraciones elevadas pueden ser tóxicas.
Este artículo revisa estudios relevantes sobre el efecto del zinc en organismos
zooplanctónicos, revelando impactos significativos.
- Los copépodos, por ejemplo, mostraron sensibilidad a concentraciones
elevadas de zinc, afectando la reproducción y la eclosión de huevos. Estudios
en Daphnia magna revelaron una toxicidad clara a niveles superiores a 800
μg/L y efectos positivos en concentraciones óptimas de 300 a 600 μg/L.
Además, se discuten efectos a nivel celular, reproductivo y nutricional,
resaltando la importancia del zooplancton como indicador de calidad del agua.
- La regulación de niveles de zinc en ecosistemas acuáticos es crucial,
considerando su interacción con otros metales y su potencial impacto sinérgico
en estos organismos.
7. Referencias
Brown, R. J., Rundle, S. D., Hutchinson, T. H., Williams, T. D., & Jones, M. B. (2005).
A microplate freshwater copepod bioassay for evaluating acute and chronic effects of
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De Schamphelaere, K. A. C., Canli, M. U. S. T. A. F. A., Van Lierde, V., Forrez, I.,
Vanhaecke, F., & Janssen, C. R. (2004). Reproductive toxicity of dietary zinc to
Daphnia magna. Aquatic Toxicology, 70(3), 233-244.
Gutiérrez, M. F., & Gagneten, A. M. (2011). Efecto de los metales sobre microcrustáceos
de agua dulce: Avances metodológicos y potencialidad de cladóceros y copépodos
como organismos test. Revista peruana de biología, 18(3), 389-396.
Franklin NM, Stauber JL, Lim RP, Petocz P. (2002). Toxicity of metal mixtures to a
tropical freshwater alga (Chlorella sp.): The effect of interactions between copper,
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Hook, S. E., & Fisher, N. S. (2001). Reproductive toxicity of metals in calanoid
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Hessen, D. O., & Van Donk, E. (1993). Zooplankton as indicators of lake restoration.
Hydrobiologia, 250(1), 217-231.
Muyssen, B.T.A., Janssen, C.R., (2001). Multi-generational zinc acclimation and
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risk assessment. Environ. Toxicol. Chem. 20, 2053–2060.
Shaw, J. R., Dempsey, T. D., Chen, C. Y., Hamilton, J. W., & Folt, C. L. (2006).
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daphnids. Environmental Toxicology and Chemistry: An International Journal, 25(1),
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Zannatul, F., & Muktadir, A. K. M. (2009). A review: potentiality of zooplankton as
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