Un estudio realizado a lo largo de los 657 kilómetros del principal río de Andalucía comprobó que el análisis del microbioma puede detectar deterioro ecológico incluso cuando los indicadores fisicoquímicos muestran una calidad adecuada.
Redactor: Luis Ortega
Editor: Eduardo Schmitz
Las comunidades bacterianas que habitan el río Guadalquivir pueden revelar señales de contaminación y deterioro ambiental que no siempre aparecen en los análisis convencionales del agua.
Un equipo de la Universidad de Córdoba y del Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía examinó por primera vez todo el recorrido del río mediante un enfoque que combina variables fisicoquímicas con el estudio de su microbioma.
El Guadalquivir recorre 657 kilómetros desde su nacimiento en la sierra de Cazorla hasta su desembocadura en Sanlúcar de Barrameda. Su cuenca constituye una estructura esencial para la economía, la agricultura, las ciudades, los ecosistemas y el turismo de Andalucía, en el sur de España.
La investigación encontró que la calidad general del agua se mantiene en niveles adecuados, pero también identificó un deterioro gradual hacia los tramos medios y bajos. Las bacterias permitieron detectar alteraciones ecológicas en algunos sectores donde los parámetros químicos ofrecían resultados aparentemente favorables.
Un análisis completo del principal río andaluz
El trabajo fue desarrollado por los grupos Mecanismos Moleculares de Respuesta al Estrés y Bioingeniería de Residuos: Ingeniería Verde, ambos de la Universidad de Córdoba.
También participó el grupo de Ecotoxicología, Ecofisiología y Biodiversidad de Sistemas Acuáticos del Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
El estudio fue dirigido por Marina Barbudo y publicado en la revista científica Journal of Contaminant Hydrology.
El objetivo fue realizar una evaluación multidisciplinaria de todo el curso del Guadalquivir y localizar los tramos en los que la calidad ambiental podía estar comprometida.
Este tipo de seguimiento resulta cada vez más necesario porque la calidad del agua de los ríos puede deteriorarse durante sequías, olas de calor, tormentas e inundaciones, debido a cambios en el caudal, la temperatura y la concentración de contaminantes.
Muestras tomadas en 20 puntos del río
Los científicos recogieron muestras de agua en 20 puntos distribuidos desde la cabecera hasta la desembocadura del Guadalquivir.
La campaña se realizó al final de una estación seca, cuando la reducción del caudal y la menor capacidad para diluir sustancias pueden hacer que la calidad del agua alcance sus niveles más desfavorables.
María Ángeles Martín, integrante del equipo, destacó la importancia de seleccionar ese periodo porque las condiciones meteorológicas influyen directamente en las características del río.
Los investigadores analizaron 25 variables fisicoquímicas. Posteriormente seleccionaron las nueve de mayor relevancia para incorporarlas, con diferentes ponderaciones, al Índice de Calidad del Agua.
Entre los parámetros estudiados se encontraban el pH, la concentración de oxígeno disuelto, la turbidez y la presencia de bacterias coliformes.
El índice convencional mostró una calidad generalmente buena
El Índice de Calidad del Agua es una herramienta internacional que reúne diferentes variables en un único valor y facilita la comparación entre tramos de un río.
José Ángel Siles explicó que los parámetros no tienen la misma importancia ecológica, por lo que cada uno recibió una ponderación específica dentro del cálculo.
Los resultados indicaron que la calidad general del Guadalquivir era buena. No obstante, se localizaron zonas concretas donde el estado del agua disminuía ligeramente.
El deterioro fue más evidente en los tramos medios y bajos, una tendencia habitual en los sistemas fluviales porque el río recibe progresivamente aportes de tributarios, escorrentía agrícola, aguas urbanas y otras presiones acumuladas a lo largo de la cuenca.
La disminución de oxígeno y el aumento de nutrientes se han convertido en problemas recurrentes en las aguas continentales. Las actividades humanas han alterado tanto estos procesos que los ríos y lagos consumen actualmente más oxígeno del que producen en numerosos lugares del planeta.
Las bacterias mostraron un deterioro que la química no detectó
La principal novedad del estudio consistió en incorporar el análisis de las comunidades microbianas a la evaluación fisicoquímica.
Los científicos caracterizaron el microbioma presente en cada punto y calcularon índices biológicos relacionados con la diversidad y composición de las bacterias.
En algunos sectores de los tramos alto y medio, el Índice de Calidad del Agua ofrecía valores favorables. Sin embargo, el análisis biológico mostró una reducción significativa de la diversidad bacteriana.
Esta pérdida de diversidad fue interpretada como una señal de deterioro ecológico. Los investigadores también detectaron una elevada presencia de microorganismos oportunistas y tolerantes a condiciones alteradas.
Entre ellos destacaron bacterias pertenecientes a la familia Comamonadaceae, un grupo que puede prosperar en entornos sometidos a determinadas presiones ambientales.
La contaminación puede estar presente en concentraciones muy bajas
Los análisis químicos convencionales pueden no detectar determinados contaminantes cuando aparecen en concentraciones muy pequeñas o por debajo de los límites instrumentales.
Sin embargo, diversas sustancias pueden interactuar entre sí y producir efectos acumulativos o combinados sobre los organismos que habitan el río.
Estas alteraciones pueden modificar la estructura del microbioma antes de que los cambios resulten visibles en variables como el pH, la turbidez o el oxígeno disuelto.
Carmen Michán, investigadora participante, destacó que la caracterización biológica permite observar procesos que pueden pasar inadvertidos cuando la evaluación se limita a la composición fisicoquímica del agua.
El estudio no identificó todavía el contaminante concreto responsable del cambio microbiano. El resultado demuestra, no obstante, que en determinados sectores existe una presión ecológica que requiere investigaciones adicionales.
La agricultura y los tributarios serán objeto de nuevos análisis
El equipo considera necesario estudiar los tributarios que desembocan en el Guadalquivir y las actividades desarrolladas alrededor de los puntos donde apareció la discrepancia entre los indicadores.
Una de las posibles líneas de investigación será la influencia de la agricultura, especialmente en áreas donde predomina el monocultivo de olivo.
La escorrentía puede transportar fertilizantes, materia orgánica, sedimentos y productos fitosanitarios desde los terrenos agrícolas hasta los cauces.
El exceso de nitrógeno y fósforo puede estimular la proliferación de algas y bacterias. La posterior descomposición de esa biomasa consume oxígeno y altera las cadenas alimentarias.
Este problema ha sido documentado en diferentes cuencas, donde los nutrientes procedentes de fertilizantes y aguas residuales degradan los ecosistemas fluviales y pueden provocar floraciones de algas y mortandades de peces.
La calidad adecuada no significa ausencia total de presión
Los científicos precisaron que el deterioro observado a lo largo del Guadalquivir fue gradual y no alcanzó niveles considerados alarmantes.
El río mantuvo valores adecuados durante la campaña de muestreo, pero los cambios en la diversidad bacteriana muestran que algunos procesos ecológicos ya están respondiendo a presiones ambientales.
Esta diferencia es relevante para la gestión del agua. Una clasificación química favorable puede ofrecer una imagen incompleta cuando no se examinan los organismos que reaccionan continuamente a las condiciones del ecosistema.
Los microorganismos se reproducen con rapidez y responden a variaciones pequeñas en los nutrientes, la temperatura, el oxígeno y la presencia de sustancias tóxicas.
Por esta razón, los cambios en sus comunidades pueden funcionar como señales tempranas de deterioro antes de que se manifiesten consecuencias más visibles.
El microbioma como indicador de la salud fluvial
El microbioma de un río está integrado por bacterias, arqueas, hongos, virus y otros microorganismos que participan en la descomposición de materia orgánica y en los ciclos del carbono, el nitrógeno y el fósforo.
Una comunidad diversa suele estar mejor preparada para mantener las funciones ecológicas frente a cambios ambientales.
Cuando disminuye la diversidad y aumentan microorganismos tolerantes, puede existir una presión que favorece a un conjunto reducido de especies y desplaza a otras más sensibles.
Los investigadores utilizaron estos patrones para complementar el Índice de Calidad del Agua y obtener una evaluación más detallada de cada tramo.
El uso de bacterias como herramientas de seguimiento también se aplica en tecnologías capaces de medir la contaminación. Los biosensores basados en microorganismos pueden detectar cambios en la calidad del agua en tiempo real mediante las señales generadas durante su actividad metabólica.
Riesgos que pueden escapar a los controles convencionales
La vigilancia tradicional suele centrarse en una lista de sustancias y variables previamente establecidas.
Este sistema es esencial para verificar el cumplimiento de las normas, pero puede resultar insuficiente ante mezclas complejas de contaminantes, compuestos emergentes o concentraciones extremadamente bajas.
Los productos farmacéuticos, pesticidas, residuos industriales y sustancias procedentes de aguas urbanas pueden aparecer simultáneamente y generar respuestas biológicas que no se explican mediante un solo parámetro.
Incluso los efluentes tratados que cumplen determinados estándares pueden modificar los procesos de un río. Investigaciones anteriores comprobaron que las descargas de una planta depuradora pueden aumentar las emisiones fluviales de metano al aportar nutrientes y carbono utilizados por los microorganismos.
La combinación de indicadores físicos, químicos y biológicos ofrece una forma más completa de identificar estos efectos.
Una metodología para elaborar mapas de riesgo
Arturo Chica, integrante del equipo, señaló que el método multidisciplinario puede utilizarse como modelo para analizar la calidad de otras masas de agua dulce.
La integración de datos permitiría elaborar mapas de riesgo capaces de localizar áreas críticas y detectar amenazas ambientales que no aparecen en los controles convencionales.
Estos mapas podrían ayudar a seleccionar puntos prioritarios para nuevas campañas de muestreo, restauración ecológica o vigilancia de actividades agrícolas y urbanas.
También facilitarían la evaluación de las medidas adoptadas para reducir vertidos, mejorar las depuradoras o limitar la llegada de nutrientes desde la cuenca.
El Guadalquivir como eje ambiental y económico
El río nace en la sierra de Cazorla, atraviesa una parte extensa de Andalucía y desemboca en el océano Atlántico junto a Sanlúcar de Barrameda.
Su nombre procede de la expresión árabe Wadi al-Kabir, traducida como gran río.
A lo largo de sus 657 kilómetros proporciona agua para el consumo humano, el riego, la industria y diferentes actividades económicas.
La cuenca incluye ciudades, explotaciones agrícolas, humedales, espacios protegidos y zonas de interés turístico. Esa diversidad de usos también genera presiones que varían entre la cabecera y la desembocadura.
El nuevo diagnóstico ofrece una línea de referencia para futuras mediciones y permite identificar cambios que podrían intensificarse durante periodos de sequía, altas temperaturas o menor caudal.
Una vigilancia que debe mirar más allá de la composición química
El estudio muestra que los indicadores fisicoquímicos y biológicos no siempre describen de la misma manera el estado de un río.
En el Guadalquivir, algunos tramos clasificados con buena calidad presentaron una reducción de la diversidad bacteriana y una mayor presencia de microorganismos tolerantes.
La causa exacta todavía debe ser determinada mediante análisis de tributarios, actividades agrícolas y posibles fuentes de contaminación dispersa.
La incorporación sistemática del microbioma permitiría detectar señales tempranas y orientar las decisiones antes de que el deterioro alcance niveles más graves.
Los investigadores proponen que esta combinación de herramientas se utilice en otros ríos para mejorar la evaluación de riesgos y descubrir amenazas ambientales invisibles para los métodos tradicionales.
Fuente(s) referenciales
Phys.org: Can bacteria reveal hidden pollution? New river study says yes
