Un experimento con el crustáceo Gammarus pulex detectó cambios en su actividad y respuesta frente a la luz bajo concentraciones elevadas del compuesto, con posibles implicaciones para las redes alimentarias de agua dulce
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Karem Díaz S.
La cafeína que llega a ríos y arroyos a través de las aguas residuales puede modificar comportamientos relacionados con la supervivencia de pequeños organismos acuáticos. Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Bonn, en Alemania, y la Universidad Metropolitana de Manchester, en Reino Unido, encontró que concentraciones elevadas del compuesto aumentaron la actividad y redujeron la aversión a la luz del crustáceo de agua dulce Gammarus pulex.
El trabajo, publicado en Biology Letters, analizó un contaminante emergente que se encuentra en sistemas acuáticos de distintas regiones del mundo. Los resultados adquieren relevancia ecológica porque los gammaridos participan en la descomposición de materia orgánica y constituyen alimento para peces, aves y otros depredadores, por lo que alteraciones en su comportamiento podrían repercutir más allá de los individuos expuestos.
La investigación se suma a las evidencias sobre las múltiples presiones que reciben los ecosistemas fluviales. Estudios recientes han identificado, por ejemplo, redes de ríos prioritarias para conservar la biodiversidad de agua dulce ante amenazas que incluyen contaminación, degradación del hábitat y cambio climático.
La cafeína alcanza los ecosistemas a través de las aguas residuales
Después del consumo de café, té, bebidas energéticas y otros productos, parte de la cafeína y sus metabolitos termina en los sistemas de alcantarillado. Aunque las plantas de tratamiento eliminan una fracción importante de numerosos compuestos, la depuración no siempre consigue retirar completamente la cafeína antes de que las aguas tratadas sean descargadas en el ambiente.
Esta vía convierte a las aguas residuales en una fuente relevante de sustancias derivadas de las actividades humanas. El problema no se limita a la cafeína: nutrientes, microorganismos, residuos farmacéuticos y otros contaminantes pueden alcanzar los sistemas acuáticos cuando el tratamiento resulta insuficiente o se producen descargas directas. Un análisis reciente mostró que las actividades humanas dominan el aporte de nitrógeno en una cuarta parte de las aguas costeras estudiadas, con las aguas residuales entre las fuentes identificadas.
La cafeína ha sido detectada en ambientes acuáticos de numerosos países y se utiliza también como indicador de influencia humana sobre el agua. Una evaluación global publicada en 2026 analizó registros de 85 países y regiones y encontró que su presencia puede representar un riesgo ecológico en una proporción considerable de los sitios de agua dulce estudiados, aunque la magnitud del riesgo varía según la concentración y las condiciones locales.
Un experimento con 120 crustáceos de agua dulce
Para estudiar los efectos sobre el comportamiento, el equipo trabajó con 120 ejemplares de Gammarus pulex recolectados en el arroyo Dransdorfer Bach, en Bonn. Los investigadores distribuyeron los animales en 12 tanques y utilizaron dos concentraciones de cafeína consideradas ambientalmente relevantes: 100 nanogramos por litro como exposición baja y 10.000 nanogramos por litro como exposición elevada.
En cada tanque había cinco crustáceos infectados con el parásito Polymorphus minutus y cinco individuos no infectados. Después de 20 horas de exposición, los animales fueron sometidos individualmente a una prueba en un dispositivo dividido entre una zona iluminada y otra oscura.
El diseño permitió comparar el efecto de la cafeína con el producido por el parásito. P. minutus es conocido por modificar la conducta de su huésped intermediario: reduce su aversión a la luz y puede aumentar así la probabilidad de que sea capturado por aves acuáticas, huéspedes definitivos en los que el parásito completa su ciclo reproductivo.
Más actividad y menor tendencia a buscar oscuridad
Los ejemplares expuestos a la concentración elevada de cafeína mostraron mayor actividad y una reducción de su fotofobia, es decir, de su tendencia a evitar las zonas iluminadas. El cambio en el comportamiento antipredador presentó una dirección comparable a la observada en los crustáceos afectados por el parásito manipulador.
El hallazgo no demuestra que los animales expuestos a cafeína sean efectivamente capturados con mayor frecuencia en condiciones naturales. Lo que demuestra el experimento es una modificación de comportamientos que normalmente ayudan a reducir la exposición frente a los depredadores.
La diferencia es importante porque los ecosistemas de agua dulce funcionan mediante interacciones complejas entre organismos. Estudios sobre la distribución de la biodiversidad en las redes de arroyos muestran que incluso cursos de agua pequeños albergan comunidades conectadas de peces, invertebrados, plantas, hongos y microorganismos.
Gammarus pulex ocupa una posición importante en la red alimentaria
Gammarus pulex es un anfípodo que cumple funciones ecológicas importantes en ríos y arroyos. Estos animales fragmentan hojas y otra materia orgánica, facilitando su descomposición y contribuyendo al reciclaje de nutrientes dentro del ecosistema.
Al mismo tiempo, los gammaridos son presas de peces, aves y otros organismos. Por esta razón, los autores plantean que un cambio persistente en su capacidad para refugiarse podría modificar las relaciones entre depredadores y presas y, potencialmente, influir en otros procesos ecológicos.
Sin embargo, ese efecto sobre la red trófica todavía constituye una hipótesis que deberá probarse directamente. El experimento midió comportamiento, no tasas reales de depredación ni cambios en poblaciones naturales de Gammarus.
La vulnerabilidad de los invertebrados acuáticos es especialmente relevante porque estos organismos se utilizan con frecuencia como indicadores del estado de los ríos. En Europa, una investigación de largo plazo ya había mostrado que la recuperación de la biodiversidad de invertebrados fluviales se estaba desacelerando después de décadas de mejoras asociadas al control de algunos tipos de contaminación.
El estudio reconoce limitaciones en el diseño experimental
Los investigadores señalaron una limitación importante: el experimento no incorporó un grupo completamente libre de cafeína. En consecuencia, la comparación se realizó entre una concentración baja y otra elevada, y los resultados permiten evaluar diferencias relacionadas con el nivel de exposición, pero no establecer directamente qué ocurre frente a una ausencia total del compuesto.
Otra limitación fue que durante las pruebas individuales no se conservó el registro del tanque de procedencia de cada animal. Esto impidió incorporar el tanque como factor dentro de los modelos estadísticos y significa que no puede descartarse completamente cierto grado de pseudorreplicación.
Estas restricciones no eliminan el resultado observado, pero sí delimitan su interpretación. Serán necesarios experimentos adicionales para comprobar si los cambios conductuales se mantienen durante exposiciones prolongadas y si se traducen en una mayor mortalidad por depredación en ambientes naturales.
Otros estudios también investigan los efectos de la cafeína
El interés científico por este contaminante ha aumentado. Una investigación publicada en 2026 en Aquatic Toxicology estudió exposiciones crónicas a concentraciones ambientalmente relevantes de cafeína en peces cebra y detectó modificaciones en la expresión de genes relacionados con procesos metabólicos, neurológicos e inmunitarios. Los resultados proceden de otro organismo y de un diseño experimental diferente, por lo que no deben extrapolarse directamente a Gammarus pulex.
El problema forma parte de una cuestión ambiental más amplia: sustancias y materiales procedentes de las actividades humanas pueden desplazarse a través de los sistemas fluviales y alcanzar otros ecosistemas. Un ejemplo es el transporte de partículas plásticas, para el cual se ha observado que las lluvias extremas pueden disparar el flujo de microplásticos desde los ríos hacia el océano.
También se han documentado efectos de otros contaminantes sobre organismos y procesos biológicos. Investigaciones realizadas en Sudamérica encontraron microplásticos en ecosistemas fluviales y alteraciones en la actividad de microorganismos, reforzando la necesidad de estudiar no solo la presencia de contaminantes, sino también sus posibles consecuencias funcionales.
La contaminación química puede actuar junto con otras presiones
Los autores del trabajo sobre cafeína plantean ahora la necesidad de investigar cómo este compuesto interactúa con otros contaminantes presentes simultáneamente en los ríos. En condiciones naturales, los organismos rara vez están expuestos a una única sustancia aislada y pueden enfrentar al mismo tiempo cambios de temperatura, nutrientes, plásticos, productos químicos y alteraciones del hábitat.
La calidad ecológica de un río tampoco depende exclusivamente de los contaminantes que pueden medirse mediante análisis químicos convencionales. Un estudio realizado en el Guadalquivir mostró que el microbioma de un río puede revelar señales de estrés ambiental que no necesariamente aparecen en los indicadores habituales de calidad del agua.
Para la cafeína, los próximos pasos incluyen medir directamente la depredación de crustáceos expuestos, seguir poblaciones durante periodos prolongados y estudiar mezclas de contaminantes bajo condiciones más próximas a las existentes en los cursos de agua.
El experimento aporta así evidencia de que un compuesto cotidiano puede producir respuestas biológicas medibles una vez que alcanza los ecosistemas acuáticos. Determinar si esos cambios de comportamiento terminan alterando poblaciones, procesos de descomposición o redes alimentarias completas requerirá investigaciones de campo y estudios a mayor escala.
Fuentes referenciales:
Infobae
Biology Letters – estudio sobre cafeína y Gammarus pulex
Journal of Hazardous Materials – evaluación global del riesgo ecológico de la cafeína
Aquatic Toxicology – exposición crónica a cafeína en peces cebra
