Los animales marinos consumen partículas microplásticas y las excretan en las heces, lo que supone riesgos para el medio ambiente marino


Un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv ha revelado hallazgos alarmantes sobre la propagación de partículas microplásticas en la red alimentaria marina. En los últimos años, numerosos estudios han examinado los peligros que suponen para los animales marinos y, más concretamente, para los organismos que se alimentan por filtración, la ingestión de partículas microplásticas no degradables.


por la Universidad de Tel Aviv


En el estudio actual, el equipo de investigación intentó comprender cómo la filtración biológica de los organismos filtradores afecta a los microplásticos en su entorno. Los hallazgos indican que las partículas se excretan en las heces de los animales marinos, lo que hace que no sean identificables como plástico para el entorno marino, pero sí como otra materia orgánica adecuada para el consumo.

Además, la presencia de microplásticos en las heces afecta su dispersión, lo que provoca la acumulación de heces y partículas de plástico. Esto puede aumentar los niveles de carbono y nitrógeno en el fondo marino y provocar la proliferación de algas, que tienen un impacto crítico en el equilibrio de la red alimentaria marina.

La investigación fue realizada por la estudiante de doctorado Eden Harel de la Escuela de Zoología de la Facultad de Ciencias de la Vida de Wise, la profesora Noa Shenkar de la Escuela de Zoología y el Museo Steinhardt de Historia Natural, y la profesora Ines Zucker de la Escuela de Ingeniería Mecánica y la Escuela Porter de Medio Ambiente y Ciencias de la Tierra, todas ellas de la Universidad de Tel Aviv. El estudio fue publicado en la revista Chemosphere .

El profesor Shenkar explica: «Hace aproximadamente una década, cuando empezó a aumentar la conciencia sobre el problema de la contaminación por plástico en el medio marino, muchos investigadores se centraron en identificar la ubicación y la escala de las partículas microplásticas. Recientemente, el enfoque de la investigación se ha desplazado hacia los efectos y daños causados ​​por los microplásticos. Sin embargo, muchos experimentos en este campo se llevan a cabo con plástico limpio comprado, mientras que en el mar, las partículas de plástico están expuestas a una amplia gama de influencias y contaminantes.

«Nuestro objetivo era examinar si el plástico cambia después de pasar por el sistema digestivo de un organismo marino y de qué manera, y cómo este proceso afecta la presencia de plástico y su disponibilidad para otros organismos».

Los animales marinos consumen partículas microplásticas y las excretan en las heces, lo que supone riesgos para el medio marino.
El laboratorio de la Universidad de Tel Aviv donde se llevó a cabo el experimento. Crédito: Eden Harel.

Los investigadores crearon un sistema experimental en el laboratorio que simulaba el agua de mar que contenía ascidias, animales marinos que se alimentan filtrando de manera eficiente e indiscriminada partículas diminutas del agua. Expusieron a las ascidias a dos tipos de partículas plásticas: poliestireno convencional (PS), que se utiliza ampliamente, y ácido poliláctico (PLA), comercializado como un bioplástico biodegradable y respetuoso con el medio ambiente.

Luego examinaron el impacto del proceso de filtración de las ascidias en la concentración y distribución de partículas de plástico en el agua en cuatro intervalos: en el momento de la exposición, después de dos horas (cuando las ascidias habían filtrado toda el agua disponible e ingerido las partículas microplásticas), después de 24 horas y después de 48 horas (después de la digestión y la excreción de heces en el agua).

Los resultados mostraron que aproximadamente el 90% de las partículas de poliestireno se eliminaron del agua después de dos horas de filtración, pero todas las partículas regresaron al agua después de 48 horas, después de pasar por el sistema digestivo. En cambio, la concentración de partículas de PLA en el agua disminuyó significativamente y se mantuvo baja durante 48 horas; las partículas de PLA más grandes probablemente se descompusieron durante la digestión y regresaron al agua como partículas más pequeñas, indetectables, de tamaño nanométrico.

En la segunda fase del estudio, los investigadores examinaron qué había sucedido con las partículas microplásticas que se filtraron, digirieron y excretaron nuevamente en la columna de agua. Para ello, aislaron partículas microplásticas de las heces de las ascidias y las analizaron mediante espectroscopia Raman, un dispositivo avanzado que identifica la composición química de los materiales mediante la dispersión de un haz de láser.

Harel explica: «Descubrimos que el sensible dispositivo de espectroscopia no podía identificar el material como plástico en absoluto y, en cambio, identificó la partícula como otro tipo de material orgánico. Nuestros hallazgos revelaron que las partículas microplásticas se excretan del sistema digestivo de la ascidia recubiertas con una capa fecal, y es probable que el entorno marino también identifique estas partículas como este material orgánico.

«Como muchos animales marinos se alimentan de heces, es muy posible que ingieran plástico que ha cambiado sus propiedades, identificándolo como alimento. De esta manera, también quedan expuestos a los microplásticos y los propagan a través de la red alimentaria marina. La capa fecal puede servir como sustrato para la colonización bacteriana y aumentar la adhesión y acumulación de contaminantes como metales pesados ​​y sustancias orgánicas residuales (como antibióticos) en las partículas de plástico».

Los animales marinos consumen partículas microplásticas y las excretan en las heces, lo que supone riesgos para el medio marino.
Los investigadores analizan las secreciones de los animales marinos. Crédito: Eden Harel

El profesor Zucker añade: «Este fenómeno también afecta a los bioplásticos comercializados como ‘biodegradables’: a menos que se cumplan las condiciones para su completa descomposición, permanecen como partículas contaminantes que cambian sus propiedades durante su paso por el sistema digestivo. Las numerosas transformaciones que sufren las partículas de plástico en el medio ambiente (desde la erosión hasta los procesos digestivos, como se investiga en este estudio) las convierten en portadoras de contaminantes y enfermedades dentro de la cadena alimentaria».

En la tercera fase del estudio, los investigadores examinaron el efecto inverso: cómo las partículas microplásticas afectan las heces, un material orgánico que juega un papel vital en la ecología marina.

Harel explica: «Hemos descubierto que el plástico modifica importantes propiedades físicas de las heces. Las heces normales se hunden muy lentamente en la columna de agua y sirven de alimento a muchos organismos a lo largo del camino. Por el contrario, las heces que contienen partículas microplásticas se hunden rápidamente en el fondo marino, lo que elimina una importante fuente de nutrientes de la columna de agua.

«Además, la mayor velocidad de hundimiento redujo la dispersión de las heces, lo que provocó la acumulación de heces y partículas de plástico cerca de donde se asientan los animales. Esta acumulación puede aumentar los niveles de carbono y nitrógeno en el fondo marino y desencadenar floraciones de algas , lo que representa otro impacto crítico de los microplásticos en el equilibrio de la red alimentaria marina».

Los investigadores concluyen: «En este estudio, descubrimos aspectos significativos de la influencia de los animales que se alimentan por filtración en las características de las partículas microplásticas en su entorno y dentro de la red alimentaria marina . La conclusión más alarmante es que el problema de los microplásticos es mucho más complejo de lo que se pensaba inicialmente.

«La contaminación por plásticos en el medio marino tiene muchas dimensiones inesperadas y su complejidad no deja de aumentar. A veces, ni nosotros ni el medio ambiente somos capaces de reconocerla como plástico. A medida que pasa el tiempo, el plástico sigue dañando cada vez más ecosistemas marinos. Es nuestro deber desarrollar nuevas tecnologías para mitigar este peligroso fenómeno».

Más información: Eden Harel et al, Efectos de la filtración biológica por ascidias en la composición de microplásticos en la columna de agua, Chemosphere (2024). DOI: 10.1016/j.chemosphere.2024.143589