Calentamiento Global

Nueva herramienta ayuda a los científicos a monitorear la contaminación crónica por petróleo en la vida silvestre del Ártico

Cuando pensamos en el Ártico, la mayoría de nosotros pensamos en paisajes áridos cubiertos de nieve y vastos océanos helados. Esto está muy lejos de la realidad actual del Ártico canadiense. Con alrededor de 150,000 personas llamando a este hogar, el área ciertamente no es estéril.

El Ártico se está calentando más rápido que cualquier otro lugar de la Tierra. Este aumento drástico de la temperatura afecta a la vida silvestre, las plantas y las personas, y conduce a una reducción del hielo marino, que es utilizado durante todo el año por muchos depredadores y cazadores.

La pérdida de hielo marino también ha hecho que el norte sea más accesible que nunca, lo que aumenta la probabilidad de un gran derrame de petróleo a medida que aumenta el tráfico de barcos y petroleros. Estos derrames exponen a la vida silvestre a nuevos contaminantes, incluidos los compuestos aromáticos policíclicos, los principales contaminantes en los derrames de petróleo, que pueden causar cáncer en las aves.

La entrada de nuevos contaminantes en el medio ambiente dificulta que los investigadores controlen su impacto en la vida silvestre. Después de investigar formas de monitorear la cantidad y variedad de contaminantes en la vida silvestre del Ártico, creamos una nueva herramienta, ToxChip, para analizar los cambios en el ADN de los animales expuestos al petróleo y abordar este desafío.

Aumentar la exploración y extracción de petróleo.

Los volúmenes de envío en el Ártico canadiense casi se triplicaron entre 1995 y 2015 debido al agotamiento del hielo marino. Las nuevas rutas de aviación general, incluida la Ruta del Mar del Norte, han acortado los tiempos de tránsito entre Asia oriental y Europa occidental en unos 10 días.

Petróleo
El petrolero Exxon Valdez descargó más de 37.000 toneladas de petróleo crudo en Prince William Sound de Alaska, matando a miles de aves y otros animales salvajes.
(Foto AP/John Gapes III)

Dado que el Ártico contiene alrededor del 13 por ciento del petróleo sin explotar del mundo, la carrera por este preciado recurso está en marcha. Desafortunadamente, una mayor extracción y transporte en el Ártico conducirá inevitablemente a más derrames de petróleo.

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El infame derrame de petróleo del Exxon Valdez en 1989 liberó casi 37 000 toneladas de crudo en la costa sur de Alaska, matando a más de 30 000 aves.

Más recientemente, los tanques de combustible de una planta de energía liberaron 20,000 toneladas de diésel en el río Ambarnaya de Rusia en 2020.

Los principales compuestos llamados compuestos aromáticos policíclicos, o PAC, que se encuentran en el petróleo y los productos derivados del petróleo pueden dañar a las aves en ambientes marinos. Cuando se liberan a través de los gases de escape o los derrames, estos químicos pueden ingresar a la vida silvestre y las plantas del área. Se adhieren fácilmente a la grasa del animal y pueden acumularse a lo largo de su vida.

Las aves revelan contaminantes ambientales

Las aves marinas son particularmente vulnerables al petróleo porque se alimentan en la superficie del agua. El aceite puede cubrir las plumas de las aves, haciéndolas incapaces de volar o regular la temperatura.

Un pájaro con alas de lona
Las aves cuyas plumas están cubiertas de aceite no pueden volar ni regular su temperatura corporal.
(obturador)

Las aves también usan sus picos para limpiar sus plumas, que introducen aceite en el sistema digestivo. El petróleo y los productos derivados del petróleo también afectan a las aves, provocando retraso en el desarrollo de las extremidades, reducción de la reproducción y disminución de la población.

De hecho, se han documentado los efectos a largo plazo en los patos, con patos que sobreviven menos que las aves sin aceite durante al menos 11 años después de un derrame.

La nueva tecnología podría ayudar a rastrear los contaminantes

Cada gen en el ADN de un animal contribuye a una función natural específica. Algunos genes son responsables de regular el metabolismo de los animales, mientras que otros son responsables de suprimir los tumores. Por lo tanto, si se inducen genes específicos después de la exposición a contaminantes como el petróleo, podemos saber qué procesos biológicos se ven afectados.

Los cambios en la expresión génica de un animal, la capacidad de convertir las instrucciones del ADN en productos funcionales como las proteínas, pueden decirnos mucho sobre cómo responde a un químico o grupo de químicos en particular. Los métodos actuales para medir contaminantes en animales son costosos, dependen en gran medida del uso de animales de laboratorio y miden los efectos de un solo contaminante a la vez.

Hemos desarrollado una nueva herramienta llamada ToxChip que puede estudiar el efecto de los contaminantes en los niveles de ADN en genes sensibles. Puede detectar rápidamente cambios en las respuestas genéticas de las aves marinas a los contaminantes. ToxChip se puede personalizar para especies, contaminantes y genes de interés.

Hasta ahora, hemos desarrollado dos ToxChips: uno para el arao negro y otro para la gaviota de pico grueso. Estas aves marinas anidan en acantilados rocosos que les sirven de criaderos.

Las gaviotas no se alejan mucho de su hábitat y se alimentan de peces cerca de la costa. Las gaviotas de pico grueso, por otro lado, pueden mantenerse alejadas de las colonias y son conocidas por sumergirse en el agua para atrapar presas.

Ambas especies están lejos de estar en peligro de extinción y sus poblaciones pueden ascender a millones, por lo que se puede determinar hasta qué punto los contaminantes afectan a las aves. Debido a que estas aves dependen en gran medida de las aguas abiertas como fuente de alimento, los derrames de petróleo pueden dañar rápidamente a poblaciones enteras.

El ToxChip se puede aplicar después de un derrame de petróleo para cuantificar posibles daños subletales o irreversibles. Los diferentes tipos de PAC pueden decirnos de dónde vienen. La composición química del CAP de incendios forestales es diferente a la del CAP de derrames de petróleo. Estos datos de ToxChip nos permitieron determinar la causa de la toxicidad para las aves marinas.

Usando el ToxChip recientemente, pudimos determinar el impacto probable de un derrame de petróleo natural frente a la costa de Nunavut.

Soluciones más baratas, rápidas y asequibles

Las futuras aplicaciones de esta herramienta son amplias y prometedoras. Podría ayudar a estudiar los efectos de los pesticidas en el ADN de la rana toro o los efectos de la contaminación plástica en los procesos biológicos del salmón rosado, por ejemplo. Los ToxChips específicos para especies pueden ayudar a desarrollar recomendaciones de políticas basadas en evidencia o programas de monitoreo para limitar el tráfico de botes en áreas de aves en peligro de extinción durante la temporada de reproducción.

El monitoreo de contaminantes en la vida silvestre es especialmente importante para aquellos que dependen de los alimentos locales. El uso de estas herramientas puede ayudar a informar a las personas que viven en el Ártico si los animales de los que dependen han estado expuestos a contaminantes.

Se pueden utilizar como respuesta de emergencia a los derrames de petróleo. El petróleo puede persistir mucho después de que los equipos de limpieza hayan eliminado el petróleo visible del medio ambiente. ToxChip puede ayudar a comprender si las aves marinas continúan contaminadas por petróleo.

La gente usa mangueras de alta presión para lavar el aceite de las rocas en la playa.
A pesar de los esfuerzos de limpieza, los componentes tóxicos y los productos químicos liberados por los derrames de petróleo permanecen en el medio ambiente.
(Foto AP/Rob Stapleton, archivo)

Si bien la herramienta aún está en evolución, se ha desarrollado para dos especies de aves marinas y actualmente se está implementando para evaluar los cambios en la expresión génica luego de grandes derrames de petróleo y antiguos sitios militares que se sabe que están contaminados.

El proyecto ToxChip hará que la detección de contaminantes sea más asequible, precisa, rápida y menos dependiente de animales de laboratorio. Podría ayudar a reducir el impacto de la futura contaminación por petróleo en los animales.

LEER  Tenemos que empezar a prepararnos para ellos ahora.

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