Jaula bentónica para anélidos poliquetos.

Está ideada para el uso de estos organismos en estudios in situ de la calidad de sedimentos marinos y estuáricos y material de dragado expuestos a diferentes fuentes de contaminación de forma crónica (tráfico marítimo,

efluentes de aguas residuales urbanas e industriales, aguas de escorrentía y de infiltración de explotaciones agrícolas y ganaderas, entre otras) o aguda.

Consiste en una estructura formada por un recipiente, dispuesto en posición horizontal cuyos extremos están sellados con dos mallas permeables superpuestas que permiten la libre circulación del agua y el sedimento a través del dispositivo, a la vez que impiden que los organismos abandonen el receptáculo y que sean depredados por otras especies.

La rigidez y resistencia del PVC permiten introducir y mantener el sedimento o material de dragado de estudio en el interior de la jaula posibilitando la exposición directa de los organismos al mismo.

Jaula bentónica para anélidos poliquetos.

Sector de la técnica

La jaula bentónica para anélidos poliquetos está dirigida al estudio de la calidad (Ecotoxicología; Elaboración de guías de calidad) de sedimentos y material de dragado contaminado, mediante bioensayos in situ con especies de poliquetos.

Su diseño permite la exposición directa de los organismos al material contaminado e impide que éstos escapen o sean depredados por otras especies del entorno.

Este tipo de diseño de exposición in situ permite la evaluación de la toxicidad de sedimentos contaminados bajo condiciones naturales donde las variables físicas, química y biológicas pueden afectar a la biodisponibilidad de los contaminantes, suponiendo una ventaja significativa con respecto a los ensayos de toxicidad que se desarrollan en el laboratorio bajo condiciones controladas.

Estado de la técnica

Los sedimentos juegan un papel fundamental en el sistema marino. Son el hábitat de más del 90% de las especies encontradas en el océano y constituyen la base alimenticia de muchos organismos. Asimismo, tienen la capacidad de retener contaminantes procedentes de los continentes y la columna de agua. La relevancia ecológica de los sedimentos junto con su papel como almacén de contaminantes convierten los estudios de la calidad del sedimento en una buena herramienta para evaluar la calidad de los ecosistemas marinos. Este tipo de estudios son igualmente aplicables a los materiales de dragado, siendo una parte crucial en su gestión (Ramos-Gómez J, Martín-Díaz ML, DelValls TA. 2009. Acute toxicity measured in the amphipod Ampelisca brevicornis after exposure to contaminated sedimentsfrom Spanish littoral. Ecotoxicology 18(8):1068-76).

Los bioensayos de toxicidad en los que la biota bentónica se expone a sedimentos contaminados y material de dragado se consideran una herramienta apropiada para evaluar la calidad de los mismos (DelValls TA. 2007. Diseño de modelos integrados de evaluación de la contaminación y sus efectos sobre los sistemas marinos y litorales y la salud humana.: Ministerio de la Presidencia. Centro para la Prevención y Lucha contra la Contaminación Marítima y Litoral (CEPRECO)-Serie Investigación, Madrid) y el estado de salud ambiental de los ecosistemas marinos.

Los diferentes bioensayos de toxicidad y las diferentes variables que se analizan a nivel de individuo, celular o/y molecular permiten no sólo determinar si los contaminantes se encuentran en la sección abiótica del ecosistema, sino que también permiten evaluar su biodisponibilidad y los efectos adversos reversibles o irreversibles que pueden producir en la biota. En definitiva, los bioensayos de toxicidad constituyen una herramienta primordial en la evaluación de la calidad ambiental de sedimento/material de dragado, así como una importante fuente de información en lo que se refiere al riesgo para el ecosistema y la salud humana que pueden suponer los contaminantes presentes en estas matrices.

Los bioensayos que más profusamente se han empleado para la evaluación de la calidad de sedimentos y material de dragado han sido de dos tipos: tests de laboratorio y tests centrados en el estudio de organismos nativos del área de estudio. Sin embargo, estas metodologías cuentan con una serie de inconvenientes. Por un lado, los tests de laboratorio se desarrollan bajo condiciones físico-químicas estrictamente controladas, por lo que los resultados que ofrecen no permiten hacer predicciones fiables de los efectos potenciales que pueden ocurrir en campo, donde la variabilidad es muy elevada. Por otro lado, los estudios centrados en el análisis de organismos nativos pueden llevar a conclusiones erróneas si dichos organismos han desarrollado adaptaciones al medio o si las operaciones de dragado han alterado tanto el sistema que han impedido el desarrollo de poblaciones nativas. Evitando estas desventajas, en los últimos años ha comenzado a desarrollarse una nueva metodología: el uso de organismos no nativos estabulados. Estos bioensayos, además, actúan como vía de integración de los resultados que pueden obtenerse a través de tests de laboratorio y tests de campo (Martín-Díaz ML, Blasco J, Sales D, DelValls A. 2004. Biomarkers as tools to assess sediment quality. Laboratory and fields surveys. Trends Analyt Chem 23 (10-11): 807-818).

Los poliquetos son un grupo clave dentro de las comunidades bentónicas de sedimentos costeros y estuáricos y representan una proporción importante de la biomasa total de los invertebrados en estos sistemas (Casado-Martínez MC, Smith BD, DelValls TA, Luoma SN, Rainbow PS (2009). Biodynamic modelling and the prediction of accumulated trace metal concentrations in the polychaete Arenicola marina. Environ Pollut 157 (10): 2743-2750). Son la fuente de alimento de muchos depredadores, por lo que actúan como puerta de entrada de contaminantes en la cadena trófica. Además, los poliquetos presentan una elevada tolerancia a una gran variedad de tóxicos, lo que los convierte en los invertebrados más abundantes en zonas contaminadas (Sandrini JZ, Lima JV, Regoli F, Fattorini D, Notti A, Marins LF, Monserrat JM. 2008. Antioxidant responses in the nereid Laeonereis acuta (Annelida, Polychaeta) alter cadmium exposure. Ecotoxicol Environ Saf 70 (1): 115-120). Estas características hacen de este grupo taxonómico un buen indicador de la calidad de los sistemas bentónicos y su uso en la monitorización de la contaminación está ampliamente extendido (Sandrini JZ, Lima JV, Regoli F, Fattorini D, Notti A, Marins LF, Monserrat JM (2008). Antioxidant responses in the nereidid Laeonereis acuta (Annelida, Polychaeta) after cadmium exposure. Ecotoxicol Environ Saf 70 (1): 115-120).

No obstante, el uso de poliquetos estabulados in situ es una herramienta aún por explorar. Dada la importancia y la validez hartamente probada de estos organismos como indicadores así como las ventajas de este tipo de ensayos, el uso de jaulas bentónicas para poliquetos puede proporcionar nueva información un nuevo enfoque en la evaluación del riesgo que sedimentos contaminados y material de dragado pueden tener sobre la biota.

Explicación de la invención

La jaula bentónica que se presenta está diseñada para el uso exclusivo de especies de anélidos poliquetos como bioindicadores de la calidad de sedimentos marinos y material de dragado en bioensayos in situ, permitiendo la exposición directa de los organismos al material de estudio y a las condiciones naturales del entorno. Este tipo de bioensayos hará posible una mejor comprensión de los procesos de toxicidad que el material contaminado desencadena en los poliquetos en condiciones naturales y permitirá realizar predicciones más exactas de los efectos potenciales que la contaminación de sedimentos y material de dragado provoca en la biota de los sistemas costeros, desde los poliquetos a niveles superiores de la cadena trófica.

El uso de organismos poliquetos en estudios de toxicidad es una práctica profusamente extendida debido a las ventajas que estos organismos presentan: son fáciles de identificar, abundantes, tienen una vida relativamente larga, están disponibles gran parte del año, son resistentes a la manipulación durante los bioensayos, toleran variaciones de parámetros físico-químicos como la salinidad y son sensibles a la contaminación, a la que responden, por ejemplo, acumulando sustancias potencialmente tóxicas (metales y compuestos orgánicos) y activando el metabolismo antioxidativo y de detoxificación (biomarcadores).

Sin embargo, la aplicación de estos organismos en bioensayos in situ es un campo que no ha sido explorado hasta la fecha, y que, no obstante, puede aportar nueva y valiosa información a cerca de las respuestas de los poliquetos frente a la contaminación de sedimentos y material de dragado bajo condiciones naturales, mejorando ostensiblemente el conocimiento y la relevancia de estos organismos como bioindicadores ambientales.

Si bien en la actualidad existen dispositivos bentónicos para la monitorización de la calidad de sistemas acuáticos, éstos están dirigidos al estudio de la contaminación del agua, no del sedimento, y su diseño no contempla la posibilidad del uso de poliquetos, sino que está enfocado a especies natatorias y de mayor tamaño o de escasa flexibilidad, ya que no tiene en cuenta la capacidad que poseen algunos poliquetos de extender su cuerpo reduciendo con ello su diámetro, lo que le permite escapar por orificios mucho más estrechos que su cuerpo en estado...

1. Jaula bentónica para anélidos poliquetos, que comprende estructura formada por un recipiente, cuyos extremos están sellados con dos mallas permeables superpuestas que permiten la libre circulación del agua y el sedimento a través del dispositivo, a la vez que impiden que los organismos abandonen el receptáculo y que sean depredados por otras especies, sujetas a los extremos del recipiente mediante abrazaderas, divididas en dos partes, superior e inferior unidas por tornillo y tuerca, conteniendo las abrazaderas inferiores una rosca interior en las que se enroscan verticalmente dos vástagos roscados, cuya misión es mantener fija la jaula en posición horizontal sobre el fondo marino.

2. Jaula bentónica para anélidos poliquetos, según reivindicación 1, caracterizada porque la malla exterior de los extremos del cilindro ejerce una función protectora respecto a la malla interior, cuya misión es la de evitar que los organismos escapen.

3. Jaula bentónica para anélidos poliquetos, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la introducción de los organismos en la jaula se realiza a través de un orificio practicado en las dos mallas de una de las bases del cilindro, cuyo perímetro se circunda con otra malla, que se une a éstas formando una manga cilíndrica, pudiendo ser dicha unión cosida o de cualquier otra naturaleza, y cuyo cierre puede practicarse mediante una o varias bridas.

4. Uso de la Jaula bentónica para anélidos poliquetos, para la evaluación in situ de la toxicidad de sedimentos contaminados, permitiendo la exposición directa y prolongada de los organismos al material contaminado bajo condiciones naturales donde las variables físicas, químicas y biológicas pueden afectar a la biodisponibilidad de los contaminantes.