Desarrollo de herramientas de diagnóstico clínico en anfibios anuros para su utilización como indicadores de calidad ambiental

Abstract

Las actividades antrópicas generan problemas ambientales tales como la contaminación, modificación, fragmentación y/o destrucción del hábitat, ocasionando efectos adversos sobre la biota y los procesos biológicos y ecológicos que ocurren en los ecosistemas. Estas actividades actúan como factores de estrés, los cuales desencadenan un conjunto de respuestas y provocan una alteración en la normalidad de los organismos, a la cual tienden a volver todo el tiempo a través de diversos mecanismos. La ecotoxicología es una disciplina que surge en respuesta a la necesidad de realizar diagnósticos ambientales y proporcionar herramientas para proteger el ambiente frente a las transformaciones generadas por los seres humanos. Para conocer el estado de los ecosistemas evaluados, se requiere de un estudio integral e interdisciplinario, generando información mediante estudios a diferentes niveles de organización ecológica reuniendo ideas y métodos de numerosas y variadas disciplinas en un marco ordenado y unificado de entendimiento (principio de consiliencia). Entre las estrategias de investigación que utiliza la ecotoxicología para abordar las problemáticas ambientales actuales se encuentra el esquema de “concatenación causa-efecto-significancia” que relaciona todos los niveles de organización de manera integral. Además, propone el uso de bioindicadores, biomarcadores y biomonitores como herramientas útiles para detectar, cuantificar y monitorear el impacto de factores externos en los ecosistemas, y para comprender su alcance temporal y espacial. Los anfibios han sido propuestos como especies centinelas e indicadoras de la calidad ambiental debido a sus características ecológicas y biológicas. A pesar de ser un grupo muy diverso y presentar una amplia distribución, las poblaciones en diferentes regiones del mundo están disminuyendo e incluso extinguiéndose. En ese sentido, el objetivo general de la presente tesis doctoral fue desarrollar herramientas de diagnóstico clínico en anfibios anuros adultos empleando un enfoque multivariado a partir de la evaluación integral de biomarcadores a diferentes niveles de organización en dos especies de anuros autóctonos, para su utilización como indicadores de la calidad ambiental. Al considerar la complejidad de las problemáticas ambientales actuales, desde la Ecotoxicología y la Medicina clínica, se propone la realización de estudios integrales utilizando biomarcadores a diferentes niveles de organización para evaluar su objeto de estudio, ya que estos son interdependientes, por lo que su estudio integral permite obtener información con mayor representatividad y relevancia. Esto a su vez posibilitará mejorar la comprensión de los resultados, contextualizar la interpretación de la información obtenida para diagnosticar el estado de salud de los individuos, y realizar inferencias más confiables sobre el impacto que producen los factores estresantes sobre los ecosistemas y sus componentes. El presente trabajo de tesis presenta la información en 5 capítulos. En el primer capítulo, se describe el área y especies de estudio. En el área de estudio, se identificaron tres problemáticas ambientales notorias: cinturón florihortícola, industria petroquímica y descargas de efluentes cloacales. Además, se identificaron sitios de referencia, mínimamente alterados por estas actividades. Se detallaron las problemáticas ambientales estudiadas, y se realizó una descripción de los sitios de estudio a partir de la medición de características fisicoquímicas del agua y sedimentos y de la búsqueda bibliográfica sobre la presencia de contaminantes en dichos sitios; además, en cada sitio de estudio, se registró la presencia de anuros. A partir de la información obtenida pudimos caracterizar cada sitio de estudio y vincular dichas características con las actividades antrópicas que allí se desarrollan. En el capítulo 2, se realizó una revisión detallada de las publicaciones que evalúan y reportan información sobre los parámetros clínicos evaluados en la presente tesis en especies de anuros, y se llevó a cabo un análisis para conocer 1) la variabilidad de los datos aportada por las variaciones metodológicas producto de los procedimientos empleados por los diferentes grupos de investigación, 2) la variabilidad asociada con el grupo taxonómico, y 3) la variabilidad asociada con la procedencia de los individuos, con el fin de obtener información útil que permita generar intervalos de referencia confiables para las especies de estudio. El análisis permitió evidenciar que los parámetros evaluados presentan una gran variabilidad, y que la utilización de las diferentes fuentes de información nos llevaría a diagnósticos e interpretaciones diferentes. El análisis realizado nos brindó elementos para seleccionar el grupo de datos a emplear al momento de construir las tablas de intervalos de referencia, utilizando para dicho fin los datos obtenidos de los individuos de cada especie de estudio provenientes de sitios de referencia. En el capítulo 3, se desarrolló una herramienta para la evaluación integral del estado de salud de los anuros, utilizando individuos de Leptodactylus luctator como organismos de prueba. Para esto, se colectaron individuos adultos provenientes del cinturón florihortícola, la industria petroquímica, las descargas cloacales y un sitio de referencia. Se realizó el procesamiento y obtención de muestras de los individuos, y se midieron 27 parámetros clínicos a diferentes niveles (individuo: índice de condición corporal, hepatosomático, de cuerpos grasos y gonadosomático; sanguíneo: hematocrito, recuento de glóbulos rojos, hemoglobina, y los índices volumen corpuscular medio, hemoglobina corpuscular media, concentración de hemoglobina corpuscular media; inmunológico: porcentaje de neutrófilos, eosinófilos, basófilos, monocitos, linfocitos, recuento total de glóbulos blancos, recuento total de trombocitos, índice N:L; bioquímico: actividad glutatión S transferasa, catalasa y acetilcolinesterasa en hígado, riñón, músculo y plasma). Se analizó la respuesta individual y conjunta de los parámetros clínicos a partir de la aplicación de dos enfoques estadísticos (univariado y mutivariado) para interpretar e integrar la información proveniente de diferentes niveles. Además, se determinaron y evaluaron parámetros como la condición del sitio y la condición del individuo, a partir de la comparación de los valores de los parámetros clínicos con los intervalos de referencia obtenidos en el capítulo 2. Los análisis realizados permitieron determinar la efectividad y especificidad de los parámetros clínicos evaluados y las relaciones existentes entre ellos. En este capítulo se presenta una herramienta compuesta por un protocolo de procesamiento y obtención de muestras, la aplicación de dos enfoques estadísticos (uni y multivariado) para integrar la información obtenida, una lista de parámetros que permiten distinguir entre sitios, y recomendaciones de parámetros para ser utilizados en un índice de salud, el cual se puso a prueba en el capítulo 5. A partir de los resultados obtenidos pudimos determinar que los individuos provenientes del cinturón florihortícola, la industria petroquímica y las descargas cloacales presentan el estado de salud afectado. Considerando el empleo de la especie estudiada como bioindicador, pudimos realizar inferencias sobre la condición de los ecosistemas estudiados a partir del diagnóstico del estado de salud. En el capítulo 4, se puso a prueba la herramienta propuesta en el capítulo 3 en diferentes escenarios, que incluyeron nuevos sitios, y la incorporación de una segunda especie de estudio (Rhinella arenarum), y se sumó la evaluación de parámetros a nivel plasmático. Al realizar una interpretación de los resultados obtenidos, pudimos observar que ambas especies resultaron adecuadas como objeto de estudio, ya que el procesamiento y obtención de muestras pudo ser realizado correctamente, obteniendo las muestras necesarias para la medición de cada parámetro clínico propuesto. En cuanto a los resultados obtenidos de los análisis estadísticos, pudimos observar que el empleo de los dos enfoques de análisis estadísticos propuestos brinda información complementaria y valiosa al momento de aplicar la herramienta propuesta, funcionando la herramienta como un todo. Tal como sucedió en el capítulo 3, a partir de los resultados obtenidos pudimos determinar que los individuos provenientes del cinturón florihortícola, la industria petroquímica y las descargas cloacales presentan el estado de salud afectado. Por último, en el capítulo 5, correspondiente a las consideraciones finales, se discutió y contextualizó la información obtenida, se plantearon nuevas preguntas de investigación, se discutieron los resultados, sus alcances, sus limitaciones, y se presentó un modelo conceptual (forma gráfica) diseñado a partir del aprendizaje logrado a lo largo de la tesis, el cual resulta interesante para entender y transmitir de manera simple, visual y didáctica los resultados de la tesis. El presente estudio aporta elementos para la realización de estudios de calidad del ambiente de ecosistemas asociados con problemáticas ambientales complejas, empleando un conjunto de biomarcadores a diferentes niveles de organización, utilizando anuros autóctonos como bioindicadores a partir del diagnóstico integral del estado de salud de los individuos, resultando L. luctator y R. arenarum especies adecuadas para realizar este tipo de estudios.