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Por: Andia Chaves Fonnegra

 

Los seres humanos a través de la contaminación del agua y de la atmósfera estamos poniendo en riesgo la abundancia y diversidad de otros organismos vivos, contribuyendo a la desaparición de especies (Ehrlich and Ehrlich 1982; Carpenter et al. 2008). Específicamente en el medio marino, hemos introducido nuevos organismos y patógenos por medio de aguas contaminadas, alcantarillados y aguas de lastre (= provenientes de barcos), degradando los ecosistemas marinos y contribuyendo a la aparición de enfermedades en peces, mamíferos, corales, esponjas, cangrejos, entre otros (Friend et al. 2006). Algunos organismos marinos en los cuales se ha registrado mortalidad masiva como resultado de patógenos y en relación con variables ambientales están enumerados en la Tabla 1.

 

Tabla 1. Mortalidades masivas (>10%) de organismos marinos y agente causante (patógeno) en correlación con variables ambientales. Tomado de Burge et al. (2014). El interrogante se refiere a los casos en los que no se ha probado una correlación con el ambiente.

 

Periodo de tiempo Localidad Organismo hospedero Agente causante o síndrome Correlación con el ambiente
1913 – Actual Atlántico Norte Pacífico Norte Peces (varias especies) Ichtyophonus sp. ?
1931 – Actual América del norte Europa Plantas marinas (pastos marinos) Labyrinthula sp. Alta temperaturaSalinidad
1938 Norte del Caribe Esponjas Hongos? ?
1946 – Actual Golfo de México Atlántico Noreste Bivalvo (ostras) Perkinsus marinus (Dermo) Alta temperaturaSalinidad
1958 – Actual Atlántico Noreste Bivalvo (ostras) Haplosporidium nelsoni (MSX) Alta temperaturaAlta salinidad
1960 – Actual Atlántico Noreste América del Norte Bivalvo (almejas) Thraustochytrids (QPX) Alta temperaturaAlta salinidad
1974 – Actual Europa Bivalvo (ostras planas) Marteilia refringens Salinidad?
1975 Oeste de Estados Unidos Equinodermos (estrellas de mar) ? Alta temperatura
1979 – 1980 Estados Unidos Mamífero marino (foca) Virus de Influenza A Alta temperatura
1979 – 1983 Caribe Corales (Acropora spp.) Enfermedad de banda blanca Media-Alta temperatura
1982 Caribe América Central Octocorales Patógeno? Alta temperatura
1982 – 1986 Australia Gasterópodo (abalone) Perkinsus sp. Alta temperatura
1983 Caribe Corales Enfermedad de banda negra Estacional
1983 Caribe Erizo de mar Bacteria? Alta temperatura
1985 – Actual Pacifico Noreste Gasterópodo (abalone) Perkinsus sp. Alta temperatura
1987 – Actual Florida, Estados Unidos Plantas marinas (pastos marinos) Labyrinthula sp. Alta temperaturaSalinidad
1988 Europa Noreste Mamífero marino (foca) Vius Phocine distemper Alta temperatura
1990 – 1992 Mediterráneo Mamífero marino (delfín rayado) Virus Dolphin morbillivirus Alta temperatura
1991 – Actual Mundial Bivalvos (principalmente ostras del Pacífico) Virus herpes de Ostras tipo I Estacional
1992 Nueva Zelanda Algas (Kelp) ? Alta turbiedad
1993 – Actual Florida, Estados Unidos Corales (Acropora spp.) Serriatosis de Acróporas (WPX) Alta temperatura
1995 Florida, Estados Unidos Corales Plaga blanca tipo II Alta temperatura
1995 – Actual Caribe Octocorales (principalmente abanico de mar) Aspergillus sydowii y otros hongos Alta temperatura
1996 – Actual New England, Estados Unidos Crustáceo (langostas) Enfermedad epizoótica de la concha Alta temperaturaContaminación?
1997 Isla de Vancouver, Canadá Bivalvo (ostra del Pacífico) Mikrocytos mackini Baja temperatura
1998 Florida, Estados Unidos Octocorales Cianobacteria Alta temperatura
1998 – 1999 Filipinas Corales Enfermedad de las ManchasBlancas Ulcerativas de Porites ?
1998 – Actual Francia Gasterópodo (abalone) Vibrio harveyi Alta temperatura
1999 – 2003 Mediterráneo Octocorales Vibrio coralliilyticus Alta temperatura
2000 Mar Caspio Mamífero marino (foca) Virus de moquillo canino Alta temperatura
2000 – 2002 Gran Barrera de Arrecifes, Australia Corales Necrosis negra EstacionalAlta temperatura
2001 Estados Unidos Bivalvo (ostras) Enfermedad de ostras Roseovarious Media-Alta temperaturaContaminación
2002 – 2003 Gran Barrera de Arrecifes, Australia Corales Síndrome blanco Alta temperaturaTemperaturas moderadas en invierno
2003 – 2009 Puerto Rico Corales Enfermedad de la banda amarilla y plaga blanca Alta temperatura(blanqueamiento coralino)
2005 – 2006 Islas Vírgenes y Puerto Rico Corales Múltiples enfermedades Alta temperatura(blanqueamiento coralino)
2006 – 2007 Estados Unidos costa Oeste Bivalvo (ostras) Vibrio tubiashii Alta temperaturaIncremento de nutrientes
2006 – 2008 Gran Barrera de Arrecifes, Australia Corales Necrosis negra Alta temperaturaBaja salinidadAltas cantidades de carbón orgánico particulado
2010 – 2011 Venezuela Corales Enfermedad de la banda negra y plaga blanca Alta temperatura(blanqueamiento coralino)
2010 – 2011 Curaçao y Grenada Corales Múltiples enfermedades Alta temperatura(blanqueamiento coralino)

 

Las enfermedades en organismos marinos a su vez ponen en riesgo la salud humana debido a:

1) Exposición directa a afloramiento (“blooms”) de dinoflagelados (microorganismos unicelulares) llamados “mareas rojas” que son irritantes del tracto respiratorio en humanos y otros mamíferos debido a las brevetoxinas producidas por los microorganismos. Aunque algunos afloramientos son naturales, otros son producidos por la polución del agua e incremento de la temperatura (Kirkpatrick et al. 2004; Friend et al. 2006).

2) El consumo de peces y moluscos contaminados con toxinas (e.g. químicos y microorganismos patógenos) (Friend et al. 2006).

3) La reducción de las poblaciones de peces debido a enfermedades, lo que genera sobrepesca y reduce la posibilidad de alimento en poblaciones humanas (Friend et al. 2006).

4) Aumento en el riesgo a exposición de patógenos al nadar en aguas contaminadas (Friend et al. 2006).

5) Impacto económico asociado con la contaminación de playas y organismos marinos que son fuente de recursos económicos (turismo) y alimento para los humanos (Friend et al. 2006).

La contaminación del agua así como la contaminación atmosférica por CO2 y el consecuente incremento de la temperatura del planeta produce la aparición y el aumento de enfermedades, acelera las tasas de desarrollo de patógenos, su transmisión, y el número de generaciones anuales (Patz et al. 2003; Burge et al. 2014). Así mismo, disminuye las restricciones de los ciclos de vida que los patógenos tienen durante el invierno, y modifica la susceptibilidad de los organismos a las infecciones. Lo que puede causar una expansión y crecimiento de patógenos (Harvell et al. 1999; Burge et al. 2014). A continuación expondré dos casos de infecciones relacionadas con organismos marinos:

 

Infección por Vibrio en Humanos

La exposición de humanos a las bacterias marinas Vibrio vulnificus y V. parahaemolyticus producen gastroenteritis o infecciones en la piel que pueden llegar a producir septicemia (= respuesta inflamatoria del cuerpo como defensa a la infección) (Thompson et al. 2006; Burge et al. 2014). La adquisición de las bacterias se produce por medio del consumo de alimento sin cocinar, por ejemplo ostras, o por exposición directa de heridas en la piel a aguas que contienen las bacterias (Tantillo et al. 2004; Thompson et al. 2006). Luego de la exposición a estas bacterias la enfermedad puede presentarse en 7 horas y los casos de muertes debido a esta infección pueden ser de un 50% (Thompson et al. 2006). La mayoría de casos se presentan en regiones cálidas del planeta, pues estas bacterias prefieren crecer en aguas entre 20 y 30oC y en áreas estuarinas mesohalinas (= de salinidades < 5–30%0) (Tantillo et al. 2004). Por esta razón la mayoría de infecciones en áreas templadas (85%) tienden a ocurrir solo durante el verano. Sin embargo, a medida que la temperatura global se incrementa (debido al cambio climático), las áreas geográficas y los rangos estacionales de éstas bacterias pueden expandirse, así como su potencial de infección (Huq et al. 2005; Vezzulli et al. 2012; Baker-Austin et al. 2013). Por ejemplo, en el mar Báltico temperaturas altas fuera de lo común coinciden con un alto número de casos reportados con infecciones por Vibrio (Figura 1) (Baker-Austin et al. 2013). Aunque la temperatura del agua en el Mar Báltico ha incrementado en promedio 0.5oC por siglo entre 1854 y 2010, si tomamos solo los últimos treinta años (1980 a 2010) y extrapolamos, el incremento sería de 5 oC por siglo. Lo que demuestra que el incremento ha sido mayor en los últimos treinta años. Los modelos matemáticos sugieren que la enfermedad por Vibrio incrementa 1.93 veces por cada incremento en un grado centígrado (1oC) en la temperatura anual máxima del agua (Baker-Austin et al. 2013). Las consecuencias de los cambios climatológicos en infecciones por el patógeno Vibrio pueden ser no solo a largo plazo (inducidas por incrementos anuales de la temperatura y lluvia), sino también inmediatos (después de tormentas). Por ejemplo, después del huracán Katrina hubo 22 casos presentados por V. vulnificus y cinco muertes (Control and Prevention 2005; Baker-Austin et al. 2013).

 

Fig-1-copy

Figura 1. Número de casos reportados de Vibrio en el Mar Báltico entre 1982 y 2010 (Baker-Austin et al. 2013; Burge et al. 2014).

 

Enfermedades en Bivalvos (Ostras)

La mayoría de estudios en enfermedades de bivalvos (= moluscos con dos conchas o valvas), se han realizado con ostras, principalmente por su valor económico y ecológico, y porque tienen una mayor incidencia de enfermedades mortales en comparación con otros moluscos comerciales (Kennedy et al. 1996; Ford et al. 2012). Su importancia ecológica radica en su habilidad para formar arrecifes, filtrar agua, y ser alimento para otros animales en la cadena trófica al participar en ambientes pelágicos (= mar abierto fuera de la plataforma continental) como larvas y bentónicos (= en el fondo) como adultos (Grabowski et al. 2007). Por tanto, cuando las otras mueren debido a enfermedades, no solo se afecta la economía sino también la productividad y salud de los ecosistemas (Grabowski et al. 2007; Burge et al. 2014). Dos enfermedades producidas por protozoarios han afectado severamente las poblaciones de ostras de ambientes estuarinos a lo largo de la costa este de Estados Unidos y del Golfo de México, la primera por la enfermedad dermal causada por Perkinsus marinus identificada a finales de 1940 (Mackin et al. 1950) y la segunda la enfermedad MSX es producida por el protozoario Haplosporidium nelson, un parasito que fue introducido (Haskin et al. 1966; Burreson and Ford 2004). Ambas enfermedades han sido responsables por extensas mortandades de ostras , y tanto la temperatura como la salinidad son los factores importantes para su desarrollo. Así mismo, la prevalencia e intensidad de éstas enfermedades están influenciadas por patrones climáticos cíclicos como El Niño – Oscilación del Sur (ENOS) y la Oscilación del Atlántico Norte, las cuales modifican la temperatura y precipitación (salinidad) a nivel regional y local (Soniat et al. 2009).

Aunque la mayoría de estudios sobre el incremento de enfermedades con relación a la contaminación (agua y atmosférica por CO2) y cambio climático están basados en correlaciones, algunos estudios igualmente han probado en laboratorio que patógenos como V. vulnificus sobrevive e incrementa en abundancia a temperaturas entre 13 to 22°C en agua de mar estéril, pero fuera de este rango, su sobrevivencia disminuye (Kaspar and Tamplin 1993). Sin embargo, cuando V. vulnificus infecta ostras, puede incrementar 100 veces su abundancia a temperaturas de 30oC, mientras que a temperaturas por debajo de 4oC y por un periodo de14 días reduce de 10 a 100 veces, lo que demuestra la importancia que tiene la temperatura y el medio (agua de mar u hospedero) para el crecimiento de este patógeno (Kaspar and Tamplin 1993).

Aún faltan estudios para probar las causas específicas del incremento de diversos patógenos en el medio marino, su interacción con los hospederos, y como su interacción puede cambiar y verse afectada por la polución y el cambio climático. Sin embargo, con el conocimiento actual se han planteado los potenciales efectos (Burge et al. 2014) (ver Figura 2).

Fig2Adobe Figura 2. Efectos potenciales del cambio climático y polución en la relación patógeno-hospedero en ambientes marinos. Cambios globales en el ambiente están produciendo cambios físicos en el océano que incluyen: (1) Cambio en la temperatura, (2) Incremento en las concentraciones de CO2/disminución en pH, (3) Cambio en la precipitación (que conllevan a cambios en la salinidad) y fuentes de polución que cambian la química del océano, y (4) Exposición a tormentas o ciclones. Todos estos factores están potencialmente afectando el equilibrio en el ambiente y la relación patógeno-hospedero. Tomado y traducido de Burge et al (2014).

 

En general, vemos como la contaminación del agua (incremento de nutrientes y toxinas) y de nuestra atmosfera (incremento de CO2 y consecuentemente de temperatura) están permitiendo las condiciones favorables en el ambiente para el crecimiento de patógenos y el desarrollo de enfermedades infecciosas en todo tipo de organismos, incluidos los humanos. Sin embargo, en la cotidianidad, los humanos no nos preguntamos a dónde van nuestros desechos y cómo podemos controlarlos. Por el contrario se vive más preocupado de la capacidad para adquirir y obtener objetos materiales, mientras los procesos de saneamiento, reciclaje y el mantenimiento de aguas limpias quedan en su mayoría en el olvido. Si no nos hacemos responsables de nuestros desechos (en la casa, trabajo, vacaciones, etc..) y organizamos mecanismos sociales, políticos y de salubridad que permitan tomar acciones para tratar el problema de la contaminación, las enfermedades infecciosas pueden continuar en crecimiento, y nuestra existencia como especie y la existencia de nuestro planeta en riesgo de extinción.

 

Referencias

 Baker-Austin C, Trinanes JA, Taylor NG, Hartnell R, Siitonen A & Martinez-Urtaza J. 2013. Emerging Vibrio risk at high latitudes in response to ocean warming. Nature Climate Change 3:73-77.

Burge CA, Mark Eakin C, Friedman CS, Froelich B, Hershberger PK, Hofmann EE, Petes LE, Prager KC, Weil E & Willis BL. 2014. Climate change influences on marine infectious diseases: implications for management and society. Annual review of marine science 6:249-277.

Burreson EM & Ford SE. 2004. A review of recent information on the Haplosporidia, with special reference to Haplosporidium nelsoni (MSX disease). Aquatic Living Resources 17:499-517.

Carpenter KE, Abrar M, Aeby G, Aronson RB, Banks S, Bruckner A, Chiriboga A, Cortes J, Delbeek JC, DeVantier L, Edgar GJ, Edwards AJ, Fenner D, Guzman HM, Hoeksema BW, Hodgson G, Johan O, Licuanan WY, Livingstone SR, Lovell ER, Moore JA, Obura DO, Ochavillo D, Polidoro BA, Precht WF, Quibilan MC, Reboton C, Richards ZT, Rogers AD, Sanciangco J, Sheppard A, Sheppard C, Smith J, Stuart S, Turak E, Veron JEN, Wallace C, Weil E & Wood E. 2008. One-third of reefbuilding corals face elevated extinction risk from climate change and local impacts. Science 321:560-563.

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BIOGENIC (Biólogos Genetistas Colombianos) surgió en el 2003 en Cali - Colombia, cuando un grupo de amigos que trabajábamos en el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) nos reunimos con la idea de contribuir activamente en la divulgación y promoción de la investigación científica en el área de genética y disciplinas afines.

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