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).
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).
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.
Control CfD & Prevention. 2005. Vibrio illnesses after Hurricane Katrina–multiple states, August-September 2005. MMWR. Morbidity and mortality weekly report 54:928.
Ehrlich PR & Ehrlich AH. 1982. Extinction: the causes and consequences of the disappearance of species Gollancz, London. 305 p.
Ford SE, Scarpa E & Bushek D. 2012. Spatial and temporal variability of disease refuges in an estuary: Implications for the development of resistance. Journal of Marine Research 70:253-277.
Friend M, Hurley JW, Nol P & Wesenberg K. 2006. Chapter 2: Disease Emergence and Resurgence. In: Disease Emergence and Resurgence: The Wildlife-Human Connection. p. 400. US Geological Survey, Reston, Va.
Grabowski JH, Peterson CH, Cuddington K, Byers J, Wilson W & Hastings A. 2007. Restoring oyster reefs to recover ecosystem services. Ecosystem engineers: plants to protists:281-98.
Harvell CD, Kim K, Burkholder JM, Colwell RR, Epstein PR, Grimes DJ, Hofmann EE, Lipp EK, Osterhaus ADME, Overstreet RM, Porter JW, Smith GW & Vasta GR. 1999. Emerging marine diseases climate links and anthropogenic factors. Science 285:1505-1510.
Haskin HH, Stauber LA & Mackin JA. 1966. Minchinia nelsoni n. sp.(Haplosporida, Haplosporidiidae): causative agent of the Delaware Bay oyster epizoötic. Science 153:1414-1416.
Huq A, Sack RB, Nizam A, Longini IM, Nair GB, Ali A, Morris JG, Khan MH, Siddique AK & Yunus M. 2005. Critical factors influencing the occurrence of Vibrio cholerae in the environment of Bangladesh. Applied and environmental microbiology 71:4645-4654.
Kaspar C & Tamplin M. 1993. Effects of temperature and salinity on the survival of Vibrio vulnificus in seawater and shellfish. Applied and Environmental Microbiology 59:2425-2429.
Kennedy VS, Newell RI & Eble AF. 1996. The eastern oyster: Crassostrea virginica University of Maryland Sea Grant College.
Kirkpatrick B, Fleming LE, Squicciarini D, Backer LC, Clark R, Abraham W, Benson J, Cheng YS, Johnson D & Pierce R. 2004. Literature review of Florida red tide: implications for human health effects. Harmful algae 3:99-115.
Mackin J, Owen HM & Collier A. 1950. Preliminary note on the occurrence of a new protistan parasite, Dermocystidium marinum n. sp. in Crassostrea virginica (Gmelin). Science 111:328-329.
Patz J, Githeko A, McCarty J, Hussein S, Confalonieri U & De Wet N. 2003. Climate change and infectious diseases. Climate change and human health: risks and responses:103-37.
Soniat TM, Hofmann EE, Klinck JM & Powell EN. 2009. Differential modulation of eastern oyster (Crassostrea virginica) disease parasites by the El-Niño-Southern Oscillation and the North Atlantic Oscillation. International Journal of Earth Sciences 98:99-114.
Tantillo G, Fontanarosa M, Di Pinto A & Musti M. 2004. Updated perspectives on emerging vibrios associated with human infections. Letters in Applied Microbiology 39:117-126.
Thompson FL, Austin B & Swings J. 2006. The biology of vibrios ASM press.
Vezzulli L, Brettar I, Pezzati E, Reid PC, Colwell RR, Höfle MG & Pruzzo C. 2012. Long-term effects of ocean warming on the prokaryotic community: evidence from the vibrios. The ISME journal 6:21-30.