Microplásticos: ¿cómo afectan los suelos y seres vivos en un ecosistema terrestre? 

José Roberto Cruz, Enrique Castaño y Luis Carlos Rodríguez (CICY)

Durante los últimos 100 años, los residuos plásticos se convirtieron en un indicador de las actividades humanas, convirtiéndose en uno de los actores más importantes de contaminación de diversos ecosistemas del mundo (He et al., 2020).

¿Y qué pasa con los microplásticos?

Son piezas pequeñas de plástico que contaminan el medio ambiente, y se definen como partículas de plásticos de un tamaño máximo de cinco milímetros de diámetro, o inferior (He et al., 2020).

Estos microplásticos provienen de la degradación de plásticos voluminosos de polietileno (bolsas plásticas, botellas), poliestireno (contenedores de alimentos), nylon, polipropileno (telas) o cloruro de polivinilo (tuberías plásticas) o también de las pequeñas esferas plásticas empleadas para la fabricación de juguetes y almohadas blandas y, por último, microesferas, las cuales son adicionadas a productos de cuidado personal (pasta dental), con el fin de darle color, brillo o como material de relleno.

Morfología de microplásticos observada por microscopía. 

Dependiendo de su manufactura o procedencia, se pueden clasificar en microplásticos primarios y microplásticos secundarios.

Los microplásticos primarios son aquellos que se fabrican a partir de un tamaño determinado y son utilizados para formar macropartículas empleadas en las industrias de la belleza y la farmacéutica, principalmente; un ejemplo de su uso es la producción de exfoliantes y champús o vectores de medicamentos, entre otros.

Por otro lado, los microplásticos secundarios surgen a partir de la degradación química (oxidación), física (calor, luz ultravioleta, acción mecánica) o degradación microbial de otros productos plásticos de tamaño mayor que, al exponerse al medio ambiente, se vuelven más frágiles, generando una fuente adicional de microplásticos al medio ambiente (ver Figura 1 y Figura 2) (He et al., 2020). En el caso de la industria textil, por ejemplo, al lavarse, las prendas sintéticas generan una fuente considerable de microplásticos; estas telas sintéticas pueden llegar a liberar hasta 1 900 microfibras al medio ambiente por lavado (ver figura 2) (Xu et al., 2020).

Vías de disposición y transporte de microplásticos como contaminantes en el suelo y ambientes circundantes. 

Efecto en los ecosistemas terrestres

Diversos medios de información han tenido como objetivo central concientizarnos del daño que pueden causar los microplásticos en ecosistemas acuáticos, en donde habitan un gran número de seres vivos, concientización que no se ha efectuado en el caso de los ecosistemas terrestres. Se estima que la contaminación de estos ecosistemas puede llegar a ser de cuatro a 23 veces mayor a la de los océanos, incluyendo diversas reservas naturales, en donde se ha encontrado presencia de microplásticos, hasta alcanzar una concentración de 0.002 % en los suelos secos, así como también en diversos campos agrícolas de diferentes provincias de algunos países (ver Figura 2) (Huang et al. 2020).

Aún no comprendemos las alteraciones que estos microplásticos pueden provocar a las plantas y los suelos y, por consiguiente, los efectos que podrían causar a los diversos seres vivos, entre ellos, los seres humanos, a través de la ingesta de alimentos contaminados con un cierto nivel de microplásticos (Rilling and Lehmann, 2020).

Efecto en el suelo

A diferencia de los ecosistemas acuáticos en los cuales se pueden visualizar de manera más notoria, en los ecosistemas terrestres, los microplásticos se almacenan y protegen dentro de las diferentes capas del suelo, ocasionando que se desconozca con mucha certeza su tasa de degradación y acumulación, y persistencia por fragmentación (ver Figura 3) (Rilling and Lehmann, 2020).

Flujos de microplásticos y su retroalimentación en ecosistemas asociados. 

Estos microplásticos generan alteraciones en las propiedades biofísicas del suelo, modificando su densidad, lo que inhibe su capacidad de retención de agua (ósmosis energética) (de Souza Machado et al 2018; de Souza Machado et al 2019; Rillig and Lehmann, 2020; Wang et al., 2019). Al limitar la retención del agua, dependiendo del tipo de suelo, se interfiere con el ciclo biogeoquímico de los minerales, causando un aumento en los niveles de nitrógeno, fósforo y, sobre todo, de carbono, componentes que requieren las plantas para su óptimo crecimiento. Además, contribuyen a la creación de canales que facilitan el movimiento del agua y contaminantes dentro del suelo, acelerando la evaporación del agua, causando agrietamientos y un aumento en la sequía (Rilling et al., 2020; Wang et al, 2019)

Es importante destacar que, cuando los microplásticos provienen de algún polímero específico, son capaces de absorber diversos productos químicos (Rillig, and Lehmann, 2020) que contaminan el suelo circundante durante su fragmentación (Wang et al, 2020).

Su efecto en los seres vivos organismos

La contaminación por microplásticos en el suelo puede tener serias consecuencias: por un lado, inhibe el rendimiento de cultivos de importancia económica y, por otro lado, influye en la pérdida de la biodiversidad de plantas dentro de un ecosistema terrestre (ver Figura 4) (de Souza Machado et al., 2018).

Microplásticos como desencadenantes de efectos combinados de tipo físico o químico.

En algunas especies de plantas se ha observado su incapacidad de tolerar la presencia de los microplásticos y a los contaminantes que vienen impregnados en ellos, causando una limitación de su crecimiento vegetativo y reproductivo, lo que merma su rendimiento. Mientras que, en otras especies de plantas, al tener un suelo menos resistente al crecimiento de sus raíces, causan un aumento en la población de hongos (micorrízicos arbusculares) y grupos simbiontes, ofreciendo a los mismos una mayor cantidad de nutrientes. Sin embargo, la competencia, entre plantas susceptibles versus las no susceptibles, causa una pérdida significativa de la biodiversidad (Rilling and Lehmann, 2020).

Los microplásticos en organismos, como las lombrices (Lombrius terrestreis, Eisenia andrei bouché, Enchytraeus crypticus), han causado quemaduras y lesiones graves, debido a la pérdida de su mucosidad superficial, observándose una disminución de su tasa de crecimiento y un aumento en su mortalidad y problemas de reproducción, como así de respuestas inmunes y alteraciones en el microbioma intestinal (Büks et al., 2020; Wang et al., 2019). En caracoles terrestres (Achatina fulica), la ingestión de microfibras de polietileno causó daños en las vellosidades del estómago y el intestino, y su prolongada exposición inhibe la ingestión y excreción de alimentos (de Souza Machado et al 2018; Büks et al., 2020). En estudios con ratones, los microplásticos causaron un desequilibrio de la microbiota intestinal (disbiosis intestinal) y problemas metabólicos (Sarker et al., 2020; Wang et al., 2020).

Conclusión

La información del efecto de los microplásticos en los ecosistemas terrestres es casi inexistente, por lo cual entender la nueva dinámica del suelo con estos contaminantes es una prioridad. Aún no conocemos las implicaciones futuras a las que nos enfrentamos, y si el daño causado por los microplásticos es reversible o no, tanto en los suelos de los diferentes ecosistemas como en los seres vivos que los habitan.

Bibliografía

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8.- Wang W, Ge J, Yu X, Li H. (2019) Environmental fate and impacts of microplastics in soil ecosystems: Progress and perspective. Sci Total Environ. 708:134841. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.134841.

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Autores

El licenciado José Roberto Cruz Balam, de la Unidad de Biotecnología, el doctor Enrique Castaño de la Serna, de la Unidad de Bioquímica y Biología Molecular de Plantas, y el doctor Luis Carlos Rodríguez Zapata, de la Unidad de Biotecnología, laboran en el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), en Mérida, Yucatán. Correos electrónicos: roberto_cruz.balam@hotmail.com, enriquec@cicy.mx y lcrz@cicy.mx, respectivamente.

Autor de correspondencia: Luis Carlos Rodríguez Zapata: lcrz@cicy.mx.

Nota del editor

Crédito de las fotografías: CICY.

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