La purpurina perjudica el crecimiento de organismos claves para los ecosistemas acuáticos

Científicos de la Universidad de São Paulo, en Brasil, analizaron los efectos de cinco concentraciones de la también llamada escarcha en dos linajes de cianobacterias. Para los autores, es hora de repensar el uso de este material en atuendos y disfraces, maquillajes y otros productos

Por Julia Moióli  |  Agência FAPESP – En un estudio realizado en Brasil por investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) se arribó a la conclusión de que las partículas de purpurina –una presencia constante en los disfraces y maquillajes durante las fiestas de carnaval en el país– pueden comprometer el crecimiento de organismos que constituyen la base de los ecosistemas acuáticos, como las cianobacterias, cuyo rol es fundamental en los ciclos biogeoquímicos del agua y del suelo y en la alimentación de otros organismos. Los resultados de esta investigación se publicaron en un artículo en la revista Aquatic Toxicology.

También conocidas como escarcha, las partículas de purpurina son microplásticos de menos de 5 milímetros. Su minúsculo tamaño impide que sean filtradas por la red de tratamiento de desagües. Por ende, cuando las personas disfrazadas para los carnavales se bañan, la purpurina se escurre directamente por las rejillas y se dispersa por las playas, los sedimentos, los bosques, los lagos y los océanos. Se estima que en los últimos años más de 8 millones de toneladas de este material han llegado al océano, de acuerdo con la literatura científica actual.

Por no ser biodegradable, la purpurina entra en contacto con los organismos acuáticos y afecta a todo el ecosistema a su alrededor. Esta exposición puede suceder de diversas maneras, tales como la ingestión, el contacto con subproductos tóxicos o daños y heridas causadas por los bordes afilados de las partículas. Asimismo, su forma, su tamaño y sus propiedades fisicoquímicas dificultan la medición precisa de los niveles de contaminación del agua.

En el marco de un estudio realizado en el Centro de Energía Nuclear en la Agricultura (Cena) de la USP con el apoyo de la FAPESP (proyectos 16/14227-5 y 18/24049-2), los científicos participantes evaluaron los efectos de cinco concentraciones de partículas de purpurina no biodegradables en dos linajes de cianobacterias, Microcystis aeruginosa CENA508 (unicelular) y Nodularia spumigena CENA596 (filamentosa), que son responsables de formaciones de floraciones en cuerpos de agua. Ambas forman parte de la colección de casi 800 linajes recolectados en Brasil por el grupo Cyanos. Durante 21 días, se midió el índice de crecimiento celular de las cianobacterias cada tres días mediante espectrofotometría (medición de densidad óptica).

“Logramos observar que las dosis crecientes de purpurina aumentan el biovolumen de las células de cianobacterias, lo hace que pasen por procesos de estrés que comprometen incluso la fotosíntesis, lo que pone a su vez de relieve la toxicidad poco explorada de la purpurina en los microorganismos”, afirma Mauricio Junior Machado, autor del estudio e investigador del Laboratorio de Biología Celular y Molecular del Cena-USP. “Cabe recordar que, si algo afecta a las cianobacterias directamente, indirectamente también afectará a otros organismos del mismo ambiente.”

Estos resultados sugieren que concentraciones ambientales de purpurina similares a la mayor dosificación puesta a prueba (>200 mg de purpurina por litro de agua) pueden influir negativamente sobre organismos susceptibles presentes en los ecosistemas acuáticos. El efecto más evidente se detectó en Microcystis aeruginosa, que exhibió cambios en el índice de crecimiento durante todo el período de experimentación: se registró un pico de crecimiento en el tratamiento con purpurina de 50 mg por litro de agua, mientras que el menor crecimiento se detectó con 200 mg por litro de agua. En Nodularia spumigena, el mayor crecimiento se midió en 100 mg de purpurina por litro de agua, con efectos negativos que se observaron en concentraciones de purpurina superiores a 137,5 mg por litro de agua, que afectaron la densidad celular sin recuperación. La diferencia en la tasa de crecimiento solamente ocurrió al 21º día del experimento.

No ha habido una diferencia significativa entre las concentraciones de clorofila y de carotenoides totales. No obstante, en valores absolutos, ambos linajes exhibieron una disminución de carotenoides en los grupos expuestos a 200 y 350 mg de purpurina por litro de agua, y se observó una variación en la fluorescencia de la clorofila en Nodularia spumigena para células expuestas a 350 mg por litro de agua.

Atrás, de izquierda a derecha: Mauricio Machado, Simone Cotta y Rafael Dextro; adelante: Renata Cruz y Marli Fiore (foto: archivo de los investigadores)

Un carnaval sostenible

Los investigadores creen que este estudio le dará fundamentos al poder público y a la población como para repensar las celebraciones de la fiesta más popular del país y estimular un consumo más consciente de artículos derivados del plástico.

“La purpurina se creó para su uso en festividades, y en esos momentos la gente no piensa en la problemática que se le ocasiona al medio ambiente”, sostiene Marli de Fátima Fiore, investigadora del Cena-USP y coordinadora del trabajo. “Pero es necesario recordar que esos microplásticos comprometen y contaminan ecosistemas tanto marinos como de agua dulce, que son sumamente importantes para nuestra vida, y pensar en campañas para evitarlos al máximo.”

Los investigadores pretenden ahora realizar las mismas pruebas en más linajes de cianobacterias y también analizar la purpurina tenida como biodegradable para verificar si ese material realmente no les genera problemas a los organismos (daños ocasionados por posibles pigmentos con metales en su composición, por ejemplo).

Puede leerse el artículo Response of two cyanobacterial strains to non-biodegradable purpurina particles en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0166445X23001935?via%3Dihub.

Microfotografía confocal del filamento de N. spumigena CENA596 (arriba) y fluorescencia de la clorofila (abajo) después del tratamiento con purpurina. Las flechas apuntan hacia las células con ausencia de fluorescencia de clorofila (foto: archivo de los investigadores)