Posible fitorremediación a la contaminación por microplásticos

Micrografías de dos secciones transversales de raíces de abedul que muestran la incorporación de microplásticos. Ubicación señalada con flechas. Imagen tomada de Austen, K., MacLean, J., Balanzategui, D. y Hölker, F. (2022).

Los microplásticos son contaminantes antropogénicos cuya presencia es de preocupación emergente, pues al transportarse fácilmente por agua, tierra y aire, han ingresado a ecosistemas marinos y terrestres. Debido a la durabilidad inherente de los plásticos, pueden acumularse y persistir en el medioambiente. Sin embargo, apenas comienza a explorarse el impacto de los microplásticos en las funciones fisiológicas, morfológicas, conductuales y bioquímicas de los organismos, incluidos las de los humanos.

Si bien las primeras investigaciones sobre los microplásticos se han centrado, principalmente, en su presencia en los sistemas acuáticos y su interacción con la flora y la fauna marítima, también se han acumulado en la superficie terrestre, llegando a ser estas concentraciones de hasta cuatro y veintitrés veces mayores que en los ecosistemas marinos. La densidad de microplásticos es superior cerca de carreteras y entornos agrícolas, pero también se ha detectado en bosques y humedales, aunque se desconocen las cantidades y rangos.

En ambientes terrestres, los microplásticos alteran las propiedades fisicoquímicas del suelo y tienen el potencial de afectar el crecimiento de las plantas y de comunidades microbianas. Las interacciones de los microplásticos con las plantas terrestres de orden superior es aún un campo poco estudiado, aunque estudios recientes han demostrado que plantas, como el trigo, tienen la capacidad de absorber los microplásticos, de incorporarlos y, quizás, hasta almacenarlos dentro de su tejido; pero no se ha estudiado esta posibilidad en plantas leñosas cuyos ciclos de vida son más largos.

Con estos antecedentes, los investigadores Kat Austen, Joana MacLean, Daniel Balanzategui y Franz Hölker realizaron pruebas en la especie de abedul, Betula pendula. Los abedules se han utilizado para remediar tierras contaminadas, pues éstos retienen y almacenan contaminantes industriales en sus tejidos, lo cual posteriormente permite la colonización de comunidades microbianas que descomponen hidrocarburos poliaromáticos y metales pesados; a este proceso se le conoce como fitorremediación.

Para evaluar su capacidad para la fitorremediación, se cultivaron dos abedules jóvenes en macetas con una mezcla de tierra y microplásticos etiquetados con tinte fluorescente. Se eligió polvo de poliamida (PA) como fuente de microplástico para el experimento, por ser abundante en suelos contaminados.

Durante la siguiente temporada de crecimiento y por un período de cinco meses, cada árbol recibió, adecuada y uniformemente, luz solar, nutrientes y agua, así, de tener una altura inicial promedio de 120 y 122 cm, cada uno creció 30 cm; los árboles se ubicaron en un área al aire libre protegida en Berlín. Al finalizar ese período, se removieron los abedules de su maceta y se cosecharon cuatro de las quince raíces laterales gruesas -por cada árbol-, las restantes se dejaron intactas para estudios posteriores.

Los resultados mostraron que las partículas microplásticas individuales con diámetros de entre 5 y 10 μm pueden ingresar al sistema de raíces de un abedul desde el suelo circundante. Se pudieron ubicar y visualizar estas partículas etiquetadas incrustadas entre las estructuras de las células de la raíz. Además de la autofluorescencia natural de la raíz del árbol, se encontró evidencia de los microcontaminantes fluorescentes en la exodermis de la raíz, la corteza y el tejido vascular de una raíz lateral, así como en la capa epidérmica externa y entre los pelos radicales. Esto permite sugerir que las raíces de abedules jóvenes absorben e incorporan los microplásticos del suelo.

 A pesar de que los árboles se mantuvieron saludables y en observación a lo largo de todo el experimento —evaluando parásitos, la salud de las hojas y de los brotes—, para determinar el potencial de fitorremediación de dicha especie es necesario realizar más estudios tanto de la tasa de absorción de microplásticos como de los efectos en la salud de los árboles (a corto y largo plazo). Sin embargo, estos hallazgos sientan las bases para la investigación de la función de los abedules en sitios con contaminación sustancial por microplásticos.

Referencias

Austen, K., MacLean, J., Balanzategui, D. y Hölker, F. (2022). Microplastic inclusion in Birch Tree Roots. Science of The Total Environment, 808, 152085. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152085