Detergente utilizado en la salmonicultura altera hasta en 90% la clorofila y reduce la biomasa microbiana marina

El uso de detergentes en las operaciones de la salmonicultura, una herramienta relevante para los procesos de bioseguridad y limpieza de equipos, podría tener efectos que van más allá de las superficies que se busca higienizar. Una investigación científica desarrollada en el mar interior de Chiloé identificó alteraciones en comunidades microbianas del plancton marino tras su exposición al detergente industrial DM-500, utilizado en actividades relacionadas con la acuicultura. El principal hallazgo es significativo: bajo las condiciones experimentales evaluadas, la exposición al producto provocó una disminución de hasta un 90% en la concentración de clorofila-a, junto con una reducción de la biomasa microbiana total y cambios en la actividad metabólica de los microorganismos. El trabajo, titulado Effects of a Detergent Used in Salmon Farming on Planktonic Marine Microbial Metabolism, fue desarrollado por la Dra. María Lorena González, Constanza D. Fariña y el Dr. Renato A. Quiñones, investigadores vinculados al Centro Interdisciplinario para la Investigación Acuícola (INCAR²) y a la Universidad de Concepción. Publicado en la revista Aquaculture Research, el estudio aborda una brecha de conocimiento en la industria salmonicultora: los posibles efectos de los detergentes utilizados en las operaciones productivas sobre organismos marinos que no son el objetivo de estos productos. Un experimento en aguas de Chiloé La investigación se desarrolló en Achao, en el mar interior de Chiloé, una zona caracterizada por una importante concentración de centros de cultivo de salmón. El muestreo se realizó el 13 de enero de 2023, a seis kilómetros del centro salmonicultor más cercano. Para evaluar los efectos del detergente, los investigadores recolectaron 90 litros de agua de mar a dos metros de profundidad y establecieron un experimento de microcosmos, utilizando comunidades microbianas naturales. El diseño contempló tres condiciones experimentales: un grupo de control sin detergente y dos tratamientos con DM-500, aplicado en diluciones de 1:500 y 1:1.000. Las concentraciones seleccionadas fueron inferiores a la dilución operacional recomendada por el fabricante, de 1:120. En términos relativos, los tratamientos representaron diluciones aproximadamente cuatro y ocho veces mayores, respectivamente. Cada condición experimental contó con tres réplicas independientes y las muestras fueron incubadas durante 24 horas, en oscuridad y a una temperatura de 11 ± 1 °C, correspondiente a las condiciones observadas durante el muestreo. Los investigadores analizaron indicadores como la concentración de clorofila-a, la abundancia de picoplancton, la biomasa microbiana estimada mediante ATP, la actividad enzimática y la utilización de distintos sustratos de carbono. Biomasa microbiana disminuyó en un orden de magnitud Uno de los resultados más relevantes fue la disminución de la biomasa microbiana total, estimada mediante la concentración de ATP, en ambos tratamientos expuestos al detergente. Mientras el grupo de control registró concentraciones de ATP entre 0,050 y 0,079 µg/L, los tratamientos con DM-500 presentaron valores aproximadamente un orden de magnitud inferiores. La concentración de ATP fue significativamente menor en ambos tratamientos respecto del control, con diferencias estadísticas de p < 0,0001. El tratamiento T1, correspondiente a la dilución 1:500, presentó los valores más bajos durante el experimento, aunque ambos tratamientos mostraron una leve recuperación a las 24 horas. Este resultado es particularmente relevante porque el ATP es utilizado en ecología acuática como un indicador de la biomasa microbiana viva. Por lo tanto, los resultados apuntan a una reducción de la biomasa microbiana presente en los microcosmos expuestos al detergente. Sin embargo, los autores advierten que no fue posible obtener estimaciones confiables de la abundancia de bacterioplancton mediante citometría de flujo en los tratamientos con DM-500. Las características ópticas observadas dificultaron la identificación y cuantificación consistente de las poblaciones bacterianas. Cambios en la actividad metabólica: más actividad enzimática por unidad de biomasa Otro hallazgo importante fue que, pese a la disminución de la biomasa microbiana, las comunidades expuestas al detergente presentaron incrementos significativos en la actividad específica de determinadas enzimas. La actividad de la malato deshidrogenasa (MDH), una enzima asociada al metabolismo respiratorio, registró incrementos relativos de hasta 5.000% en comparación con el control. No obstante, la mayoría de las comparaciones entre tratamientos y control no presentó diferencias estadísticamente significativas. La excepción correspondió al tratamiento T1 a las 12 horas. Por su parte, la actividad específica de la β-glucosidasa, una enzima extracelular vinculada con la degradación de materia orgánica, mostró incrementos considerablemente mayores. De acuerdo con los resultados, la actividad específica de esta enzima aumentó entre más de 11.000% y más de 31.000% en T1, mientras que en T2 los incrementos fluctuaron entre más de 4.000% y más de 11.000%, respecto del control. Los investigadores explican que estas mediciones fueron normalizadas por la concentración de ATP, por lo que representan la actividad enzimática por unidad de biomasa microbiana. En consecuencia, los resultados no significan necesariamente que haya aumentado la actividad metabólica total de la comunidad. Más bien, sugieren que la biomasa microbiana que permaneció activa presentó una mayor actividad enzimática relativa. Los autores plantean distintas explicaciones posibles, entre ellas respuestas fisiológicas al estrés, ajustes metabólicos compensatorios o cambios en la composición de la comunidad hacia microorganismos más tolerantes al detergente. Sin embargo, el diseño experimental no permite distinguir entre estos mecanismos. Alteraciones en nutrientes y microorganismos fotosintéticos El estudio también identificó cambios en las concentraciones de nutrientes durante la exposición al DM-500. En comparación con el grupo de control, los tratamientos presentaron disminuciones de nitrato de hasta 21,2% y 19,4% en T1 y T2, respectivamente. En contraste, el nitrito aumentó significativamente. En T1, el incremento llegó hasta 138% respecto del control a las 12 horas, mientras que T2 presentó aumentos más moderados en la mayoría de las mediciones. Los investigadores plantean que estos resultados podrían estar relacionados con alteraciones en los procesos microbianos que participan en las transformaciones del nitrógeno, incluida la nitrificación. Sin embargo, el estudio no midió directamente las tasas de nitrificación ni las concentraciones de amonio, por lo que los mecanismos responsables de estos cambios permanecen como hipótesis. En el caso de los microorganismos fotosintéticos, la exposición al detergente provocó una disminución de la concentración de clorofila-a de hasta 90% en ambos tratamientos, en comparación con el control. También se observó una reducción de la abundancia de picofitoplancton, particularmente de Synechococcus sp. y picoeucariotas. Los autores advierten que la incubación en oscuridad pudo influir en la respuesta de los organismos fotosintéticos. De hecho, la concentración de clorofila-a disminuyó durante el experimento incluso en el grupo de control. No obstante, las concentraciones fueron consistentemente inferiores en los tratamientos expuestos al detergente, lo que sugiere un efecto adicional asociado con el DM-500. Una comunidad microbiana con cambios en el uso del carbono La investigación también examinó la capacidad de los microorganismos para utilizar diferentes compuestos de carbono, mediante microplacas Biolog EcoPlates. Los resultados mostraron cambios en los perfiles metabólicos de las comunidades expuestas al detergente, con una disminución general de la utilización de sustratos y un aumento de la diversidad de compuestos utilizados. En particular, se observó una modificación en la utilización relativa de aminoácidos, carbohidratos y polímeros. Mientras el grupo de control mostró una preferencia inicial por los aminoácidos, los tratamientos con DM-500 presentaron una utilización más diversa de distintos grupos de sustratos. Los autores plantean que la exposición al detergente podría influir tanto en los compuestos disponibles en la columna de agua como en la capacidad de las comunidades microbianas para procesar materia orgánica. Este resultado adquiere relevancia debido al papel que desempeñan los microorganismos marinos en los ciclos biogeoquímicos, particularmente en la transformación de nutrientes y la degradación de materia orgánica. El desafío de conocer cuánto detergente utiliza la industria Más allá de los resultados experimentales, los investigadores ponen el foco en una brecha de información que consideran relevante para la sostenibilidad ambiental de la salmonicultura chilena. De acuerdo con el artículo, actualmente no se dispone de información sobre las concentraciones ambientales de DM-500 asociadas con su utilización en las actividades salmonicultoras, debido a la falta de antecedentes sobre volúmenes de aplicación, tasas de descarga y concentraciones en terreno. El estudio también señala que, bajo la regulación vigente en Chile descrita por los autores, la industria no está obligada a reportar a la autoridad acuícola las concentraciones de detergentes utilizadas. En este contexto, los investigadores sostienen que resulta necesario avanzar hacia el registro oficial de las cantidades y tipos de detergentes utilizados en la salmonicultura, además de establecer regulaciones para su aplicación. La investigación concluye que la exposición al DM-500 alteró la biomasa, la actividad enzimática, las concentraciones de nutrientes y la utilización de sustratos de carbono por parte de las comunidades microbianas marinas, bajo las condiciones experimentales evaluadas. Sin embargo, los autores son enfáticos en señalar que estos resultados no constituyen evidencia de que los mismos efectos estén ocurriendo en el ambiente natural. Las concentraciones ambientales del producto siguen siendo desconocidas, por lo que se requieren mediciones en la columna de agua de los centros de cultivo y sus áreas circundantes, junto con experimentos que consideren concentraciones ambientalmente realistas. El desafío, concluye el trabajo, es determinar la relevancia ecológica de estos efectos y avanzar en una gestión de los detergentes utilizados en la salmonicultura que permita compatibilizar las necesidades de bioseguridad de la industria con la conservación de los ecosistemas marinos. Lea el estudio completo aquí: Effects of a Detergent Used in Salmon Farming on Planktonic Marine Microbial Metabolism