Un bioindicador (o bioindicador ) es un indicador compuesto de una de las plantas , hongos o animales especies o por un grupo de especies (eco-sociológico de grupo ) o grupo de plantas cuya presencia o estado proporciona información sobre ciertas características ecológicas (es decir, (es decir, físico-químico, pedológico, microclimático, biológico o funcional) del medio o sobre el impacto de determinadas prácticas.
Una especie centinela , también llamada centinela ecológica , reacciona rápidamente a los cambios en las condiciones ambientales. Debido a este carácter sensible de bioindicadores, esta especie se elige a menudo para estudios de biomonitoreo (diagnóstico ambiental, monitoreo ecológico de ambientes, en particular como medio de advertencia de degradación mesológica ).
La idea de que la calidad del paisaje y la riqueza de determinadas especies vegetales o animales indican una calidad global del medio ambiente no es nueva. J. Perrève, ex abogado y juez del rey, escribió en 1845 : “La naturaleza ha plantado en todos los lugares del globo las plantas adecuadas para la alimentación de sus habitantes; y de la riqueza del reino vegetal dependen privadamente todas las existencias animales ” . Estableció claramente un vínculo de dependencia entre la fauna y la flora.
Sin embargo, el uso racional y científico de la bioindicación es reciente, en particular la bioevaluación ambiental (seguimiento del estado del medio ambiente o de la eficacia de las medidas compensatorias o reparadoras).
En 1974, H. Ellenberg ideó valores de indicadores numéricos de las preferencias ecológicas de una planta. En 1977, E. Landolt modificó el método: los primeros factores se referían al suelo: humedad media, acidez o basicidad (pH), contenido de nutrientes nitrogenados, contenido de humus, estructura y aireación, salinidad; los siguientes son luz, temperatura media, continentalidad (variaciones de temperatura y humedad) y tipo biológico.
El principio es observar los efectos biológicos o de los ecosistemas , a nivel del individuo y / o poblaciones o ecosistemas (a nivel de la biosfera o posiblemente de grandes biomas ).
Estos efectos deben ser medibles mediante la observación de diversos grados de alteraciones morfológicas, conductuales, tisulares o fisiológicas (crecimiento y reproducción), que en casos extremos conducen a la muerte de estos individuos o a la desaparición de una población.
Cada especie o grupo de especies tiene un biotopo primario. Sabemos por ejemplo que:
Algunos bioindicadores también son biointegradores ; pueden ser doblemente útiles en programas de biomonitoreo .
Las especies bioindicadoras pueden proporcionar información sobre el ecosistema . Así, por ejemplo, la presencia de escarabajos terrestres , diplopodos y estafilinas indica un microclima edáfico . En el bosque de Fontainebleau, la baja presencia de especies de maleza es característica de los desmontes recientes y se explica por la insuficiente entrada de hojarasca. Algunas especies son bioindicadores de depósitos metalíferos , como Buchnera cupricola , que es resistente a concentraciones muy altas de cobre (ver metalophytes ).
Las especies bioindicatrix también permiten diagnosticar cambios ambientales vinculados a la actividad humana. Existen bioindicaciones de fenómenos antropogénicos (la disminución de la población de lombrices de tierra después de un arado profundo); bioindicaciones de la contaminación del aire (reducción del número de arañas , por ejemplo, en áreas donde caen humos industriales); y bioindicaciones biotoxicológicas (un ejemplo histórico conocido es la muerte de miles de somormujos en un lago de California, Clear Lake , después de una aplicación de DDD en los años 1940-1950).
La indicación biológica sobre la calidad del aire es el uso de organismos susceptibles a un contaminante determinado con efectos visibles macroscópicamente y microscópicamente, para evaluar la calidad del aire . Esto proporciona información semicuantitativa sobre la contaminación atmosférica y permite evaluar directamente los impactos ambientales de los contaminantes.
La observación de organismos bioindicadores generalmente complementa los dispositivos de medición automática o guía la elección de moléculas a analizar.
Ejemplos deLa bioindicación de la calidad del agua es el uso de organismos sensibles a un contaminante dado con efectos visibles macroscópicamente o microscópicamente para evaluar la calidad del agua. Esto proporciona información semicuantitativa sobre la contaminación del medio acuático y permite evaluar directamente los impactos ambientales de los contaminantes.
Ejemplos dePara el biomonitoreo de agua dulce , los anfibios , los odonata y los invertebrados bentónicos (incluidos los conjuntos de oligoquetos ) se utilizan comúnmente para la bioevaluación de la calidad de los humedales o aguas y sedimentos .
Ciertos invertebrados bentónicos son muy buenos bioindicadores de la calidad del agua dulce y también pueden estudiarse específicamente para la evaluación de las concentraciones de diferentes metales, metaloides o ciertos contaminantes orgánicos (ver por ejemplo grado sapróbico ). Por lo tanto, es importante determinar la ruta de entrada del contaminante al cuerpo. Los individuos pueden absorber toxinas del agua directamente a través de sus branquias y / o a través de los alimentos al ingerir presas. La importancia relativa de una ruta de entrada varía según la especie y los contaminantes estudiados y se puede obtener sometiendo el bioindicador a diferentes tratamientos para la presencia del contaminante en el agua o en los alimentos únicamente. El pH del medio también es de gran importancia, la acidificación, por ejemplo, facilita la circulación de metales.
En un organismo, ciertos órganos como los riñones o el hígado o el esqueleto bioacumulan de forma diferencial metales pesados u otros contaminantes (en los peces en particular). Los metales que entran en un organismo pueden ser absorbidos por metaloproteínas que desintoxican los medios celulares. Se producen en presencia del contaminante y son la base del mecanismo regulador. Los lisosomas y los sedimentos celulares también se pueden usar para secuestrar estos metales. Los mecanismos varían en función de los bioindicadores y contaminantes estudiados. Los estudios más recientes permiten conocer la partición subcelular de los metales en un tejido determinado ( hígado , branquias , intestinos ), todo lo cual aporta información sobre la naturaleza de los contaminantes en un ambiente y sobre la duración y grado de exposición. estos contaminantes para las especies de un ecosistema determinado. La presencia de mutaciones , heridas, parasitosis o degeneraciones aportan información adicional que también es de interés para el ecotoxicólogo y el ecologista .
Los moluscos también se utilizan ampliamente como bioindicadores, ya sea para entornos de agua dulce o entornos marinos costeros. La estructura de su población, su fisiología, su comportamiento y los niveles de acumulación de diversos contaminantes en sus tejidos pueden dar información muy importante sobre el estado de salud de un medio ambiente y su nivel de contaminación. Son especialmente útiles porque son sésiles y, por tanto, característicos del lugar donde se encuentran o implantan. Entre las aplicaciones más famosas podemos citar el imposex o el Programa American Mussel Watch, que son muy buenos ejemplos de lo que se puede encontrar hoy en día en diferentes países.
Estos conceptos, que en ocasiones se confunden, presentan dos diferencias ligadas al nivel de organización biológica estudiado y los objetivos que se persiguen en su uso. Por un lado, las especies bioindicadoras brindan información sobre cambios en el ecosistema a través de su presencia, ausencia y abundancia, es decir a través de su dinámica poblacional, mientras que las especies centinela brindan información sobre estos mismos cambios a través de cambios a nivel molecular, celular, fisiológico o nivel conductual, que revelan su exposición a sustancias contaminantes (en el primer caso el estudio es a nivel poblacional del número de individuos, en el segundo caso es a nivel individual - tisular, morfológico). Por otro lado, las especies bioindicadoras se utilizan para conocer un ecosistema, y no solo para medir los efectos de la contaminación; por otro lado, las especies centinelas se movilizan en el marco de la ecotoxicología para el seguimiento ambiental.
Los animales pueden utilizarse en epidemiología para anticipar epizootias . Los animales utilizados pueden ser cautivos o salvajes y las especies utilizadas deben cumplir varios criterios para ser utilizables:
También es posible realizar análisis de cadáveres de aves.
Esta técnica tiene buena sensibilidad. En el caso de la fiebre del Nilo Occidental , los sitios centinela cautivos de la Camarga pudieron detectar la actividad del virus responsable en 2001 y 2002, aunque no afectó a poblaciones de riesgo y en 2004 se pudo anticipar su actividad antes de que afectara a los caballos.
El hombre, el esperma , la fertilidad humana, la esperanza de vida media , la tasa de cánceres (y su naturaleza) o la tasa de otras enfermedades pueden estar entre las baterías de indicadores que evalúan el estado del medio ambiente .
Son los “integradores naturales” más objetivos de un estado ambiental y, por lo tanto, de los impactos de las actividades humanas combinados con posibles peligros naturales “bio-geo-climáticos”, lo que eventualmente los hace más fácilmente cuestionables. La ventaja es que reflejan una realidad biológica. Pueden confirmar o negar los índices de rendimiento. La desventaja es que a veces resultan frustrantes para el usuario, porque si destacan un problema y sus síntomas, no señalan con certeza (antes de una experiencia de confirmación) las causas (a menudo múltiples).
Los bioindicadores no son una agregación de indicadores medidos. Integran naturalmente la extrema complejidad, sinergias e inercias propias de los ecosistemas.
Por lo tanto, muchos actores que probablemente sean responsables de la degradación ambiental negarán fácilmente su responsabilidad. Sin embargo, la bioindicación es útil o necesaria para muchos protocolos de evaluación y, a veces, para la aplicación del principio de precaución .
La Comisión Europea en 2007, después de cuatro años de discusiones sobre el tema “ Salud-Medio Ambiente ”, validó un proyecto piloto de biomonitoreo en humanos.
Luego de una etapa de investigación científica y validación, el desarrollo del uso de bioindicación por AASQA y por redes de vigilancia ambiental por parte de industriales, servicios estatales, y el hecho de que utiliza material vivo para obtener información (cualitativa y a veces cuantitativa) sobre el estado de El medio ambiente lleva a los actores a producir protocolos cada vez más estandarizados para que sean útiles para todos, incluso en campos explorados más recientemente como la calidad del aire interior, la salud ambiental ( biomonitoreo humano ) o el uso educativo de la bioindicación.
Para el agua, en Europa, el marco mínimo es el de la DMA , declinado en 2010 en Francia por un decreto que especificaba los métodos y criterios para evaluar el estado ecológico , el estado químico y el potencial ecológico .
La bioindicación fue objeto de avances sintetizados en 2013 por ONEMA en una guía publicada en 2013. Las normas de evaluación de la calidad del agua recogidas enenero 2010Solo se aplica al primer ciclo de evaluación de la DMA (2010-2015). Luego evolucionarán para el segundo ciclo DCE (2016-2021) con intercalibración y mejor relevancia y "compatibilidad DCE" de los métodos de bioindicación al integrar el progreso del conocimiento de los impactos y presiones antropogénicas sobre el recurso.
También hay muchas guías destinadas a armonizar el diagnóstico ambiental (incluidos, por ejemplo, los procedimientos de muestreo de plantas.
La fitosociología se adjuntó por primera vez para describir y nombrar las asociaciones de plantas características de los hábitats naturales, proporcionando un marco para la bioindicación por parte de las plantas. Luego, observando que faltaba un equivalente para las plantas alimenticias y medicinales , el botánico francés Gérard Ducerf se comprometió a enumerar y describir las plantas bioindicadoras de campos y prados, para ayudar a los agricultores (o jardineros) a evaluar el estado y las características de sus plantas. suelos, la historia de estos suelos y sus necesidades y potencialidades agroecológicas; o las condiciones para levantar la latencia de las semillas, basadas en la observación de las plantas que viven allí espontáneamente.