Organismo indicador - Indicator organism
Los organismos indicadores se utilizan como proxy para monitorear las condiciones en un ambiente, ecosistema, área, hábitat o producto de consumo en particular. Ciertas bacterias , hongos y huevos de helmintos se utilizan para diversos fines.
Tipos
Bacterias indicadoras
Ciertas bacterias pueden usarse como organismos indicadores en situaciones particulares, como cuando están presentes en cuerpos de agua. Las bacterias indicadoras en sí mismas pueden no ser patógenas, pero su presencia en los desechos puede indicar la presencia de otros patógenos. De manera similar a como existen varios tipos de organismos indicadores, también existen varios tipos de bacterias indicadoras. Los indicadores más comunes son coliformes totales, coliformes fecales, E. coli y enterococos. La presencia de bacterias que se encuentran comúnmente en las heces humanas, denominadas bacterias coliformes (por ejemplo, E. coli ), en el agua superficial es un indicador común de contaminación fecal . Los medios por los cuales los patógenos que se encuentran en la materia fecal pueden ingresar a cuerpos de agua recreativos incluyen, entre otros, alcantarillado, sistemas sépticos, escorrentía urbana , desechos recreativos costeros y desechos de ganado.
Por esta razón, los programas de saneamiento a menudo analizan el agua para detectar la presencia de estos organismos para garantizar que los sistemas de agua potable no estén contaminados con heces. Esta prueba se puede realizar utilizando varios métodos que generalmente implican tomar muestras de agua o pasar grandes cantidades de agua a través de un filtro para tomar muestras de bacterias, y luego probar para ver si las bacterias de esa agua crecen en medios selectivos como el agar MacConkey . El agar MacConkey solo permitirá el crecimiento de bacterias gramnegativas y las bacterias crecerán de manera diferente según cómo metabolice la lactosa o su falta de capacidad para metabolizarla. Alternativamente, la muestra se puede analizar para ver si utiliza varios nutrientes en formas características de las bacterias coliformes.
Las bacterias coliformes seleccionadas como indicadores de contaminación fecal no deben persistir en el medio ambiente durante largos períodos de tiempo después de la salida del intestino, y su presencia debe estar estrechamente relacionada con la contaminación por otros organismos fecales. Los organismos indicadores no necesitan ser patógenos.
Las bacterias no coliformes, como Streptococcus bovis y ciertos clostridios , también pueden usarse como índice de contaminación fecal.
La presencia de bacterias indicadoras se mide en una variedad de ecosistemas y, a veces, junto con otras mediciones. En los Grandes Lagos, se realizó un estudio para evaluar las concentraciones de bacterias indicadoras fecales (FIB) y los marcadores de genes patógenos. La FIB medida en este estudio incluyó bacterias coliformes fecales, E. coli y enterococos. Los FIB se recolectaron mediante métodos de filtración por membrana y dilución en serie, produciendo muestras que podrían cultivarse y usarse para ejecutar PCR y amplificar los genes patógenos en cuestión. Entre las 22 ubicaciones de muestreo, se analizaron 165 muestras y se encontró que las concentraciones de E. coli variaron de menos de 2 a 26,000 UFC / 100 ml, los enterococos variaron de menos de 2 a 31,000 UFC / 100 ml y las bacterias coliformes fecales variaron de menos de 2 hasta 950 UFC / 100 ml.
Otro ejemplo de bacterias indicadoras que se miden por motivos de seguridad se encuentra en Malibu, CA. El estado de California requiere que las playas con más de 50,000 visitantes al año sean monitoreadas para FIB. En Malibu Lagoon y otras playas de Malibu se observaron altas concentraciones de FIB, que exceden lo que la EPA considera aceptable. La medición de niveles altos de FIB conduce a una búsqueda para determinar cuáles son las fuentes. Las fuentes potenciales de FIB en el área de Malibu incluyen desechos de sistemas de tratamiento de aguas residuales, escorrentías de desarrollos locales y desechos de vida silvestre. Se midieron FIB comunes, incluidos los enterococos que se presentaron en niveles tan altos como 242,000 MPN / 100mL dentro de los sistemas de tratamiento de aguas residuales en el sitio. La medición de FIB está muy extendida y se utiliza con el fin de proporcionar aguas seguras.
En Texas, se midió la presencia y distribución de FIB, en particular coliformes fecales y E. coli, en arroyos que reciben descargas del Aeropuerto Internacional Dallas Fort Worth y el área circundante. Estos arroyos que reciben los desechos albergan vida acuática, se utilizan con fines recreativos y como sitios de pesca. Existen varios estándares para garantizar la seguridad de todos los organismos presentes en el ecosistema, incluidos los humanos. E. coli se usa como indicador de calidad del agua insegura o por debajo del estándar para uso recreativo en Texas. Los estándares para los niveles de E. coli que declaran que la recreación por contacto no es segura son una media geométrica de más de 126 ufc / 100 ml o más de una cuarta parte de las muestras que miden niveles superiores a 394 ufc / 100 ml. Se probaron varios sitios, algunos de los cuales superaron los niveles aceptables de E. coli y, por lo tanto, no admitieron el uso recreativo. Este es otro ejemplo más de cómo se utilizan las pruebas de bacterias indicadoras para determinar si los cuerpos de agua son seguros para varios usos, en particular para el uso recreativo.
Hongos indicadores
Las especies de Penicillium , Aspergillus niger y Candida albicans se utilizan en la industria farmacéutica para pruebas de límites microbianos, evaluación de la carga biológica, validación de métodos, pruebas de provocación antimicrobiana y pruebas de control de calidad. Cuando se utilizan en esta capacidad, Penicillium y A. niger son organismos indicadores de moho compendiales.
Los mohos como Trichoderma , Exophiala , Stachybotrys , Aspergillus fumigatus , Aspergillus versicolor , Phialophora , Fusarium , Ulocladium y ciertas levaduras se utilizan como indicadores de la calidad del aire interior.
Las técnicas metagenómicas permiten la secuenciación de poblaciones enteras de microorganismos en una sola operación. Con la secuenciación metagenómica, es posible utilizar toda la comunidad de organismos fúngicos, o el micobioma en el suelo o el agua de un área determinada como indicador biológico de la actividad antropogénica, como el desbordamiento de aguas residuales de un área urbana o la escorrentía de fertilizantes y pesticidas de un área. agrícola.
Se ha descubierto que la composición de las comunidades de hongos es un buen indicador de propiedades ambientales como el pH, la altitud y la temperatura del agua. Chauvet utilizó este enfoque para tomar mediciones de estas variables en todo el ecosistema utilizando una red de estaciones de monitoreo en 27 arroyos en el suroeste de Francia.
Cudowski y col . muestrearon hongos en el agua del canal Augustow en el este de Polonia. Tomaron muchas medidas estándar de la calidad del agua: temperatura, saturación de oxígeno, pH y niveles de nitrógeno disuelto, carbono orgánico y azufre. Identificaron especies con métodos microscópicos y análisis RFLP. Encontraron 38 especies de hongos, incluidas 12 hyphomycetiae y 13 patógenos potenciales, pertenecientes a los dermatofitos o parientes de C. albicans. Cudowski y col. encontraron que podían determinar si se había tomado una muestra de agua de la parte natural (similar a un lago) o artificial del canal. También encontraron que los tres grupos principales de hongos que encontraron, hipomicetos, dermatofitos y parientes de Candida, podían predecir muchas de sus mediciones de calidad del agua, que formaron dos grupos en un análisis de redundancia.
Bouffand y col . utilizaron hongos micorrizos arbusculares (HMA), un clado asexual de hongos que forman relaciones simbióticas con los sistemas de raíces de las plantas, como indicadores para evaluar la función del suelo y la biodiversidad en muchos sitios de Europa. Tomaron muestras de suelo en varias zonas climáticas (atlántico, continental, mediterráneo, alpino) y en tres regímenes de uso de la tierra (arable, pastizal, forestal) y secuenciaron el ADN de los hongos que contenía el suelo. Encontraron ocho especies indicadoras para el pH del suelo: cuatro que solo estaban presentes cuando el pH era inferior a 5, tres para pH> 5 y una para pH> 7. Encontraron ocho indicadores de uso de la tierra: dos para bosques, cinco para agricultura y pastizal y uno para ambos. También encontraron un hongo indicador que estaba presente cuando el carbono orgánico del suelo era alto y otro presente cuando era bajo.
Huevos indicadores de helmintos
Los huevos (u óvulos) de helmintos son un buen organismo indicador para evaluar la seguridad de los sistemas de saneamiento y reutilización de aguas residuales para la recuperación de recursos porque son los patógenos más resistentes al medio ambiente de todos los patógenos ( virus , bacterias , protozoos y helmintos) y, en casos extremos, pueden sobrevivir. durante varios años en suelo. Por lo general, los huevos de helmintos se encuentran en el agua, el suelo y las fuentes de alimentos que están contaminados con materia fecal que proviene de las aguas residuales y los lodos.
Los huevos de helmintos que están indicados en aguas residuales y lodos provienen de helmintos transmitidos por el suelo (STH) que incluyen Ascaris lumbricoides (Ascaris), Anclostoma duodenale y Necator americanus (anquilostomiasis) y Trichuris trichiura (tricocéfalos). Los áscaris y tricocéfalos que se identifican en los sistemas de aguas residuales reutilizables pueden causar ciertas enfermedades y complicaciones si son ingeridos por humanos y cerdos. Los anquilostomas plantarán y eclosionarán sus larvas en el suelo donde crecen hasta la madurez. Una vez que los huevos de anquilostomas están completamente desarrollados, infectan a los organismos arrastrándose a través de la piel del organismo.
Según la Organización Mundial de la Salud , para no causar infecciones significativas por huevos de helmintos, solo se permite que haya ≤ 1 huevo de helmintos por litro utilizado para agricultura e irrigación. Es más probable ver concentraciones más altas de huevos de helmintos en el suelo, las aguas residuales y el lodo de los países subdesarrollados que tienen problemas con las prácticas de saneamiento. Los ejemplos incluyen Túnez, Perú, Ghana, Vietnam y más.
La técnica utilizada para la prueba depende del tipo de muestra. Cuando los óvulos de helmintos se encuentran en el lodo, se utilizan procesos como la posestabilización alcalina, el tratamiento ácido y la digestión anaeróbica para reducir la cantidad de óvulos de helmintos en áreas donde hay una gran cantidad. Estos métodos permiten que los óvulos de helmintos estén dentro de los requisitos saludables de ≤ 1 óvulos de helmintos por litro. La deshidratación se utiliza para inactivar los huevos de helmintos en los lodos fecales. Este tipo de inactivación ocurre cuando las heces se almacenan entre 1-2 años, se presenta un alto contenido de sólidos totales (> 50-60%), se agregan elementos como hojas, tilo, tierra, etc., y a una temperatura de 30 ℃ o superior.
Ver también
Referencias