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hablar de la zona crítica, ya que es el modelo de investigación de este semillero; fue definida por Fisher como “la piel del planeta” (2012), donde roca, suelo, agua, aire y organismos interactúan entre sí para poder realizar una regulación del medio ambiente, donde estos elementos son primordiales para la vida. Banwart la define como la que “soporta todas las actividades humanas y soporta la presión que ejerce el cambio poblacional de la humanidad” (2012). En general, la zona crítica desarrolla sus estudios de manera conjunta, al integrar los componentes biótico, abiótico y social para realizar un análisis global de un determinado problema, y no de manera separada como suele hacerse (Critical Zone Obsevatories, 2012). El inconveniente de toxicidad, con el que cuenta la sede Utopía de la Universidad de La Salle, involucra el agua, representada en el riego y el consumo; el suelo, a través de los espacios usados para el desarrollo de diferentes cultivos; también tiene cabida allí el entorno e, incluso, el mismo hombre, lo cual quiere decir que este es un caso que se puede estudiar integralmente siguiendo los principios de la zona crítica.

      Al saber que las sustancias tóxicas representan un riesgo inminente para la salud de un ecosistema, en especial para la salud de los seres humanos (Payán y Monsalvo, 2009), es necesaria la determinación de los posibles niveles de toxicidad tanto en agua como en suelo intervenido de Utopía para comprobar que realmente ambos medios tienen algún índice toxicológico que puede ser la fuente de afecciones ambientales como consecuencia del uso indebido de sustancias químicas.

      El método Biofix es una alternativa para el monitoreo de los niveles de contaminación en el ambiente, que emplea la bacteria Vibrio fischeri para la determinación de la toxicidad en el agua y el suelo, entre otros, a través de la luminiscencia emitida por estas cuando entran en contacto con una muestra problema (Pica y Trujillo, 2008). En Colombia, esta técnica no es muy conocida y el único estudio registrado va dirigido hacia la toxicidad en efluentes y afluentes de plantas de tratamiento de agua potable por parte de la Pontificia Universidad Javeriana (Bohórquez et al., 2012), lo cual pone en evidencia la innovación que se daría al usar esta técnica para la determinación de la toxicidad en el suelo y el agua, no solo en la región de la Orinoquía, donde se encuentra ubicado el proyecto de la Universidad, sino en todo el país. De ser efectiva la presencia de algún grado de toxicidad en el medio, estos resultados conllevarían una mitigación del impacto ambiental generado actualmente por medio de la implementación de nuevos métodos agrícolas y tratamientos de las fuentes de agua que llegan a Utopía por parte de toda la comunidad educativa.

      Objetivos

      General

      Establecer la toxicidad aguda en la zona crítica (agua, suelo) intervenida en la sede Utopía de la Universidad de La Salle (Yopal), empleando bacterias Vibrio fischeri a través de la técnica Biofix para generar una base de datos que sirva como apoyo para el desarrollo de futuros proyectos directamente implicados en este campo.

      Específicos

      • Aplicar el método Biofix con bacterias Vibrio fischeri como alternativa para la determinación de toxicidad en diferentes medios.

      • Determinar la toxicidad aguda en suelos empleados para cultivos, en el agua para riego de cultivos y en la planta de tratamiento de la sede Utopía de la Universidad de La Salle.

      • Establecer una base de datos con los resultados obtenidos en la medición de la toxicidad en diferentes medios para usarla en proyectos venideros de la Universidad de La Salle.

      Referente teórico

      Toxicidad

      Según el Diccionario de la Real Academia Española, “toxicidad” es el grado de efectividad que posee una sustancia que, de acuerdo con su composición, puede ser considerada tóxica y generar perjuicios en la salud de los individuos; puede producir efectos como deterioro funcional, lesiones patológicas en el funcionamiento del organismo y reducción en la capacidad de respuesta ante factores de riesgo.

      La toxicidad se divide en dos tipos, según el tiempo de exposición a las sustancias tóxicas: aguda, cuando un único contacto puede provocar un daño severo a partir de una única dosis baja, y crónica, que provoca efectos perjudiciales a la salud en un periodo prolongado y genera afecciones en el organismo a lo largo de dicho tiempo (Sistema Nacional de Información Ambiental [SINIA], 2014). Para este proyecto, se trabajará bajo el concepto de toxicidad aguda, ya que las bacterias serán expuestas a únicas dosis puntuales.

      Método Biofix

      La Vibrio fischeri es una bacteria marina luminiscente, heterótrofa gramnegativa. Cuando las condiciones ambientales son óptimas, esta emite una luz de un tono amarillo anaranjado, que puede durar hasta dos semanas. Pertenece a la familia Vibrionaceae, cuya característica más representativa es precisamente la bioluminiscencia. Ha sido empleada en estos ensayos desde hace unos cuarenta años en la determinación de toxicidad en agua y suelo. Cabe destacar, particularmente, la gran sensibilidad que presenta esta bacteria a una amplia variedad de sustancias tóxicas. La reacción de bioluminiscencia está ligada a la respiración celular y es indicativa del estado metabólico de la célula, de modo tal que cuando se presenta una disminución de la bioluminiscencia, se interpreta como una disminución de la respiración celular (Pica y Trujillo, 2008).

      Las diferentes clases de contaminantes afectan la respiración celular; a su vez, alteran el porcentaje de síntesis de proteínas y lípidos, lo cual conduce a una disminución en los niveles de emisión de la luminiscencia propia de la bacteria. Lo anterior quiere decir que la reducción de la luz que emite la Vibrio fischeri es directamente proporcional al contenido tóxico de la muestra problema que se tenga como objeto de estudio (Delocado et al., 2008).

      El método Biofix precisamente se basa en la medición de la luminiscencia que pueda emitir la bacteria Vibrio fischeri ante la exposición a una sustancia aparentemente de carácter tóxico. A medida que aumentan los niveles de toxicidad encontrados en la muestra problema, la luminiscencia disminuirá proporcionalmente (Pica y Trujillo, 2008).

      Para medir la luminiscencia emitida por la bacteria, se emplea un luminómetro que se encarga de detectar y cuantificar los fotones obtenidos de la reacción entre el ATP de las células y las enzimas del reactivo. Se asume, por lo tanto, que la disminución en la capacidad de generar luz se produce por el efecto de la muestra; indica el grado de toxicidad de la muestra. La comparación que dará como resultado el grado de toxicidad se realizará, entonces, con la medición de la luz generada por la bacteria antes de entrar en contacto con alguna sustancia tóxica y después de haber estado expuesta a la muestra problema durante un periodo de incubación de alrededor treinta minutos a una temperatura mayor o igual a 15 °C (Manual Biofix, 2009).

      Metodología

      La investigación y el montaje se desarrollarán en su totalidad en la Universidad de La Salle, sede La Candelaria, Bogotá, Colombia. En primera instancia, se hará un reconocimiento del área de investigación, que en este caso corresponde a la sede Utopía de la Universidad de La Salle, donde se tendrán en cuenta variables de estudio como cantidad y tipo de cultivos, agroquímicos utilizados, procedencia del agua de riego y consumo, estado actual de la planta de tratamiento de agua potable de la sede y usos del agua dentro de las instalaciones; además de esto, se pretende hacer una investigación exhaustiva sobre los cultivos aledaños a la finca que puedan interferir en la calidad del agua y el estado del suelo, entre otros estudios que vayan surgiendo a medida que se desarrolle el proyecto.

      Una vez establecida esta información base, el grupo de estudio, integrado por todos los estudiantes del Semillero de Investigación Zona Crítica, diseñará las estrategias y los planes a seguir para realizar la toma de muestras y especificar los análisis fisicoquímicos que se les aplicarán —esto como medida para establecer la calidad y las posibles composiciones de sustancias tóxicas—, para que una vez elaborado dicho protocolo de trabajo, sea posible trasladarse a la sede Utopía.

      Al

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