La bioirrigación se refiere al proceso por el cual los organismos bentónicos lavan sus madrigueras con agua suprayacente . El intercambio de sustancias disueltas entre el agua de los poros y el agua de mar suprayacente que resulta es un proceso importante en el contexto de la biogeoquímica de los océanos.
Los ambientes acuáticos costeros a menudo tienen organismos que desestabilizan los sedimentos . Cambian el estado físico del sedimento. Mejorando así las condiciones para otros organismos y para ellos mismos. Estos organismos a menudo también causan Bioturbación , que se usa comúnmente de manera intercambiable o en referencia con el bioirrigación. [1]
El bioirrigación funciona como dos procesos diferentes. Estos procesos se conocen como partículas reelaboración y ventilación , que es la obra de macro bénticos invertebrados (por lo general unos que se introducen). Esta reelaboración y ventilación de las partículas es causada por los organismos cuando se alimentan (alimentación de la fauna), defecan , excavan y respiran .
El bioirrigación es responsable de una gran cantidad de transporte oxidativo y tiene un gran impacto en los ciclos biogeoquímicos .
El papel de la bioirrigación en el ciclo elemental
El riego biológico es un componente principal en el ciclo de elementos. Algunos de estos elementos incluyen: magnesio , nitrógeno , calcio , estroncio , molibdeno y uranio . Otros elementos solo se desplazan en determinados pasos del proceso de riego biológico. El aluminio , el hierro , el cobalto , el cobre , el zinc y el cerio se ven afectados al comienzo del proceso, cuando las larvas comienzan a excavar en el sedimento. Mientras que el manganeso , el níquel , el arsénico , el cadmio y el cesio se movilizaron ligeramente después del proceso de excavación. [2]
Desafíos para estudiar el riego biológico
Al intentar describir este proceso dinámico impulsado biológicamente, los científicos aún no han podido desarrollar una imagen en 3D del proceso.
Nuevos mecanismos para estudiar el riego biológico
Existe una técnica híbrida de imágenes médicas que utiliza una tomografía por emisión de posición / tomografía computarizada ( PET / CT ) para medir la ventilación y visualizar la advección de agua de los poros causada por los organismos en las imágenes 4D. [3]
Reproducir mediosImportancia ecológica del riego biológico
Cuando los ecosistemas costeros no tienen organismos bioirrigantes, como las lombrices, se generan muchos problemas sedimentarios. Algunos de estos problemas incluyen la obstrucción del sedimento con partículas finas ricas en orgánicos y una disminución drástica de la permeabilidad del sedimento . También hace que el oxígeno no pueda penetrar profundamente en el sedimento y haya una acumulación de productos mineralizados reducidos en el agua de los poros. [4] Estos problemas alteran los cimientos de un ecosistema costero.
Impactos económicos
Dos organismos que contribuyen a la bioturbación del suelo son Nephtys caeca (Fabricius) y Nereis virens (Sars) annelidae . Cavan, bioirrigan y se alimentan del sedimento y homogeneizan las partículas que se encuentran en el sedimento cuando participan en estas actividades debido a sus movimientos erráticos. El bioirrigación generado por estos organismos modifica la distribución de los quistes dinoflagelados en la columna sedimentaria. Los entierran o los vuelven a subir a la superficie, manteniéndolos rotando. Uno de los dinoflagelados más importantes que estos organismos ayudan a distribuir se llama microalgas nocivas y es responsable de la formación de mareas rojas tóxicas . Estas mareas rojas envenenan a los moluscos y crustáceos lo que resulta en pérdidas económicas muy importantes en la industria pesquera. [5]
Estudio de caso: puerto de Boston
Los sedimentos de los ambientes marinos son sitios importantes de producción de metilmercurio (MMHg). Esta producción proporciona fuentes importantes de este MMHg a las columnas de agua y las redes alimentarias cercanas a la costa y mar adentro . Los científicos han medido el flujo de producción en 4 estaciones diferentes en el puerto de Boston que tenían diferentes densidades de sitios de riego biológico. Existe una fuerte relación lineal entre la cantidad de intercambio de MMHg y la densidad de la madriguera infaunal . En el puerto de Boston, se demostró que el riego biológico estimula la producción de metilmercurio y el flujo de la columna de agua. [6]
Referencias
- ^ Volkenborn, N .; Hedtkamp, SIC; van Beusekom, JEE; Reise, K. (1 de agosto de 2007). "Efectos de la bioturbación y bioirrigación por lombrices (Arenicola marina) sobre las propiedades físicas y químicas de los sedimentos e implicaciones para la sucesión del hábitat intermareal". Ciencia de los estuarios, las costas y las plataformas . 74 (1–2): 331–343. doi : 10.1016 / j.ecss.2007.05.001 .
- ^ Schaller, Jorg (julio de 2014). "¿Bioturbación / bioirrigación por Chironomus plumosus como factor principal que controla la removilización elemental de sedimentos acuáticos?". Chemosphere . 107 : 336–343. doi : 10.1016 / j.chemosphere.2013.12.086 . PMID 24457053 .
- ^ Delefosse, Matthieu (2015). "Ver lo invisible: bioturbación en 4D: seguimiento de la bioirrigación en sedimentos marinos mediante tomografía por emisión de positrones y tomografía computarizada" . PLOS ONE . 10 (4): e0122201. doi : 10.1371 / journal.pone.0122201 . PMC 4383581 .
- ^ N., Volkenborn (2007). "Bioturbación y bioirrigación amplían las regiones de intercambio abierto en sedimentos permeables". Limnología y Oceanografía . 52 (5): 1898. CiteSeerX 10.1.1.569.5742 . doi : 10.4319 / lo.2007.52.5.1898 .
- ^ Piot, Adeline (mayo de 2008). "Estudio experimental sobre la influencia de la bioturbación realizada por Nephtys Caeca (Fabricius) y Nereis Virens (Sars) Annelidae sobre la distribución de quistes dinoflagelados en el sedimento". Revista de Biología y Ecología Marina Experimental . 359 (2): 92–101. doi : 10.1016 / j.jembe.2008.02.023 .
- ^ Benoit, Janina (2009). "Efecto del riego biológico en el intercambio sedimento-agua de metilmercurio en el puerto de Boston, Massachusetts". Ciencia y tecnología ambientales . 43 (10): 3669–3674. doi : 10.1021 / es803552q .
