María Carmen Bartolomé Camacho
Facultad de Químico-Farmacobiología
de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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Alondra Alelie Cortés Téllez
Facultad de Químico-Farmacobiología
de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
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«Los seres humanos nos consideramos la especie más inteligente, y, sin embargo, somos los únicos animales que inhalan, tocan y producen sustancias nocivas por voluntad propia…» Bonnie Garmus.

Alguna vez hemos vivido una relación tóxica, sea sentimental o laboral… Pero nos hemos preguntado ¿Qué tan tóxica/o soy con mi entorno? ¿Te has preguntado acaso que muchos contaminantes ambientales son más peligrosos cuando interactúan con otros? Aquí convendría aplicar la frase «más vale solo/as que mal acompañado/as».

Hemos construido relaciones muy tóxicas con ciertas sustancias que vamos tirando, «olvidando» o simplemente dejando por ahí para satisfacer el beneficio personal y evitarnos la fatiga de pensar qué destino y efectos finales tendrán. Constantemente olvidamos limpiar, reducir, reciclar y reutilizar ciertos residuos en esas paradisíacas playas, mares, lagos que nos oxigenan y ese recurso tan indispensable para darnos la vida: el agua.

Una relación de amor/odio es la que tenemos con el plástico. Son tan coloridos, flexibles, brillantes, interesantemente satisfactorios, ¡nos han facilitado tanto la vida! Por su enorme versatilidad, somos adictos y se han vuelto imprescindibles en la vida cotidiana, tan es así que podemos encontrarlos en calzado, ropa, juguetes, marcapasos, implantes mamarios, dentales, extremidades, en los glúteos y labios, por lo que en un futuro muy próximo nuestro nombre científico será «Homo plasticus sapiens».

 

 

Una muy breve historia del plástico

Pensamos que el plástico es un material que se inventó hace poco, allá por el s. XX; no obstante, desde la antigüedad y hasta el s. XIX, los humanos hemos utilizado plásticos a partir de polímeros naturales como caucho, látex, goma laca, cuernos y astas que, al calentarse, son maleables. También del carey proveniente del caparazón de hermosas tortugas marinas, era utilizado para una infinidad de utensilios para la realeza; el marfil proveniente de los majestuosos elefantes, así como el ámbar y plásticos derivados de la leche.

Posteriormente, para salvarlos de su extinción por satisfacer los lujos de las clases altas, un concurso en Estados Unidos de América (EUA) ofreció un gran premio a inventores que fueran capaces de sintetizar un material que sustituyera a los polímeros naturales. John Hyatt, venció, pues en 1860 inventó el celuloide y nació la cinematografía. En 1906 surgió la baquelita como el primer plástico sintético por Leo Baekeland, componente de teléfonos y radios vintage de los 30, actualmente usado en asas de ollas de presión, en sockets de luz, etc. Entre 1920 y 1950, la industria DuPont en EUA, patentó los polímeros sintéticos: el nylon, el neopreno y el teflón.

Accidentalmente, en los años 30, la Imperial Chemical Industries sintetizó el polietileno, teniendo un gran éxito, ya que es fuerte, flexible y duradero. El boom plástico se instaura en la vida cotidiana en los 50 con Tupperware®, gracias a las amas de casa que se reunían para promover las ventas de estos novedosos recipientes para alimentos. En los años 60 los plásticos fueron sustitutos de materiales como madera y vidrio; llegaron a colonizar la Luna con la bandera de EUA hecha de poliamida que Neil Amstrong enterró. En los 70, reemplazaron algunas aleaciones metálicas ligeras. En 1980, la producción de plástico creció exponencialmente, convirtiéndose en una de las industrias más importantes globalmente.

 

 

El siniestro plástico y sus partículas

Actualmente, la producción a nivel mundial de plástico asciende a 430 millones de toneladas anualmente. Pero, ¿qué nos dice este valor? Que compramos más de 1 millón de bebidas embotelladas y bolsas plásticas cada minuto. Tristemente, solo el 9 % se recicla, el 12 % se incinera y el 79 % lo vertemos al ambiente sin importar su destino final con una duración entre 500 y 1000 años… La mitad está diseñada para un solo uso, tal es el caso de los desechables, la bolsa que cubre el plato de esos taquitos que nos cenamos para evitar la fatiga de lavar, la bolsa que cubre un vaso desechable con fruta y que la comemos con un tenedor también desechable, del «perverso» popote que solo usamos escasamente 1 hora, colillas de cigarro, etc. Un grupo de científicos estimaron que, durante la pandemia del COVID-19, producimos 8.4 millones de toneladas de plástico de un solo uso, como las mascarillas y guantes quirúrgicos. Se calcula que solo en el 2021 se vertieron más de 30 000 toneladas de desechos a los mares.

Tales plásticos se fracturan en pedazos muy pequeños por acción de la luz del Sol, fricción o movimientos mecánicos, o se presentan en productos de higiene personal como pastas dentales, geles antibacteriales, exfoliantes, etc. A estas partículas diminutas de plástico se les denomina microplásticos y nanoplásticos, y están omnipresentes en TODO el planeta Tierra. Atraviesan barreras impensables localizándose en sangre, cerebro, pulmones, intestinos, riñones, hígado, placenta, en los bebés; en nuestros peluditos; también están presentes en alimentos, bebidas y ¡Hasta en la Antártida!

Los ríos constituyen las vías principales de transporte del plástico a los océanos. Hay un muy desolador y preocupante panorama, ya que hemos contribuido a que, entre 15 y 51 billones de partículas de plástico, floten y circulen en el medio marino a través de islas equivalentes al tamaño de Canadá, también se encuentran como «gran parte» de los sedimentos marinos que actúan a modo de sumideros finales, incorporándose a la cadena alimentaria a través de su ingestión.

Por ejemplo, las tortugas no saben distinguir entre una bolsa de asa presente en el mar y una medusa, por lo que se la comen, ocasionándoles la muerte. Un popote se puede encajar en las branquias de los peces, en los ojos de las tortugas, en el hocico de delfines. Una red de pesca se enrolla en el cuello asfixiando a leones marinos o pingüinos. O bien, la ballena azul confunde a los microplásticos con el krill flotando en la superficie. Un camarón puede consumir un nanoplástico en vez de un alga unicelular, generando biomagnificación.

 

 

Plastisfera: Un ecosistema de plástico

Los plásticos se están convirtiendo en parte del registro fósil del Antropoceno. Incluso hay ecosistemas recientemente descritos como «plastisfera» que han evolucionado en entornos hechos 100 % de plástico en aguas marinas, dulces y ecosistemas terrestres. Estos desechos proporcionan un sustrato muy duradero que puede ser colonizado por más de 1 000 diferentes especies de microorganismos en tan solo un trozo de plástico del tamaño de la cabeza de un alfiler (>5 mm), favoreciendo el crecimiento de biopelículas microbianas, con lo que se pone en riesgo a comunidades biológicas enteras por la inclusión de patógenos potenciales como las bacterias de los géneros Vibrio y Chlamydia que causan infecciones gastrointestinales y sexuales en el ser humano, y de especies de algas nocivas productoras de potentes toxinas.

Se le conoce como un «arrecife microbiano», ya que la microbioma y metagenómica han permitido establecer que se trata de un ecosistema complejo que se desarrolla de los nutrientes que se acumulan en el plástico como el C, N, P, Fe, entre otros. La particularidad de este ecosistema es que es completamente diferente, pues el sustrato es el plástico y no materia orgánica de forma natural.

El término plastisfera fue acuñado en 2013 por los científicos Erik Zetter, Tracy Mincer y Linda Amaral-Zetter del Instituto Oceanográfico Woods Hole y el Centro de Biología Molecular Comparada y Evolución, en Massachusetts, EUA. Recogieron muestras plásticas del mar para estudiar las clases de microorganismos que viven en la plastisfera, cómo colonizan las superficies de plástico y cómo afectan a los ecosistemas marinos.

Este ecosistema lo constituyen organismos primarios fotosintéticos como algas unicelulares y cianobacterias que obtienen energía lumínica para formar biopelículas que contienen azúcares, permitiendo así que bacterias, comunidades zooplanctónicas, depredadores, hongos y descomponedores puedan reproducirse en este sistema artificial. Por ejemplo, se descubrieron unos microorganismos interesantes que nombraron «formadores de fisuras», que se encuentran incrustados en la superficie del plástico y contribuyen a la descomposición del mismo. Además, algunos organismos que normalmente no se encuentran en mar abierto, sobreviven aferrándose al plástico y a sustancias que excretan otros organismos para su propio beneficio.

A partir de su descubrimiento, se ha reportado la presencia de bacterias fotoheterótrofas de los géneros Erythrobacter y Roseobacter, que utilizan la energía del Sol para fijar CO2 y de otras fuentes como ácidos grasos, carbohidratos y alcoholes, pero no producen O2. También la presencia de bacterias heterótrofas del género Pseudomonas, Bacillus y Rhodococcus aisladas de plásticos tipo polipropileno o PP (de los tuppers y de los plásticos de laboratorios) y tereftalato de polietileno o PET (botellas de refresco). De hongos como del género Malassezia y Aspergillus que producen alergias, infecciones respiratorias y toxinas, en polietileno PE (bolsas de asa y botellas de detergente), en poliamidas PA (sogas, textiles y redes de pesca), en el poliuretano PU (esponjas de lavar platos) y en el poliestireno PS (unicel). Asimismo, encontraron cianobacterias que producen toxinas en PET, PP y PS flotantes. La distribución de plastisfera es variable en el medio acuático, ya que en los sedimentos se encuentran plásticos tipo PET, el policloruro de vinilo o PVC (Tuberías) y PA, mientras que el PP y el PS se encuentran flotando.

Esto supone otro inconveniente: los microorganismos de la plastisfera se transportan por largas distancias en las islas plásticas, convirtiéndose en fuente potencial de especies invasoras de ecosistemas naturales e impacto negativo sobre las poblaciones microbianas nativas y organismos superiores de la cadena trófica. En este ecosistema «artificial», los microorganismos tienen la capacidad de transformar los plásticos en compuestos que podrían suponer un alto riesgo para nuestra salud, pero también para la integridad de los diferentes ecosistemas acuáticos y para la seguridad alimentaria.

Los plásticos contienen una gran cantidad de aditivos químicos que ayudan a ser más vistosos, maleables (como la plastilina o el silicón), cristalinos, aditivos que permiten que no se quemen o derritan en el horno de microondas, brillantes, propiedades antimicrobianas, sean duraderos, resistentes a rayos U.V., flexibles, suaves al tacto, etc. Esos aditivos corresponden a metales como el Hg, Cd, Ni, Cu, plastificantes como Bisfenol A y ftalatos que son importantísimos disruptores endocrinos. Estos aditivos presentan ciertas características químicas que los hacen ser extremadamente peligrosos, ya que se bioacumulan y se biomagnifican en la cadena alimentaria y, posteriormente, en nuestros tejidos y sistemas, provocando enfermedades como diabetes mellitus, obesidad mórbida, enfermedades cardiovasculares, cáncer y generación de tumores malignos, autismo, hiperactividad y otros síndromes neurológicos.

Además, los microplásticos, debido a su porosidad, funcionan como medios de transporte de microorganismos patógenos y de otras sustancias, ya que absorben metales pesados y plaguicidas. Estos microorganismos pueden incrementar la liberación de esos aditivos a través de su degradación y aumentar exponencialmente su toxicidad. Los microplásticos que componen el sustrato de la plastisfera, limitan la disponibilidad de nutrientes esenciales como el Fe, N y P, reduciendo la fotosíntesis de las algas flotantes, limitando la cantidad de O2 y la reproducción de los organismos superiores de los ecosistemas naturales.

Los patógenos que son transportados por los desechos plásticos ingresan directamente a los animales por ingestión, siendo altamente nocivos para su crecimiento y reproducción. Finalmente, científicos determinaron que los microplásticos en la plastisfera terrestre pueden perjudicar seriamente el rendimiento de cultivos de algodón, maíz, trigo, papa y cacahuate, al dañar la planta de forma irreversible.

 

 

¿Plastisfera tiene su lado sensible o es calculadora?

A pesar de que este ecosistema pueda generar ciertos «problemitas», la plastisfera resulta encantadora al mismo tiempo, ya que puede tener algunos beneficios, por ejemplo, los microorganismos colonizadores que no son patógenos como Bacillus y Alcaligenes, contribuyen a la desnitrificación en la depuración de aguas para reducir el sobrecrecimiento de patógenos, restringiendo nutrientes, favoreciendo la degradación de contaminantes como compuestos orgánicos persistentes en el ambiente (compuestos organoclorados, hidrocarburos aromáticos, dioxinas), en el metabolismo de carbohidratos (celulosa y lignina) e influyendo en la fermentación de azúcares.

 

 

Plastisfera «doméstica» a microorganismos para la degradación del propio microplástico y en la biorremediación del petróleo. Bacillus, Pseudomonas, Ideonella y hongos como Trametes versicolor, presentan ciertas enzimas que incrementan la degradación de plástico como el PET y PU. Dado que muchos microorganismos utilizan ciertos metales como micronutrientes (Zn, Fe, Mg, Co, Cu), algunas especies de plastisfera contribuyen a transformaciones de metales tóxicos como el Cd, As, Hg, Pb y Cr en desechos plásticos. Además, la plastisfera funciona a modo de «islas o reservorios de nutrientes», ya que absorbe materia orgánica ambiental y la pone a disposición de organismos que habitan naturalmente.

Sin embargo, lo anterior genera una paradoja, puesto que, por un lado, podría solucionar su propia y enorme «red flag», PERO hay un enorme problema mundial: al degradar el propio plástico y otras sustancias orgánicas, promueve la liberación de gases de efecto invernadero como el CO2, CH4, NO y SOx que participan en el calentamiento global y, por ende, en el cambio climático. Además, la biodegradación del plástico no es completa, formando los nanoplásticos y esto es un grave problema porque al ser escala nanométrica pueden ingresar muy fácilmente a las células de prácticamente cualquier ser vivo y permanecer en los tejidos de forma permanente. El plástico libera hasta 30 veces más contaminantes cuando están presentes en tejidos corporales (sangre) que en el ambiente. Una vez que entran en el organismo, interfieren con procesos biológicos muy importantes, causando daño hepático, pulmonar u hormonal.

 

 

Por otra parte, el transformar metales tóxicos y acumularlos en mayor proporción en plastisfera puede ser contraproducente, ya que los «microorganismos formadores de fisuras» pueden liberarlos, incrementando su presencia y persistencia en los ecosistemas naturales.

Plastisfera pone en jaque al planeta entero. Los científicos siguen investigando para obtener más respuestas y reducir al máximo la emisión, así como los efectos colaterales de estos residuos tan «malévolos». Asimismo, se sigue estudiando el comportamiento de las poblaciones de plastisfera, ya que el ecosistema está en evolución, por lo que mayores estudios de metagenómica, ecología evolutiva, microbioma, ecotoxicología, entre muchos otros, puedan predecir de forma certera si en un futuro podría tener más beneficios que maleficios en las poblaciones nativas de los ecosistemas naturales.

Lo que sí queda claro es que es de absoluta responsabilidad de todos preservar el ÚNICO hogar que tenemos; que cada ser humano que utiliza los recursos de la Madre Tierra, tenga el TOTAL compromiso cuidarla, así como cuidamos de nosotros, de nuestros padres, hijos y peluditos. Muchas acciones individuales podemos ejercer para hacer un cambio significativo: no hay vuelta atrás y estamos ante una crisis mundial sin precedentes. Es de extrema urgencia que los gobiernos de cada país establezcan mejores y actualizadas políticas ambientales basadas en la evidencia científica para la preservación y alivio de nuestra Tierra.

 

Quizás sea hora de reflexionar y poner manos a la obra sobre el aprecio que le damos a la comodidad…

 

Amaral-Zettler L.A., Zettler E.R. y Mincer T.J. (2020). Ecología de la plastisfera. Nat. Rev. Microbiol., 18, 139-151. https://doi.org/10.1038/s41579-019-0308-0

 

Li C., Gillings M.R., Zhang C., Chen Q., Zhu D., Wang J., Zhao K., Xu Q., Leung P.H., Li X., Liu J. y Jin L. (2024). Ecología y riesgos de la plastisfera global como un nuevo hábitat en expansión. The Innovation, 5, 100543. https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100543

 

Woods Hole Oceanographic Institution. (2017). La plastisfera [WWW Document]. https://www.whoi.edu/. URL https://www.whoi.edu/multimedia/plastisphere

 

UNAM. (2021). Bienvenidos a la ‘Plastisfera’, un nuevo ecosistema creado por el ser humano. UNAM Global [WWW Document]. https://unamglobal.unam.mx/global_revista/bienvenidos-a-la-platisfera-un-nuevo-ecosistema-creado-por-el-ser-humano/