De la primavera silenciosa a la noche silenciosa: agroquímicos y el Antropoceno

Una vez que se ha contaminado un organismo, los pesticidas pueden transferirse biológicamente [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51]. Es probable encontrar residuos de pesticidas en todos los organismos de mayor tamaño de la tierra, Cipionato de testosterona incluyendo árboles [52]. Los pesticidas, especialmente los xenobióticos lipofílicos como el DDT y sus residuos, se acumulan en tejidos animales y se biomagnifican en redes alimentarias a niveles tróficos más altos [53] [54].

• Por ejemplo, la atrazina causa inversión sexual completa o parcial en peces [192] [202], anfibios [184] [185] [186] [193] [194] y reptiles [195].
• Las bacterias y los hongos del suelo han demostrado ser los más prometedores para degradar el DDT, pero aun así este y sus residuos de transformación, como el DDE y el DDD, persisten en el medio [17] [18] [19], los animales [20] y en humanos [21] durante décadas, si no más.
• Históricamente, había una falsa sensación de seguridad relacionada con la asunción de que los herbicidas que se dirigían a procesos específicos de las plantas no afectaban a animales.
• Aunque el DDT se utilizaba por varias razones, su uso en agricultura precipitó la evolución de insectos resistentes.

Después de 1972, muchos países restringieron el uso de DDT y después la Convención de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes de 2010 restringió su uso al control de mosquitos portadores [15]. Aun así, sin embargo, se estima que el volumen de producción mundial actual de DDT es de 3,3 millones de kg [15]. De forma similar, el glifosato, la atrazina y el 2,4-D son los tres herbicidas más aplicados y también los producidos en mayores volúmenes con un uso anual combinado estimado de aproximadamente 135 millones de kg sólo en EE UU [8].

Introducción

En 1968, sin embargo, el uso generalizado de herbicidas triazina (como atrazina) condujo a la evolución del senecio resistente a la triazina (Senecio vulgaris) [97] [98] [95] [96]. La resistencia fue resultado de una mutación en el objetivo de la triazina y fue heredado maternalmente. Aumentó la inquietud sobre los herbicidas debido a que aparecieron múltiples cepas de hierbas resistentes. Entre 1970 y 1995, fueron apareciendo al menos cuatro nuevas hierbas resistentes a la triazina por año, y en 1995, se había identificado 191 hierbas.

Además, el cambio climático aumenta la tasa de metabolismo del herbicida y la frecuencia de hierbas resistentes [106]. Para redundar en el tema, cuando los mosquitos (Aedes aegypti) se exponen a herbicidas como la atrazina en estado de larva, se pueden convertir en resistentes a los insecticidas cuando se vuelven adultos [107]. Así, el sobreuso de herbicidas puede llevar a mayores inquietudes de salud pública ya que hace que los insecticidas sean menos efectivos para controlar los insectos portadores.

Efectos de dosis bajas

Otro fungicida, el vinclozolín [206] [259] [260] [261] [262] [24] [263] [264] podría actuar como un antagónico directo al receptor de andrógenos e interferir en el desarrollo y función reproductiva de los machos expuestos. El uso generalizado de pesticidas puede conducir a la evolución de la resistencia en organismos objetivo y no objetivo. Como resultado de un uso intenso de herbicidas e insecticidas en agricultura, han evolucionado muchos organismos resistentes en los últimos 70 años.

Aunque la resistencia cruzada (con la que los insectos desarrollan la habilidad de metabolizar los insecticidas a través de las enzimas P450) es común, en muchos caso la resistencia múltiple se debe a la selección independiente a través de la inducción de glutation reductasa [81] [82] [83] [84] [85] [86]. Aunque los pesticidas se llevan utilizando desde hace 4.500 años, al principio su uso se limitaba básicamente a compuestos inorgánicos, como el sulfuro y el cobre, o incluso a extractos de plantas (por ejemplo la piretrina). Uno de los insecticidas sintéticos más conocidos es, por ejemplo, el dicloro difenil tricloroetano (DDT), sintetizado por primera vez en 1874. El DDT tuvo éxito por su bajo precio, por su insolubilidad en agua (de forma que no se lavaba), su persistencia (de modo que no tenía que aplicarse con frecuencia) y por ser un pesticida de bajo espectro.

Lo que es más, el uso, la persistencia, el transporte y la bioacumulación generalizados en la biomagnificación de la fauna y la cadena alimentaria de estos químicos vuelven aún más preocupante su impacto. Así, aumenta la inquietud sobre la verdadera cantidad de pesticidas dispersos en el medio cada año, su transporte extensivo y la persistencia de estos químicos. Probablemente no hay ningún hábitat, localización geográfica u organismo que esté libre de esta exposición a los pesticidas. Incluso si los organismos pudieran migrar lejos de las fuentes de contaminación, la persistencia en los tejidos biológicos de muchos pesticidas y la transmisión de padres a crías significa que incluso los individuos que no están expuestos directamente siguen en riesgo.

De la misma manera, los herbicidas pueden actuar como disruptores endocrinos a través de mecanismos desvinculados a sus acciones en las plantas y, como se demuestra con la atrazina más abajo, también pueden funcionar a través de muchos mecanismos. Históricamente, había una falsa sensación de seguridad relacionada con la asunción de que los herbicidas que se dirigían a procesos específicos de las plantas no afectaban a animales. Por ejemplo, la atrazina mata hierbas al inhibir la proteína implicada en el transporte electrónico del fotosistema II en objetivos de hierbas [161].

La efectividad del DDT se descubrió durante la Segunda Guerra Mundial, momento en que se utilizó para combatir garrapatas y pulgas que transmitían el tifus en Europa. Al final de la guerra, el DDT se empezó a utilizar en agricultura [11], cuando se producían más de 36 millones de kg por año, utilizados en todo el planeta. El 2,4-D era uno de los compuestos activos del «Agente Naranja» y se utilizó como herbicida para destruir cultivos y privar de alimentos a las poblaciones (como en la guerra de Vietnam). Más tarde también encontró un uso en agricultura (como herbicida para el control de malas hierbas) después del periodo de guerra.

Historia del uso de químicos en la agricultura

Por ejemplo, el DDT y sus residuos están presentes en los pinguinos Adélie (Pygoscelis adeliae) [55], los leones marinos de los Galápagos (Zalophus wolleabeki) [56] [57], las orcas (Orcinus orca) [58], los gusanos de tierra (Aporrectodea turgida) [59], y las águilas calvas (Haliaeetus leucocephalus) [60] entre otros. Lo que es más, los pesticidas pueden transmitirse a las crías, incluyendo el transporte a través de la placenta [61] [62] [63] [64] [65], a través de la leche materna [66], y también puede encontrarse en la clara de huevo de los pájaros [67] [46], reptiles [68] y peces [67] [69]. El DDT es conocido especialmente por causar el adelgazamiento de las cáscaras de huevo de los pájaros [112] [113] [114] [115] [116] [117].

De forma semejante, las evaluaciones de riesgos para la salud de la Oficina del Medio Ambiente del Estado de California incluyeron la atrazina y otros compuestos relacionados en la lista de toxinas reproductivas bajo la proposición 65 del Estado [164]. Estas decisiones se basaban en los más de veinte años de estudio que demostraban que la atrazina es un potente disruptor hormonal endocrino de animales, a través de mecanismos que no están relacionados con este modo de actuación en las plantas. En los EE UU, la Agencia de Protección Ambiental (EPA por sus siglas en inglés) regula los pesticidas y es responsable de la seguridad y el riesgo que suponen para el medio ambiente y la salud humana.

Las F1 resultantes son incapaces de proveer la leche adecuada a la generación F2, que entonces sufre un crecimiento y desarrollo retardado. Por ejemplo, la expresión genética alterada y los efectos en el desarrollo y la fisiología después de la exposición materna o paterna al químico puede observarse en la siguiente generación aunque los individuos de la generación posterior no estén expuestos [268] [269] [270] [271] [272] [273]. Además, la atrazina inhibe la meiosis en ratones, pero también afecta a la expresión genética en formas que pueden heredarse a través de la línea germinal en la siguiente generación [274]. De forma semejante, la exposición al DDT puede conducir a efectos transgeneracionales [275] [276] [122] y al menos dos fungicidas pueden tenerlos también [271] [277] [278] [279].

Introducción

No sólo cuando los pesticidas tienen un uso generalizado y ubicuo, sino también cuando se restringe su uso, pueden persistir en el medio durante décadas sino más aún. Lo que es más, aun cuando dejan de existir, los efectos pueden darse en generaciones posteriores aun sin exposición directa. El mitotano (o,p’DDD) destruye el tejido adrenocortical conduciendo a una producción de cortisol decreciente y, de hecho, se utiliza en el tratamiento clínico de la enfermedad de Cushing [141].

Algo similar ocurre con los microorganismos nativos habituados, claves para los procesos de eliminación de los tres herbicidas más populares, aunque la vida media de la degradación va de unas semanas a meses [22] [23]. Los metabolitos generados pueden sobrevivir a la degradación ambiental, migrar a reservas de agua y ejercer acciones toxicológicas similares o diferentes (ver por ejemplo [24]).