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Magnificação trófica

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A magnificação trófica é um processo que faz com que o acúmulo de uma substância (representado por cruzes) aumente em níveis mais elevados da cadeia alimentar.

Biomagnificação, também chamada de bioamplificação ou ampliação biológica, é o aumento da concentração de uma substância, como um pesticida, nos tecidos dos organismos à medida que subimos os níveis tróficos numa cadeia alimentar.[1] Este aumento pode ocorrer como resultado de:

  • Persistência da substância. – A substância não pode ser degradada por processos ambientais ou fá-lo muito lentamente.
  • Bioenergética da cadeia alimentar. – A concentração da substância aumenta progressivamente à medida que ascendemos no nível trófico devido à forma como os animais se alimentam.
  • Baixa ou inexistente taxa de degradação ou excreção interna da substância. – Principalmente devido à sua baixa solubilidade em água.
A biomagnificação é o aumento da concentração de uma substância (x) na cadeia alimentar. Por exemplo, a concentração de DDT em partes por milhão aumenta com o nível trófico. A concentração nas gorduras e noutros tecidos do organismo aumenta. Os predadores acumulam níveis mais elevados do que as presas

A bioacumulação refere-se, por vezes, ao processo pelo qual substâncias como pesticidas ou metais pesados ​​circulam em lagos, rios e oceanos e sobem na cadeia alimentar em concentrações progressivamente mais elevadas, sendo incorporadas na dieta de organismos aquáticos como o zooplâncton, que por sua vez são consumidos por outros, como o peixe, que por sua vez é consumido por peixes maiores, aves de grande porte, animais ou humanos. As substâncias tornam-se cada vez mais concentradas nos tecidos ou órgãos internos à medida que subimos na cadeia alimentar. Os bioacumulantes são substâncias cuja concentração aumenta nos organismos vivos que as absorvem do ar, da água ou dos alimentos contaminados, porque estas substâncias são metabolizadas ou excretadas muito lentamente.

Processos

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Embora os termos bioacumulação e bioacumulação sejam por vezes utilizados de forma intercambiável e as definições nem sempre sejam consistentes,[2] existe uma distinção importante entre eles e a bioconcentração.

  • Bioacumulação ocorre dentro de um organismo de um determinado nível trófico e é o aumento gradual da concentração de uma substância em certos tecidos do organismo devido à sua absorção dos alimentos ou do ambiente (por respiração, contacto ou ingestão).[3]
  • Bioconcentração é um termo utilizado principalmente em toxicologia aquática e ocorre quando uma substância presente na água ou no ar é absorvida por um organismo através da respiração (exclusivamente)[3] e atinge uma maior concentração do que no meio ambiente.[4]
  • A biomagnificação ocorre entre níveis tróficos sucessivos.

Desta forma, a bioconcentração e a bioacumulação ocorrem dentro de um organismo, e a biomagnificação ocorre à medida que passamos de níveis tróficos inferiores para níveis tróficos subsequentes.

A biodiluição é também um processo que ocorre em todos os níveis tróficos em ambientes aquáticos; é o oposto da biomagnificação, pelo que um poluente tem uma concentração mais baixa à medida que subimos no nível trófico.[5]

Muitos compostos químicos que se bioacumulam são muito solúveis em gorduras (lipofílicos) e insolúveis em água (hidrofóbicos).[6]

Por exemplo, embora o mercúrio esteja presente apenas em pequenas quantidades na água do mar, é absorvido pelas algas (geralmente como metilmercúrio), que é depois ingerido pelos animais. O metilmercúrio é uma das moléculas de mercúrio mais nocivas. É absorvido eficientemente, mas excretado muito lentamente.[7] A bioacumulação e a bioconcentração levam à concentração no tecido adiposo de níveis tróficos sucessivos: zooplâncton, pequenos nécton, peixes grandes, etc. Quem come estes peixes consome os níveis de mercúrio que têm vindo a acumular. Este processo explica porque é que os peixes predadores, como o peixe-espada e o tubarão, que estão no topo da pirâmide alimentar, ou as águias-pesqueiras e outras aves de rapina, têm concentrações de mercúrio nos seus tecidos superiores às que poderiam acumular apenas por exposição direta. Por exemplo, o arenque contém aproximadamente 0,01 partes por milhão (ppm) de mercúrio, enquanto os tubarões ultrapassam 1 ppm.[8]

O DDT é um pesticida que biomagnifica, sendo esta a principal razão pela qual a EPA e outras organizações o consideraram prejudicial para o ambiente. O DDT é um dos químicos menos solúveis em água que se acumula no tecido adiposo e, à medida que esta gordura é consumida pelos predadores, a quantidade de DDT biomagnifica. Um exemplo dos seus efeitos nocivos é o declínio significativo das populações de aves predadoras na América do Norte, como a águia-americana e o falcão-peregrino, devido ao adelgaçamento das cascas dos ovos na década de 1950.[6][9] O DDT está agora proibido na maior parte do mundo.[10]

Situação atual

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Numa revisão de um grande número de estudos por Suedel et al.[11] concluíram que, embora os casos de biomagnificação sejam provavelmente mais limitados do que se pensava anteriormente, há boas evidências de que DDT, DDE, PCBs, toxafeno e formas orgânicas de mercúrio e arsénio biomagnificam na natureza. Para outros poluentes, a bioconcentração e a bioacumulação explicam as suas elevadas concentrações nos tecidos dos organismos. Mais recentemente, Gray[12] descobriu que substâncias semelhantes permaneceram nos organismos e não se diluíram para concentrações não perigosas. A recuperação bem-sucedida das populações de predadores de topo (águia-americana, falcões-peregrinos) na América do Norte após a proibição do uso de DDT na agricultura atesta a importância de reconhecer e tomar medidas contra a biomagnificação.[6]

Substâncias que biomagnificam

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Dois grupos comuns de compostos que são conhecidos por biomagnificar são os hidrocarbonetos clorados, também conhecidos como organoclorados, e compostos inorgânicos como o metilmercúrio ou metais pesados.[6] Ambos são lipofílicos e não se degradam facilmente. As novas substâncias orgânicas, como os organoclorados, não são facilmente degradadas porque os organismos não tiveram historicamente exposição prévia e não desenvolveram mecanismos específicos para a desintoxicação e excreção, uma vez que não houve pressão de selecção para tal. Estas substâncias são, por isso, conhecidas como "poluentes orgânicos persistentes".[13]

Os metais não são degradáveis ​​porque são elementos químicos. Os organismos, especialmente aqueles sujeitos a níveis naturalmente elevados de exposição a metais, possuem mecanismos para sequestrar e excretar metais. Os problemas surgem quando os organismos são expostos a concentrações superiores ao normal de metais pesados, que não podem ser excretados com a rapidez suficiente para evitar danos. Os metais pesados ​​persistentes, como o chumbo, o cádmio, o mercúrio e o arsénio, podem ter muitos efeitos adversos na saúde das espécies.[14]

Novas substancias orgânicas

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Ver artigo principal: Contaminantes orgânicos persistentes

Notas

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Referências

  1. ↑ Silvy, Nova J., ed. (2012). The Wildlife Techniques Manual: Research. 1 7ª ed. Baltimore, Maryland: The Johns Hopkins University Press. pp. 154–155. ISBN 978-1-4214-0159-1 
  2. ↑ «USGS Toxic Substances Hydrology Program: Bioaccumulation». Consultado em 29 de abril de 2016. Cópia arquivada em 5 de agosto de 2011 
  3. ↑ a b Alexander (1999). «Bioaccumulation, bioconcentration, biomagnification». Environmental Geology. Col: Encyclopedia of Earth Science. [S.l.: s.n.] pp. 43–44. ISBN 978-0-412-74050-3. doi:10.1007/1-4020-4494-1_31 
  4. ↑ Landrum, PF and SW Fisher, 1999. Influence of lipids on the bioaccumulation and trophic transfer of organic contaminants in aquatic organisms. Chapter 9 in MT Arts and BC Wainman. Lipids in fresh water ecosystems. Springer Verlag, Nova York.
  5. ↑ Campbell, Linda M.; Norstrom, Ross J.; Hobson, Keith A.; Muir, Derek C. G.; Backus, Sean; Fisk, Aaron T. (1 de dezembro de 2005). «Mercury and other trace elements in a pelagic Arctic marine food web (Northwater Polynya, Baffin Bay)». Science of the Total Environment. Contaminants in Canadian Arctic Biota and Implications for Human Health (em inglês). 351-352: 247–263. Bibcode:2005ScTEn.351..247C. ISSN 0048-9697. PMID 16061271. doi:10.1016/j.scitotenv.2005.02.043 
  6. ↑ a b c d Freedman, Bill (2021). Nemeh, Katherine H.; Longe, Jacqueline L., eds. The Gale Encyclopedia of Science. 1 6th ed. [S.l.]: Gale. pp. 594–597. ISBN 978-0-02-867717-0 
  7. ↑ Croteau, M., S. N. Luoma e A. R. Stewart. 2005. Transferência trófica de metais ao longo das cadeias alimentares de água doce: Evidência da biomagnificação do cádmio na natureza. Limnol. Oceanogr. 50 (5): 1511-1519.
  8. ↑ EPA (U.S. Environmental Protection Agency). 1997. Mercury Study Report to Congress. Vol. IV: An Assessment of Exposure to Mercury in the United States . EPA-452/R-97-006. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards and Office of Research and Development.
  9. ↑ Edwards, Clive A. (2004). Stapleton, ed. Pollution A to Z Richard M. ed. New York, NY: Gale. pp. 118–200. ISBN 978-0-02-865700-4 
  10. ↑ «DDT Ban Takes Effect». United States Environmental Protection Agency. 31 de dezembro de 1972. Consultado em 10 de agosto de 2014. Cópia arquivada em 12 de agosto de 2014 
  11. ↑ Suedel, B.C., Boraczek, J.A., Peddicord, R.K., Clifford, P.A. e Dillon, T.M., 1994. Transferência trófica e potencial de biomagnificação de poluentes em ecossistemas aquáticos. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology 136: 21–89.
  12. ↑ Gray, J.S., 2002. Biomagnification in marine systems: the perspective of an ecologist. Mar. Pollut. Touro. 45: 46–52.
  13. ↑ «Poluentes Orgânicos Persistentes» (PDF). Programa das Nações Unidas para o Ambiente. 26 de setembro de 2007. Consultado em 8 de dezembro de 2022. Cópia arquivada (PDF) em 26 de setembro de 2007 
  14. ↑ Ali, Hazrat; Khan, Ezzat (18 de agosto de 2019). «Trophic transfer, bioaccumulation, and biomagnification of non-essential hazardous heavy metals and metalloids in food chains/webs—Concepts and implications for wildlife and human health». Human and Ecological Risk Assessment. 25 (6): 1353–1376. Bibcode:2019HERA...25.1353A. ISSN 1080-7039. doi:10.1080/10807039.2018.1469398 

Ver também

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Outros artigos

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Ligações externas

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  • Fisk AT, Hoekstra PF, Borga K, and DCG Muir, 2003. Biomagnification. Mar. Pollut. Bull. 46 (4): 522-524
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