Efectos de los Materiales Nanoestructurados de Carbón y Silicio en el Crecimiento del Alga

Abstract

Los materiales nanoestructurados pueden encontrarse con frecuencia en una amplia gama de productos dada su creciente aplicación en distintos campos industriales como la electrónica, computación, farmacéutica, cosmética y la fabricación de pinturas, entre otros. Esto genera la posibilidad de encontrar estos nanomateriales en el medio ambiente y surgen nuevos riesgos asociados a la posible diseminación de materiales nanoestructurales principalmente en ambientes acuáticos, cuyos efectos en los sistemas biológicos no han sido estudiados. En este trabajo se evaluaron los efectos de los nanomateriales de sílice y grafeno en el crecimiento y desarrollo de la microalga Pseudokirchneriella subcapitata, un organismo útil para generar evidencias sobre los efectos de sustancias en sistemas biológicos dado que forma parte del nivel primario de la cadena trófica, es decir, es un organismo productor primario que interviene en la transformación de nutrientes y en la generación del flujo de energía que sostiene las cadenas tróficas de los sistemas naturales. Para generar evidencia sobre los efectos de los materiales nanoestructurados de grafeno y sílice, se realizaron pruebas de exposición a través de ensayos de crecimiento algal con la especie P. subcapitata, siguiendo el método propuesto por Blaise et al., (2000) y adaptado por Pica-Granados et al., (2004). Dicho método se basa en la determinación del efecto de inhibición sobre el crecimiento poblacional de la microalga P. subcapitata, luego de que las células algales han sido expuestas 72 h, a diversas concentraciones de las nanopartículas. Adicionalmente se realizaron observaciones sobre la estructura y distribución de las algas, así como la medición de la talla celular de estas mismas, con el fin de identificar otros indicadores relevantes de efecto. Los resultados mostraron que la inhibición del crecimiento poblacional de las algas, así como los cambios en la talla celular individual, este último considerado un nuevo indicador, fueron los principales rasgos de alteración asociados a la exposición a las nanopartículas de grafeno y silicio, a partir de los cuales puede ser posible inferir el peligro o riesgo ambiental que representan estos nanomateriales. II Respecto a la inhibición del crecimiento celular de P. subcapitata, se encontró que la concentración inhibitoria al 50 % (CI50-72h) asociada a la exposición de nanopartículas de grafeno y sílice, fue de 10.619 mg L-1 y 12.167 mg L-1, respectivamente. Para la talla celular individual, se observó que las algas reducen su talla entre 18% y 28%, para ambos materiales y para todas las concentraciones de nanomateriales analizadas (0.74 mg L-1 a 50 mg L-1), la disminución de la talla tiende a presentar valores mayores de reducción a las concentraciones más elevadas. Con base en los resultados obtenidos, la prueba de exposición con el alga P. subcapitata es una herramienta de utilidad que podría formar parte de una batería de pruebas, para la evaluación de efectos asociados a nanomateriales, considerando como indicadores de utilidad tanto el efecto inhibitorio del crecimiento poblacional como en la reducción del tamaño celular, con el fin de discernir aquellos materiales inocuos al ambiente de otros que representen algún peligro a los ecosistemas.