Biomarcadores de contaminación por cadmio en las plantas / Biomarkers of cadmium pollution in plants

Debido a la función vital que desempeñan las plantas en los ecosistemas, estos organismos han sido utilizados para la diagnosis o predicción de las consecuencias negativas de actividades antropogénicas mediante el estudio de sus procesos fisiológicos, respuestas bioquímicas, mecanismos de adaptación y mortalidad. Las respuestas que tienen lugar en los organismos como consecuencia del efecto de un contaminante se han denominado biomarcadores. Éstos pueden definirse como las variaciones bioquímicas, celulares, fisiológicas o comportamentales que pueden ser medidas en el tejido, en los fluidos corporales y/o a nivel del organismo completo, y brindan evidencia de la exposición a uno o más componentes químicos. Los biomarcadores ofrecen información completa y biológicamente relevante sobre el potencial impacto de los contaminantes tóxicos en la salud de los organismos. Tienen la ventaja de poner en evidencia síntomas tempranos del daño causado por el contaminante y, por tanto, pueden ser utilizados como señales de alarma ante la presencia de contaminantes químicos. En este trabajo se analiza información referente a las plantas como posibles bioindicadoras de contaminación por cadmio y de los biomarcadores que pueden ser utilizados para monitoreo ambiental. Para este fin, se describe al Cd como contaminante ambiental, se presenta su ciclo biogeoquímico, las fuentes naturales y antropogénicas, y sus efectos sobre las plantas y el medio ambiente. Seguidamente se presentan las principales respuestas moleculares de las plantas como señales de alarma temprana del daño generado por Cd y se propone su uso en el monitoreo de la contaminación por este metal.

Fotosíntesis en tres poblaciones altitudinales de la planta andina Espeletia schultzii (Compositae) / Photosynthesis in three altitudinal populations of the Andean plant Espeletia schultzii (Compositae)

Photosynthesis was compared in three altitudinal populations of Espeletia schultzii: 3,100, 3,550 and 4,200 masl. The measured parameters were Rubisco activity (EC 4.1.139), chlorophyll, soluble protein and soluble sugars contents, and specific leaf area (SLA). The 4,200 m population had a higher Rubisco activity (at 4 degrees C) followed by those at 3,550 m and 3,100 m. There were no significant differences between populations at 3,100 m and 3,550 m (ANOVA), but their activities were different from those of the 4,200 m population. Chlorophyll a content decreased slightly with elevation, while chlorophyll b was constant; therefore, the Ra/b ratio decreased with elevation, but not significantly. The leaf soluble sugars content increased along the altitudinal gradient. Leaf protein content did not differ. The SLA decreased with altitude. The increase in Rubisco activity might reflect higher enzyme activation and not higher enzyme protein. The increase in soluble sugars is probably associated to Rubisco activity. Three out of the five measured parameters revealed differences with altitude, suggesting a compromise between a higher metabolic activity and a smaller cellular volume.

Se establece una comparación de algunos parámetros fotosintéticos: actividad Rubisco (Ribulosa 1, 5-bis-fosfato carboxilasa EC 4.1.1.39) contenidos de clorofilas, azúcares solubles totales y proteínas solubles totales y área foliar específica (AFE), en tres poblaciones altitudinales de Espeletia schultzii ubicadas a 3 100, 3 550 y 4 200 msnm. De acuerdo con el análisis de varianza la población a 4 200 m presentó una actividad Rubisco significativamente mayor que las otras dos, en cuyos casos los valores no fueron diferentes. Los contenidos de clorofila a presentan una leve tendencia a la disminución con la altura; mientras que la clorofila b se mantiene constante, razón por la cual la relación a/b (R a/b) disminuye con la elevación, aunque, las diferencias no son significativas. El contenido de azúcares en cada una de las poblaciones estudiadas (gm-2), aumenta con la elevación; las diferencias entre las poblaciones son significativas. Con relación al contenido de proteínas, no existen diferencias entre las poblaciones estudiadas. El área foliar específica (AFE) disminuye significativamente con la altura. Es probable que el incremento en la actividad Rubisco sea producido por una mayor activación de la enzima y no por el mayor contenido de proteína. Los azúcares solubles presentan incremento significativo, este hecho es probable que se encuentre asociado con la actividad Rubisco. De los cinco parámetros fotosintéticos medidos, tres presentan diferencias significativas asociadas con la altitud. Esto representa un compromiso entre una mayor actividad metabólica mantenida en un menor volumen celular.