Durante mucho tiempo, los seres humanos tenían una habilidad especial para concentrar metales pesados que de otra forma permanecerían en bajas concentraciones en el medio ambiente. Estos contaminantes producidos por humanos se pueden encontrar hace ya un millón de años con incendios en cuevas durante la Era Paleolítica, paradesarrollo industrial en el siglo XIX, a mayores concentraciones de contaminantes como el cadmio y el plomo en el siglo XX.
Debido a los efectos de la contaminación por metales pesados en el medio ambiente y la salud humana, la medición es crítica, tanto para determinar los niveles actuales como para documentar los niveles históricos. Sin embargo, puede ser un desafío reunir y analizar datos retrospectivos, con métodos que incluyen químicosanálisis de sitios arqueológicos y comparación de registros históricos con núcleos sedimentarios. En un artículo reciente publicado en Aplicaciones en Ciencias de las plantas , los investigadores de la Universidad de Brown han demostrado un recurso único que ha estado bajo nuestros pies durante décadas: plantas herbáceas prensadas, etiquetadas y almacenadas como especímenes de herbario.
Los herbarios han sido durante mucho tiempo un recurso valioso, tradicionalmente para ayudar en la identificación de la flora local, pero más recientemente para abordar cuestiones ecológicas, incluidas las especies invasoras y los efectos del cambio climático. Del mismo modo, las plantas se han utilizado durante décadas como indicadores de fuertescontaminación de metales. Este es uno de los primeros estudios, sin embargo, para demostrar la eficacia del uso de especímenes de herbario de plantas herbáceas para rastrear los cambios en las concentraciones de metales pesados a lo largo del tiempo.
Utilizando muestras de plantas herbáceas del herbario de la Universidad de Brown recogidas de 1846 a 1916, el Dr. Tim Whitfeld, autor principal del estudio, y sus colegas extrajeron y cuantificaron las concentraciones de metales pesados, incluidos cobre, plomo y zinc. Se recogieron las muestras de plantas utilizadas.de diferentes áreas alrededor de Providence, Rhode Island. Mirando a través del tiempo y alrededor de una bulliciosa ciudad industrial a principios del siglo XIX, los autores pudieron demostrar que las concentraciones de zinc y cobre se mantuvieron relativamente consistentes a lo largo del tiempo, y que las concentraciones de plomo se redujeron significativamente deregistros históricos en comparación con colecciones de las mismas áreas en 2015.
La autora principal del estudio, Sofia Rudin, estudiante de pregrado de la Universidad de Brown, fue la principal motivación para el estudio. "Mientras trabajaba como asistente de herbario, digitalizando nuestra colección, notó que muchos de los especímenes tenían información específica de localidad para variossitios alrededor de Providence que ella sabía que eran antiguas áreas industriales. Esto la llevó a preguntar si estas muestras podrían usarse para el estudio que finalmente completamos ", recuerda el Dr. Whitfeld.
Diferentes especies de plantas acumulan metales pesados de formas únicas, lo que hace que sea difícil tomar una amplia gama de muestras de plantas para una comparación simple de lado a lado. Para controlar esta variabilidad, era importante hacer coincidir las especies de muestras históricascon los que se encuentran hoy en la misma área. En algunos casos esto no fue posible y, por lo tanto, los investigadores se limitaron a tomar muestras dentro del mismo género. Surgieron desafíos adicionales debido a la naturaleza de la utilización de colecciones históricas.
Whitfeld explica: "Sofía encontró problemas particulares con el análisis de las concentraciones de mercurio debido al uso histórico del cloruro de mercurio como insecticida en las colecciones de herbario. Fue imposible evaluar con precisión las concentraciones de Hg [mercurio] en la planta porque el tratamiento con insecticida saturadoel sensor. Esto fue desafortunado porque documentar los cambios a Hg [mercurio] a través del tiempo fue originalmente uno de nuestros objetivos de investigación ".
A pesar de estos desafíos, los autores aún pudieron enfatizar tendencias más amplias en la acumulación de metales pesados en el área de Providence, es decir, disminuciones en las concentraciones de plomo debido en parte a las regulaciones de la Agencia de Protección Ambiental, pero también a esfuerzos de remediación específicos en un área industrial históricamente activa.
Whitfeld y sus colegas aún no han terminado. Según Whitfeld, "Sofía está construyendo sobre este proyecto con un análisis más detallado de las concentraciones de metales pesados en uno de nuestros sitios de estudio. Su trabajo incluye el análisis de sedimentos de estanques, suelos ymás recolección para documentar la diversidad vegetal ... También esperamos lanzar una red más amplia en Providence con un análisis de especímenes históricos de Plantago [plátano] en un intento de hacer coincidir las tendencias terrestres en la concentración de metales pesados con mediciones tomadas de sedimentos marinos cercanos en la Bahía de Narragansett [al sur de Providence] ".
Además del objetivo del estudio de demostrar la utilidad de las muestras de herbario para medir los niveles de concentraciones de metales pesados, el estudio tenía un segundo objetivo igualmente importante. Como explica Whitfeld, "Queríamos resaltar la relevancia de las colecciones de herbario para un ampliovariedad de preguntas ecológicas, para resaltar su importancia en las ciencias biológicas y ambientales "
La lista de preguntas ecológicas que los herbarios pueden abordar es larga e incluye biogeografía, etnobotánica, seguimiento de especies invasoras, enfermedades de las plantas y estudio del impacto del cambio climático en los tiempos de floración. Sin embargo, el impacto de los herbarios en la investigación no se detiene allíComo explica el Dr. Whitfeld, "Las colecciones de herbario son herramientas particularmente valiosas en la educación universitaria de pregrado. Ha sido mi experiencia que los estudiantes están especialmente motivados para contribuir a las colecciones e incluir oportunidades para recolectar y ofrecer experiencia de campo para que esto suceda es una manera efectivainvolucrar a los estudiantes en la botánica. Por lo tanto, si las universidades invierten en mantener sus colecciones de herbario, hay una gran recompensa en términos de mayores oportunidades educativas ".
Además del beneficio para las oportunidades educativas, las inversiones en herbarios dan como resultado un mayor potencial para futuros estudios retrospectivos ". Los numerosos portales de herbario en línea que compilan imágenes digitales y etiquetan datos de diferentes colecciones son útiles para cualquier tipo de estudio que requiera máslas muestras que figuran en la colección casera del investigador ", señala Whitfeld." Es especialmente importante que los herbarios más pequeños puedan buscar y acceder a colecciones de instituciones más grandes para ampliar sus estudios ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Botánica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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