Residuos y biodiversidad

Define qué es un xenobiótico y pon dos ejemplos, explicando por qué los organismos descomponedores tienen dificultad para degradar estas sustancias.

Diferencia bioacumulación y biomagnificación apoyándote en una cadena trófica marina de tres niveles que tú elijas.

Las autoridades recomiendan limitar el consumo de atún, pez espada y tiburón, especialmente a embarazadas y niños, por su contenido en mercurio. Explica, usando los conceptos de persistencia, bioacumulación y biomagnificación, por qué el mercurio se concentra precisamente en los grandes peces depredadores y no en las sardinas.

Un barranco recibe vertidos de curtidoras con cromo hexavalente [Cr(VI)]. Los análisis ecotoxicológicos revelan:

• Agua superficial: Cr total = 0.08 mg/L (prácticamente todo en forma de Cr(VI)).

• Sedimento superficial (primeros 10 cm): Cr total = 1450 mg/kg.

• Macroinvertebrados bentónicos (larvas de efímera): Cr = 320 mg/kg en peso seco.

• Peces bentónicos (barbos, músculo): Cr = 45 mg/kg; peces nectónicos carnívoros (truchas, músculo): Cr = 18 mg/kg.

1. a) Interpreta el patrón de distribución: justifica por qué la concentración en el sedimento supera en cuatro órdenes de magnitud a la del agua. Analiza los datos de barbos y truchas: ¿estamos ante un proceso de bioacumulación o de biomagnificación trófica? Contrasta este comportamiento con el de contaminantes organoclorados como el DDT.
2. b) Un informe técnico sugiere «aplicar fitorremediación plantando sauces directamente en el lecho del barranco». Discute la viabilidad y los riesgos de transferir el contaminante a las redes tróficas terrestres mediante la hojarasca.
3. c) Propón una secuencia técnica de remediación que combine un tratamiento químico reductor previo (Cr(VI) a Cr(III)) con una fitoestabilización posterior, justificando el cambio de solubilidad y biodisponibilidad entre ambas formas iónicas.

Un vertedero clausurado hace 15 años sobre calizas kársticas fracturadas carece de geomembrana basal. A 800 m ladera abajo se sitúa un manantial que abastece a un pueblo y alimenta un humedal protegido. El análisis del agua del manantial muestra: conductividad eléctrica de 2400 µS/cm (valor basal natural: 450 µS/cm), amonio a 12 mg/L (límite legal: 0.5 mg/L), trazas de benceno y descenso del oxígeno disuelto a 1.8 mg/L en el humedal.

1. a) Justifica hidrogeológicamente por qué la litología del sustrato acelera el impacto y predice qué consecuencias tendrá este cóctel químico en la red trófica del humedal.
2. b) Un miembro del concejo municipal propone «bombear agua limpia al vertedero para diluir la contaminación subterránea». Rebate técnicamente su propuesta demostrando qué riesgos hidrogeológicos desencadenaría.
3. c) Diseña un plan de actuación urgente en tres fases (contención hidráulica inmediata, sellado/captación de lixiviados y biorremediación), justificando el orden cronológico de cada medida para evitar el colapso del ecosistema.

Tras un derrame de diésel en un suelo arenoso periurbano, se ensayan tres parcelas de biorremediación in situ durante 90 días, monitoreando la concentración de hidrocarburos totales (TPH) a partir de un valor inicial de 15 000 mg/kg:

• Parcela A (atenuación natural, sin intervención): TPH final = 13 800 mg/kg; población bacteriana degradadora = 10⁴ UFC/g.

• Parcela B (bioestimulación con adición de N y P en relación C:N:P 100:10:1 y labranza periódica para airear): TPH final = 1200 mg/kg; población degradadora = 10⁸ UFC/g.

• Parcela C (bioaumentación con un inóculo comercial de bacterias degradadoras alóctonas, sin corrección de nutrientes ni labranza): TPH final = 11 500 mg/kg; las bacterias introducidas caen a niveles indetectables a los 20 días.

1. a) Interpreta los resultados comparando B y C: justifica qué factor limitaba la biodegradación en el suelo original e identifica por qué fracasó la bioaumentación.
2. b) Predice razonadamente qué habría ocurrido en la Parcela B si el suelo se hubiera inundado por lluvias torrenciales continuas, indicando qué rutas metabólicas microbianas se verían afectadas.
3. c) Si los hidrocarburos hubieran migrado a la zona saturada (un acuífero anóxico profundo), justifica por qué los métodos fisicoquímicos (como la extracción multifásica o las barreras reactivas permeables) competirían con ventaja frente a la bioestimulación aerobia estándar.

Explica qué son los microplásticos, cuáles son sus dos orígenes principales y por qué resulta tan difícil retirarlos del océano. Propón dos medidas eficaces para reducir su llegada al mar.

Las llamadas «islas de plástico» se forman en el centro de los grandes giros oceánicos. Explica cómo las corrientes concentran allí los residuos flotantes, por qué el plástico no desaparece sino que se fragmenta en microplásticos y qué dificultades tiene su limpieza a gran escala.

Define biodiversidad y explica sus tres niveles —diversidad genética, de especies y de ecosistemas— poniendo un ejemplo de cada uno.

Explica qué es una especie exótica y en qué condiciones pasa a considerarse invasora, citando un ejemplo de especie exótica no invasora en Estados Unidos y otro de invasora.

Relaciona la pérdida de biodiversidad con la pérdida de servicios ecosistémicos utilizando dos ejemplos concretos (por ejemplo polinizadores, humedales o arrecifes), e indica qué tipo de servicio se degrada en cada caso.

El ritmo actual de extinción de especies se estima decenas o cientos de veces superior al ritmo de fondo del registro fósil. Explica qué es el ritmo de fondo de extinción, cita las grandes causas de la crisis actual (destrucción de hábitat, sobreexplotación, especies invasoras, contaminación, clima) y razona por qué se habla de una posible sexta extinción masiva.

Tras cuatro años de la recolonización natural del lobo ibérico (Canis lupus) en una región de montaña cantábrica, un equipo científico recoge los siguientes datos cuantitativos:

• La densidad de ciervos y corzos se ha reducido un 22 %, pero el tiempo de permanencia de los ungulados en riberas y claros abiertos ha caído un 70 % (efecto de «paisaje del miedo»).

• La regeneración de sauces, abedules y tejos en las márgenes fluviales ha aumentado un 55 %, reduciendo la turbidez estival del río en un 40 % y duplicando la diversidad de macroinvertebrados acuáticos.

• Los daños de jabalíes a cultivos de maíz periurbanos han disminuido un 35 % por cambios en sus rutas de forrajeo nocturno.

• Paralelamente, los ataques registrados a explotaciones de ganado ovino en régimen extensivo sin guarda han aumentado de 2 a 31 anuales.

1. a) Explica el concepto de cascada trófica top-down a partir de estos datos, discriminando el efecto directo por depredación del efecto indirecto conductual sobre la morfología fluvial y la biodiversidad.
2. b) Rebate tanto la postura de quienes defienden la «erradicación total del depredador para salvar el medio rural» como la de quienes promueven una «protección estricta sin gestión ni compensación», utilizando argumentos de ecología de ecosistemas y socioeconomía rural.
3. c) Diseña una propuesta de coexistencia basada en el comportamiento del depredador (uso de mastines educados con la manada de ovejas, cercados nocturnos electrificados y sincronización de partos) y justifica biológicamente por qué la caza no selectiva o el veneno suelen desestructurar los grupos familiares del lobo e incrementar, paradójicamente, los ataques al ganado doméstico.

En un embalse hidroeléctrico se detecta una densidad larvaria de mejillón cebra (Dreissena polymorpha) de 45 000 individuos/m². Paralelamente, la concentración de fitoplancton ha caído un 80 %, la transparencia del disco de Secchi ha aumentado de 1.2 m a 5.8 m y se observa una proliferación masiva de macrófitos sumergidos y cianobacterias bentónicas tóxicas.

1. a) Interpreta la cascada ecológica: ¿por qué un aumento drástico en la claridad del agua no es síntoma de mejora ambiental sino de desequilibrio grave? Relaciónalo con las estrategias reproductivas (r/K) y tróficas del bivalvo frente a las náyades autóctonas.
2. b) Una empresa propone introducir carpas negras asiáticas (Mylopharyngodon piceus), depredador natural del mejillón en su cuenca de origen, como método de biocontrol. Evalúa críticamente esta propuesta prediciendo sus consecuencias según los principios de la ecología de invasiones.
3. c) Diseña una estrategia combinada de control para una infraestructura de captación que minimice el impacto químico (evitando la cloración masiva continua) en el tramo fluvial inferior.

Un ensayo ecotoxicológico evalúa el impacto del insecticida neonicotinoide imidacloprid en colonias de abejas pecoreadoras (Apis mellifera):

• Concentración letal media (CL50 a 48 h en laboratorio): 40 ng/abeja.

• Concentración media detectada en polen y néctar de cultivos tratados: 4 ng/g.

• En ensayos de campo con dosis de 1.5 ng/g: la tasa de retorno a la colmena tras vuelos de 1 km disminuye un 62 % y la frecuencia de la «danza en ocho» decae un 75 %.

• A los 6 meses, las colmenas del entorno agrícola tratado sufren una pérdida del 40 % de su masa de cría y un aumento drástico del parásito oportunista Nosema ceranae.

1. a) Interpreta estos datos: demuestra por qué utilizar la CL50 como único indicador de seguridad ambiental enmascara el colapso poblacional por efectos subletales y cómo se relaciona esto con la inmunodepresión de la colonia.
2. b) Analiza el conflicto de intereses: un agricultor sostiene que sustituir este tratamiento preventivo de semillas por pulverizaciones aéreas convencionales de amplio espectro encarece la producción y mata insectos por contacto directo. ¿Qué consecuencias a medio plazo tiene cada modelo sobre la resistencia de las plagas y la pérdida de polinizadores silvestres?
3. c) Diseña un programa de Gestión Integrada de Plagas (GIP) para ese condado agrícola que prescinda del tratamiento químico preventivo, incorporando umbrales de daño económico y medidas de infraestructura ecológica (setos y bandas florales reservorio).