Organismo indicador

Los organismos indicadores se utilizan como indicadores para monitorear las condiciones de un entorno, ecosistema, área, hábitat o producto de consumo en particular. Ciertas bacterias, hongos y huevos de helmintos se utilizan para diversos fines.

Ciertas bacterias pueden utilizarse como organismos indicadores en situaciones particulares, como cuando están presentes en masas de agua. Si bien las bacterias indicadoras en sí mismas pueden no ser patógenas, su presencia en los desechos puede indicar la presencia de otros patógenos. De forma similar a la variedad de organismos indicadores, también existen diversos tipos de bacterias indicadoras. Los indicadores más comunes son los coliformes totales, los coliformes fecales, la E. coli y los enterococos. La presencia de bacterias comúnmente presentes en las heces humanas, denominadas bacterias coliformes (p. ej., E. coli), en aguas superficiales es un indicador común de contaminación fecal. Los medios por los cuales los patógenos presentes en la materia fecal pueden ingresar a las masas de agua recreativas incluyen, entre otros, las aguas residuales, los sistemas sépticos, la escorrentía urbana, los desechos recreativos costeros y los desechos ganaderos.Por esta razón, los programas de saneamiento suelen analizar el agua para detectar la presencia de estos organismos y garantizar que los sistemas de agua potable no estén contaminados con heces. Este análisis puede realizarse mediante varios métodos, que generalmente implican tomar muestras de agua o filtrar grandes cantidades de agua para muestrear las bacterias y luego analizarlas para ver si las bacterias de esa agua crecen en medios selectivos como el agar MacConkey. El agar MacConkey solo permite el crecimiento de bacterias gramnegativas, y estas crecerán de forma diferente según cómo metabolicen la lactosa o su incapacidad para hacerlo. Como alternativa, se puede analizar la muestra para ver si utiliza diversos nutrientes de forma característica de las bacterias coliformes.Las bacterias coliformes seleccionadas como indicadoras de contaminación fecal no deben persistir en el ambiente durante largos periodos tras su eflujo intestinal, y su presencia debe estar estrechamente correlacionada con la contaminación por otros organismos fecales. Los organismos indicadores no necesariamente deben ser patógenos.Las bacterias no coliformes, como Streptococcus bovis y ciertos clostridios, también pueden utilizarse como índice de contaminación fecal.La presencia de bacterias indicadoras se mide en diversos ecosistemas y, en ocasiones, junto con otras mediciones. En los Grandes Lagos, se realizó un estudio para analizar las concentraciones de bacterias indicadoras fecales (BIF) y marcadores genéticos de patógenos. Las BIF medidas en este estudio incluyeron bacterias coliformes fecales, E. coli y enterococos. Las BIF se recolectaron mediante filtración por membrana y dilución seriada, lo que produjo muestras que pudieron cultivarse y utilizarse para realizar PCR y amplificar los genes patógenos en cuestión. Entre los 22 puntos de muestreo, se analizaron 165 muestras y se encontró que las concentraciones de E. coli oscilaban entre menos de 2 y 26 000 UFC/100 ml, las de enterococos entre menos de 2 y 31 000 UFC/100 ml, y las de bacterias coliformes fecales entre menos de 2 y 950 UFC/100 ml.Otro ejemplo de bacterias indicadoras que se miden con fines de seguridad se encuentra en Malibú, California. El estado de California exige que las playas con más de 50,000 visitantes al año sean monitoreadas para detectar FIB. Se observaron altas concentraciones de FIB, que superan lo que la EPA considera aceptable, en la Laguna de Malibú y otras playas de Malibú. La medición de altos niveles de FIB da lugar a una búsqueda para determinar la(s) fuente(s). Las posibles fuentes de FIB en el área de Malibú incluyen desechos de sistemas de tratamiento de aguas residuales, escorrentía de desarrollos locales y desechos de fauna silvestre. Se midieron FIB comunes, incluyendo enterococos, que se presentaron en niveles de hasta 242,000 NMP/100 ml en los sistemas de tratamiento de aguas residuales in situ. La medición de FIB es generalizada y se utiliza con el fin de garantizar la seguridad de las aguas.En Texas, se midió la presencia y distribución de FIB, en particular coliformes fecales y E. coli, en arroyos que reciben descargas del Aeropuerto Internacional Dallas-Fort Worth y sus alrededores. Estos arroyos que reciben los desechos albergan vida acuática, se utilizan con fines recreativos y como zonas de pesca. Existen diversas normas para garantizar la seguridad de todos los organismos presentes en el ecosistema, incluidos los humanos. La E. coli se utiliza como indicador de calidad del agua insegura o inferior a la estándar para uso recreativo en Texas. Los estándares para los niveles de E. coli que declaran insegura la recreación por contacto son una media geométrica superior a 126 UFC/100 ml, o más de una cuarta parte de las muestras que miden niveles superiores a 394 UFC/100 ml. Se analizaron varios sitios, algunos de los cuales superaron los niveles aceptables de E. coli y, por lo tanto, no permitieron el uso recreativo. Este es otro ejemplo de cómo se utilizan las pruebas de bacterias indicadoras para determinar si las masas de agua son seguras para diversos usos, en particular el recreativo.Las especies de Penicillium, Aspergillus niger y Candida albicans se utilizan en la industria farmacéutica para análisis de límites microbianos, evaluación de la carga biológica, validación de métodos, pruebas de provocación antimicrobiana y control de calidad. Cuando se utilizan con este fin, Penicillium y A. niger son organismos indicadores de moho según los compendios.

Los mohos como Trichoderma, Exophiala, Stachybotrys, Aspergillus fumigatus, Aspergillus versicolor, Phialophora, Fusarium, Ulocladium y ciertas levaduras se utilizan como indicadores de la calidad del aire interior.Las técnicas metagenómicas permiten secuenciar poblaciones completas de microorganismos en una sola operación. Con la secuenciación metagenómica, es posible utilizar toda la comunidad de organismos fúngicos, o micobioma, en el suelo o el agua de una zona determinada como indicador biológico de actividad antropogénica, como el desbordamiento de aguas residuales de una zona urbana o la escorrentía de fertilizantes y pesticidas de una zona agrícola.Se ha descubierto que la composición de las comunidades fúngicas es un buen indicador de propiedades ambientales como el pH, la altitud y la temperatura del agua. Chauvet utilizó este enfoque para realizar mediciones de estas variables en todo el ecosistema mediante una red de estaciones de monitoreo en 27 arroyos del suroeste de Francia.Cudowski et al. tomaron muestras de hongos en el agua del canal Augustow, en el este de Polonia. Tomaron diversas medidas estándar de la calidad del agua: temperatura, saturación de oxígeno, pH y niveles de nitrógeno disuelto, carbono orgánico y azufre. Identificaron las especies mediante métodos microscópicos y análisis RFLP. Encontraron 38 especies de hongos, incluyendo 12 hifomicetos y 13 patógenos potenciales, pertenecientes a los dermatofitos o a parientes de C. albicans. Cudowski et al. descubrieron que podían determinar si una muestra de agua se había tomado de la parte natural (similar a un lago) o artificial del canal. También descubrieron que los tres grupos principales de hongos que encontraron (hifomicetos, dermatofitos y parientes de Candida) podían predecir muchas de sus mediciones de la calidad del agua, que formaron dos grupos en un análisis de redundancia.Bouffand et al. utilizaron hongos micorrízicos arbusculares (HMA), un clado asexual de hongos que forman relaciones simbióticas con los sistemas radiculares de las plantas, como indicadores para evaluar la función del suelo y la biodiversidad en numerosos lugares de Europa. Tomaron muestras de suelo en diversas zonas climáticas (atlántica, continental, mediterránea y alpina) y tres regímenes de uso del suelo (cultivo, pastizales y silvicultura), y secuenciaron el ADN de los hongos presentes en el suelo. Encontraron ocho especies indicadoras del pH del suelo: cuatro que solo estaban presentes cuando el pH era inferior a 5, tres para pH > 5 y una para pH > 7. Encontraron ocho indicadores del uso del suelo: dos para bosques, cinco para agricultura y pastizales, y uno para ambos. También encontraron un hongo indicador presente cuando el carbono orgánico del suelo era alto y otro cuando era bajo.

Los huevos de helmintos (gusanos parásitos) son un organismo indicador comúnmente utilizado para evaluar la seguridad de los sistemas de saneamiento y reutilización de aguas residuales (estos sistemas también se denominan reutilización de excrementos humanos). Esto se debe a que son los patógenos más resistentes de todos los tipos de patógenos (pueden ser virus, bacterias, protozoos y helmintos). Esto significa que son relativamente difíciles de destruir mediante métodos de tratamiento convencionales. Pueden sobrevivir de 10 a 12 meses en climas tropicales. Estos huevos también se denominan óvulos en la literatura.Los huevos de helmintos presentes en aguas residuales y lodos provienen de helmintos transmitidos por el suelo (STH), entre los que se incluyen Ascaris lumbricoides (Ascaris), Anclostoma duodenale, Necator americanus (anquilostoma) y Trichuris trichiura (tricocéfalo). Los Ascaris y los tricocéfalos presentes en sistemas de aguas residuales reutilizables pueden causar ciertas enfermedades y complicaciones si son ingeridos por humanos y cerdos. Los anquilostomas se implantan y eclosionan sus larvas en el suelo, donde crecen hasta la madurez. Una vez que los huevos de anquilostoma están completamente desarrollados, infectan a los organismos arrastrándose a través de su piel.La presencia o ausencia de huevos viables de helmintos ('viables' significa que una larva podría eclosionar del huevo) en una muestra de materia fecal seca, compost o lodos fecales se utiliza a menudo para evaluar la eficiencia de diversos procesos de tratamiento de aguas residuales y lodos en términos de eliminación de patógenos. En particular, el número de huevos viables de Ascaris se suele tomar como indicador de todos los huevos de helmintos en los procesos de tratamiento, ya que son muy comunes en muchas partes del mundo y relativamente fáciles de identificar al microscopio. Sin embargo, las características exactas de inactivación pueden variar según el tipo de huevos de helmintos.

La técnica utilizada para el análisis depende del tipo de muestra. Cuando los huevos de helmintos se encuentran en lodos, se emplean procesos como la posestabilización alcalina, el tratamiento ácido y la digestión anaeróbica para reducir la cantidad de huevos de helmintos en zonas con una alta concentración. Estos métodos permiten que los huevos de helmintos se mantengan dentro de los requisitos saludables de ≤1 huevo por litro. La deshidratación se utiliza para inactivar los huevos de helmintos en lodos fecales. Este tipo de inactivación ocurre cuando las heces se almacenan entre 1 y 2 años, presentan un alto contenido de sólidos totales (>50-60%), se añaden elementos como hojas, cal, tierra, etc., y se mantienen a una temperatura de 30 °C o superior.

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