La eutrofización, también conocida como hipertroficación, es un término utilizado en ecología para referirse al fenómeno por el que un ecosistema acuático se enriquece en minerales y nutrientes de forma desmesurada, lo que provoca un sobrecrecimiento de productores primarios: plantas, algas y otros organismos del fitoplancton.
El problema de la eutrofización es que aumenta considerablemente la biomasa del ecosistema pero con un gran empobrecimiento de la biodiversidad, disminución de la calidad del agua e, incluso, la producción de sustancias tóxicas para animales y plantas.
Las masas de agua que sufren eutrofización se vuelven turbias y típicamente coloreadas de verde, amarillo, marrón o rojo, según los microorganismos del fitoplancton que más hayan crecido.
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Mecanismo de eutrofización
La eutrofización se debe generalmente a un gran aporte de nutrientes, principalmente compuestos de nitrógeno y de fósforo, que lleva a un sobrecrecimiento de plantas, algas y organismos del fitoplancton.
Cuando estos organismos mueren, la descomposición de la materia orgánica por bacterias consume grandes cantidades del oxígeno disuelto en el agua y crean condiciones de hipoxia que afecta negativamente a peces y otros animales acuáticos, incluso con su muerte.
Los fosfatos se consideran el principal factor que limita la eutrofización en agua dulce. Una gran disponibilidad de fósforo suele producir un alto ratio de crecimiento y muerte de plantas, y favorece el crecimiento de algas, bacterias y otros organismos más simples que forman parte del plancton, causando una reducción severa de la calidad del agua.
Por su parte, el nitrógeno es el nutriente más limitante para el crecimiento de algas, y por ello es también el elemento más limitante para la eutrofización en aguas marinas.
Aunque se pueden producir fenómenos de eutrofización natural, es de mucho interés como problema medioambiental derivado de la actividad humana.
Las fuentes de nutrientes que provocan eutrofización provienen principalmente a las escorrentías urbanas, tanto industriales como domésticas, y las escorrentías agrícolas, ricas en fosfatos, nitratos y otros fertilizantes.
Ríos y lagos
Tras una eutrofización, cuando las algas y organismos del plancton mueren, su materia orgánica es descompuesta por la acción de organismos saprótrofos.
El proceso de descomposición consume grandes cantidades del oxígeno que está disuelto en el agua, reduciendo su concentración y su disponibilidad para otros organismos, incluyendo peces y animales acuáticos, lo que conduce a una considerable reducción de la biodiversidad.
Además, la gran carga de materia orgánica que se va acumulando en los fondos y zonas bentónicas, fomenta la actividad de organismos anaeróbicos y la liberación de gases de efecto invernadero como metano y dióxido de carbono.
Zonas costeras
La eutroficación es es fenómeno bastante común en las zonas costeras. En el agua marina el nutriente más limitante suele ser el nitrógeno, en lugar del fósforo que es más limitante en las masas de agua dulce.
Los estuarios, donde convergen agua marina y agua dulce, pueden estar limitados por ambos elementos, y suelen mostrar signos de eutrofización con zonas hipóxicas en los fondos, poca diversidad de peces y vida marina, y degradación del hábitat en mayor o menor grado.
Según los datos del Instituto de Recursos Mundiales (WRI, World Resources Institute) hay al menos 375 zonas costeras claramente hipóxicas en el planeta, la mayoría en Europa Occidental, las costas del Este y Sur de Estados Unidos, y el Este Asiático, sobre todo en Japón.
Además de las escorrentías desde tierra firme, la eutrofización del agua marina se ve favorecida por los vertidos de piscifactorías y descargas industriales ricas en amoníaco y otros compuestos nitrogenados.
Efectos ecológicos
La eutrofización comenzó a ser reconocida como un problema de contaminación acuática en Europa y Norte América a mediados del siglo XX, y desde entonces no ha dejado de aumentar.
Se estima que más de la mitad de los lagos de Asia, Europa y Norte América sufren eutrofización. En América del Sur estas estimaciones se sitúan en el 40% y en el 30% en África.
Los efectos ecológicos derivados de la eutrofización son diversos y numerosos, aunque estos tres suelen ser los más patentes: pérdida de biodiversidad, cambios en la composición de especies del ecosistema y efectos tóxicos.
Disminución de la biodiversidad
Ante una gran disponibilidad de nutrientes, los productores primarios son los primeros en acelerar su crecimiento y reproducción experimentando explosiones demográficas.
Los productores primarios en ecosistemas acuáticos son esencialmente organismos fotosintéticos, como algas, cianobacterias y dinoflagelados, los cuales producen oxígeno durante las horas de luz solar, y consumen oxígeno durante la noche. El oxígeno es también consumido por animales, tanto de día como de noche.
En condiciones eutróficas, el oxígeno disuelto en el agua aumenta considerablemente de día, pero también disminuye enormemente durante la noche. Además, a medida que aumenta la materia orgánica muerta, aumenta la actividad de microorganismos descomponedores que también consumen oxígeno.
El declive de la concentración de oxígeno en el agua crea condiciones hipóxicas que pueden llegar a ser críticas para los peces y animales marinos, muchos de los cuales mueren. En condiciones extremas se puede llegar a condiciones completas de anoxia y la aparición de zonas muertas.
Especies invasoras y composición del ecosistema
En condiciones de eutrofización, la disponibilidad de nutrientes limitantes se ve alterada. Por ejemplo, el nitrógeno, un elemento generalmente limitante, puede estar disponible en grandes cantidades.
Estos cambios pueden ocasionar la invasión por especies que no estaban presentes en el ecosistema original y desplazar competitivamente a las especies nativas.
Efectos tóxicos
Algunos organismos que sufren explosiones demográficas durante la eutrofización producen sustancias tóxicas para animales y plantas.
Estas toxinas pueden llegar al ser humano al consumir animales contaminados, algo relativamente frecuente en muchos casos de intoxicaciones por consumo de crustáceos.