Efectos de los metales pesados a lo largo del gradiente mareal en cinco especies de plantas halófitas en el Paraje Natural Marismas del Odiel, Huelva

• Autores: Israel San José Jiménez
• Directores de la Tesis: Adolfo Francisco Muñoz Rodríguez (dir. tes.), Francisco Javier Jiménez Nieva (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Huelva ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Número de páginas: 157
• Tribunal Calificador de la Tesis: Diego Nieto Lugilde (presid.), Francisco Juan Navarro Roldán (secret.), Jesús Manuel Castillo Segura (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Industrial y Ambiental por la Universidad de Huelva
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología vegetal (botánica)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Arias Montano
• Resumen
  • español

    Los metales pesados son considerados una amenaza para los ecosistemas debido a su alta toxicidad, a su persistencia y por su comportamiento bioacumulativo, ya que se acumulan en los organismos y se concentran en cada salto de nivel trófico. En esta tesis se pretende, en primer lugar, conocer cómo afectan algunos metales pesados a la tasa de germinación, velocidad de germinación y desarrollo de las plántulas en cinco especies de diferentes hábitats de las marismas: Sarcocornia perennis, S. fruticosa, Salicornia ramosissima, Salsola vermiculata y Atriplex halimus. Los resultados indican que en concentraciones hasta 2000 μM de Mn, Cu, Zn y Ni no se observaron efectos sobre la tasa de germinación en A. halimus, S. vermiculata, S. fruticosa y S. perennis, mientras que en el caso de S. ramosissima la germinación se redujo ante la presencia de Ni. En Salsola vermiculata Cu y Zn redujeron la tasa de germinación sólo en concentraciones de 4000 μM. En cuanto al tiempo medio de germinación (T50), en Atriplex halimus, Sarcocornia fruticosa, S. perennis y Salicornia ramosissima no se vio afectado por las concentraciones estudiadas de estos metales, pero sí se observó en Salsola vermiculata expuesta a concentraciones de Zn de 4000 μM. En cuanto a los efectos de los metales sobre el desarrollo de las plántulas, El Mn no produjo efectos negativos en ningún caso. El Cu y el Ni redujeron el crecimiento de la raíz, el hipocótilo y los cotiledones en todas las especies, excepto en Sarcocornia ramosissima y S. perennis, en las que no tuvo efectos sobre cotiledones e hipocótilos. El Zn sólo afectó únicamente a la radícula de todas las especies, excepto en Sarcocornia fruticosa en la que afectó también a los cotiledones e hipocótilos. Además, se analizó la capacidad de acumulación de metales en Salsola vermiculata de cara a evaluar su utilización como biorremediador de suelos contaminados por metales pesados. La acumulación de Cu en los tejidos aumenta exponencialmente con el aumento del metal en el medio, y las plantas llegan a acumular 154 mg kg 1 peso seco en medios con 100 μM sin presentar daños. La acumulación de Mn aumenta aritméticamente hasta los 2000 μM en el medio, acumulándose 4676 mg kg 1 peso seco, y a partir de esta concentración se estabiliza, sin presentar daños a 4000 μM. La acumulación de Ni en los tejidos aumenta aritméticamente con el aumento del metal en el medio, y las plantas llegan a acumular a 1000 μM 1537 mg kg 1 peso seco sin presentar daños. La acumulación de Zn aumenta aritméticamente hasta los 2000 μM en el medio y a partir de esta concentración se estabiliza, acumulándose niveles de hasta 3990 mg kg 1 peso seco a esta concentración sin presentar las plantas efectos negativos. En el caso de Salicornia ramosissima se llevó a cabo un estudio sobre la bioacumulación y el transporte de metales pesados entre distintos órganos de la planta, en poblaciones desarrolladas sobre suelos altamente contaminados, de cara a ver su impacto sobre su comestibilidad. Se observó una gran heterogeneidad en las concentraciones de metales tanto en los suelos como en diferentes partes de la planta en las 14 ubicaciones estudiadas, y no se observaron correlaciones significativas entre la concentración de metales en las diferentes partes de la planta y la concentración de metales en el suelo. Las raíces de S. ramosissima parecen excluir la absorción de Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As y Cd, pero las plantas actúan como acumuladoras de Al y Fe. Como resultado, se desaconseja el consumo de esta especie en poblaciones de la ría de Huelva, ya que en muchos casos se superan los límites establecidos en las normativas, respecto a las concentraciones de Cd, Pb y Tl en hojas.

  • English

    Heavy metals are considered a threat to ecosystems due to their high toxicity, their persistence and their bioaccumulative behavior, since they accumulate in organisms and concentrate at each jump in the trophic level. In this thesis, it is intended, first, to know how some heavy metals affect the germination rate, germination speed and seedling development in five species from different habitats of the marshes: Sarcocornia perennis, S. fruticosa, Salicornia ramosissima, Salsola vermiculata and Atriplex halimus. The results indicate that in concentrations up to 2000 μM of Mn, Cu, Zn and Ni no effects were observed on the germination rate in A. halimus, S. vermiculata, S. fruticosa and S. perennis, while in the case of S ramosissima germination was reduced in the presence of Ni. In Salsola vermiculata Cu and Zn reduced the germination rate only at concentrations of 4000 μM. Regarding the mean germination time (T50), in Atriplex halimus, Sarcocornia fruticosa, S. perennis and Salicornia ramosissima it was not affected by the studied concentrations of these metals, but it was observed in Salsola vermiculata exposed to Zn concentrations of 4000 μM. Regarding the effects of metals on seedling development, Mn did not produce negative effects in any case. Cu and Ni reduced root, hypocotyl, and cotyledon growth in all species except Sarcocornia ramosissima and S. perennis, where it had no effect on cotyledons and hypocotyls. Zn only affected the radicle of all species, except in Sarcocornia fruticosa, in which it also affected the cotyledons and hypocotyls. In addition, the metal accumulation capacity in Salsola vermiculata was analyzed in order to evaluate its use as a bioremediator of soils contaminated by heavy metals. The accumulation of Cu in the tissues increases exponentially with the increase of the metal in the medium, and the plants accumulate 154 mg kg 1 dry weight in media with 100 μM without presenting damage. The accumulation of Mn increases arithmetically up to 2000 μM in the medium, accumulating 4676 mg kg 1 dry weight, and from this concentration it stabilizes, without presenting damage at 4000 μM. The accumulation of Ni in the tissues increases arithmetically with the increase of the metal in the medium, and the plants accumulate 1537 mg kg 1 dry weight at 1000 μM without presenting damage. The accumulation of Zn increases arithmetically up to 2000 μM in the medium and from this concentration it stabilizes, accumulating levels of up to 3990 mg kg 1 dry weight at this concentration without negative effects on the plants. In the case of Salicornia ramosissima, a study was carried out on the bioaccumulation and transport of heavy metals between different organs of the plant, in populations developed on highly contaminated soils, in order to see its impact on its edibility. A large heterogeneity was observed in metal concentrations both in soils and in different plant parts in the 14 locations studied, and no significant correlations were observed between metal concentration in different plant parts and metal concentration. on the floor. The roots of S. ramosissima seem to exclude the absorption of Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, As and Cd, but the plants act as accumulators of Al and Fe. As a result, the consumption of this species in populations is discouraged. of the Huelva estuary, since in many cases the limits established in the regulations are exceeded, regarding the concentrations of Cd, Pb and Tl in leaves.