Introdución

Todos los acuaristas de arrecife están bien conscientes de qué tan propensos están a desastres en sus acuarios. Uno de los sabios consejos en nuestro pasatiempo dice que: "los desastres ocurren rápidamente, el éxito requiere tiempo y paciencia." De aquí, el mensaje es claro; cuando las cosas van mal, los problemas resultantes a menudo ocurren rápidamente. Conscientes de la naturaleza precaria de nuestros ecositemas artificiales, la mayoría de los aficionados hacen todo lo que está a su alcance para asegurar que sus bellas y caras criaturas no mueran. Muchos aficionados tienen sistemas de emergencia contra fallas en al energía electrica, fallas en los equipos, problemas en los niveles de agua e imbalances químicos. Es irónico y desafortunado que todas estas medidas de seguridad se vean grandemente amenazadas por el uso de sal artificial que, debido a su pobre formulación, pudiera estar envenenado los animales que el aficionado trata de proteger.

Entre los Biólogos Marinos profesionales, en particular aquellos que trabajan con embriones de invertebrados, la mezcla de sales para sal marina artificial promedio ha sido reconocida por muchos años como un substituto imperfecto para lo que es el medio perfecto para crecimiento de animales marinos, agua salada oceánica pura. Esto aplica en especial para organismos delicados como embriones (Strathmann, 1987). Los organismos marinos han evolucionado en agua de mar natural y la selección natural ha hecho los ajustes finos de su fisiología a este medio. Muchos de estos organismos no tienen pieles a prueba de agua y el bienestar de la criatura depende directamente de la solución que lo rodea. Mientras que hay una tolerancia a variaciones de la condición "normal" para las que los animales están preparados, generalmente esa tolerancia es pequeña y limitada al rango de variación natural (Prosser, 1991).

El agua de mar no es sólo una solución de cloruro de sodio y agua, sino es mas bien una mezcla compleja y no completamente entendida de virtualmente toda sustancia que ha aparecido en la faz de la tierra. Cualquier cosa que puede ser lavada río abajo eventualmente halla su camino a los mares y es incorporada en la solución de los oceanos (Pilson, 1998). El gran volumen de los océanos del mundo asegura que la concentración de la solución de la mayoría de estos materiales sea muy pequeña, en el rango de partes por billón o menor. Una parte por billón es una cantidad pequeña y para imaginarse una fracción tan chica, a veces es necesaria ayuda. Si suponen que una persona promedio pesa aprox. 75 kilos, una parte por billon sería el equivalente a una carta de una onza en el bolsillo de una persona en un grupo de 416,667. Y sin embargo, los organismos responden a materiales presentes en concentraciones aún más pequeñas que una parte por billón.

Al nivel celular básico, toda la vida depende del funcionamiento correcto de una compleja serie de reacciones químicas interconectadas. Estas reacciones son gobernadas y controladas por enzimas (las enzimas son proteínas N del T) cuyas capacidades se determinan por el ambiente celular interno. En las criaturas marinas, el ambiente celular interno depende directamente del agua de mar en el medio que rodea al organismo. Cambios en la salinidad, por ejemplo, a menudo son directamente responsables de cambios en el metabolismo celular. Adicionalmente, los químicos disuletos en el agua de mar pueden afectar directamente la función celular. Esto es particularmente cierto para los iones metálicos en el agua de mar.

Los iones metálicos resultan de la disolución de alguna sal metálica en el agua y a menudo son muy importantes en la función de las enzimas. En cantidades apropiadas, varios iones metálicos aseguran que las enzimas tengan la forma correcta y realicen la función adecuada. Sin embargo, cuando se encuentran en la concentración equivocada, muchos iones metálicos pueden interferir con y cambiar la estructura de, las enzimas. Estos cambios generalmente causan serios problemas al organismo. Por ejemplo, cantidades muy pequeñas de cobre, precisamente esas cantidades encontradas en el agua de mar natural, son absolutamente necesarias para el funcionamiento correcto del pigmento hemocianina (el equivalente a la hemoglonina de nuestra sangre N del T), en los artrópodos y moluscos. Sin embargo, un ligero incremento en la cantidad de cobre que rodea a los organismos resultará en un incremento similar en el ambiente celular interno, causando la desnaturalización (pérdida de la estructura N del T) de otras enzimas, matando a estos mismos organismos.

El cobre no es el único metal que forma iones que interfieren con el metabolismo celular, de hecho, esta interferencia es una propiedad general de la mayoría de los metales, particularmente aquellos que son llamados "metales pesados." Estos son elementos como el cobre, mercurio, hierro, plomo, plata, zinc, vanadio, níquel y varios otros. La letalidad de estos materiales contra toda la vida, incluyendo la humana, es lo que ha impulsado muchas de las regulaciones ambientales relacionadas a las descargas de drenajes en los océanos. Previo a la creación de pesticidas orgánicos, muchos de los pesticidas en uso eran simplemente mezclas de sales de cobre, zinc, arsénico, mercurio y otros "metales traza. " Presentes en concentraciones muy pequeñas, generalmente aquellas encontradas en el agua de mar, la mayoría de estos materiales no son nocivos; sin embargo, en concentraciones ligéramente elevadas matan organismos. (Vean, por ejemplo, Alutoin, et al., 2001; Breitburg, et al. 1999; Goh, y Chou, 1992; Heyward, 1988; Negri, y Heyward, 2001; Reichelt-Brushett y Harrison, 1999).

En el último par de años, he documentado el nivel anormalmente elevado de metales pesados hallado en los sistemas de acuario y he especulado que estos metales están causando algo de la mortalidad o "fragilidad" de organismos que los aficionados expermientan en sus acuarios (Shimek, 2002a-e). Muchos metales pesados son añadidos al acuario contínuamente en las comidas, que son adiciones necesarias al acuario (Shimek, 2001). Los organismos típicamente detoxifican los metales pesados, aún en niveles normales, enlazándolos en forma irreversible a proteínas en sus cuerpos. Esto resulta en la acumulación de materiales tóxicos en el animal a lo largo de su vida. Si esos organismos se usan para preparar comidas para acuario, o se alimenta directamente a los organismos con ellos, la alimentación puede trasnferir cantidades altas y significativas de metales pesados a su sistema.

El viejo lema de los ingenieros del ejército de "la solución a la contaminación es la dilución," es válido y natural en lso arrecifes, la disolución parcial de las comidas, digestión y excreción resultarán en la diseminación y consecuente reducción de las cargas de metales traza potencialmente tóxicas. Sin embargo, en el acuario a diferencia del arrecife verdadero, no hay ningún lugar al que se puedan ir los metales pesados. La filtración y exportación pueden remover algunos de estos materiales, pero no es un proceso particularmente eficiente(Shimek, 2002e), en especial considerando que algunos de estos metales pueden encontrarse en concentraciones excesivamente elevadas.

Sin embargo, mucha de esta concentración excesivamente elevada, no es resultado de la alimentación o aún de procesos ridículos y peligrosos como añadir directamente metales tóxicos al tanque en la forma de aditivos, sino que son el resultado de la formulación de las mezclas de sales (Atkinson and Bingman, 1999). Aunque la toxicidad potencial de tales fórmulas ya ha sido comentada, no había habido pruebas cuantitativas de las aguas hechas con las mezclas artificiales para determinar si eran, por sí mismas, tóxicas a los organismos. Este artículo reporta la primera de esas pruebas.

Materiales y Metodología

Uno de los métodos comunes para probar la toxicidad de el agua es el uso de un bioensayo. Los bioensayos son simplemente pruebas de toxicidad hechas usando organismos vivos colocados en el agua registrando sus reacciones. Son parte común de las pruebas de toxicidad en estudios de agua fresca y salada y lo han sido por varias décadas. El método que decidí usar es una variante de los muchos bioensayos con larvas de erizos que son usados comunmente en pruebas ambientales. Literalmente cintos de variantes de esta prueba están en uso por todo el mundo, con los procedimientos de la prueba ajustado a los animales que se estén manejando y al proyecto. Simplifiqué esta pruba tanto como fue posible para evitar procedimientos laboriosos intensivos. Al hacer esto, sacrifiqué algo de la información que pude haber obtenido de las pruebas. En lugar de eso, me concentré en un enfoque simple de "si/no" preguntando:

"¿Tiene el tipo de sal artificial usado un efecto en el número de larvas que se pueden desarrollar después de que una cierta cantidad de embriones es expuesta al medio específico?"

En breve, para esta prueba, coloqué proximadamente igual número embriones en etapas tempranas de desarrollo (= huevos fertilizados) en vasos de precipitados con varios tipos de agua de mar y después de dos días conté todas las larvas que se habían desarrollado en cada vaso. El número de larvas hallado en cada una de las soluciones fue entonces comparado para determinar diferencias entre las soluciones. Adicionalmente, el número de larvas de las soluciones de prueba se comparó con el número hallado en agua de mar natural (control negativo) y en soluciones de cloruro de cobre, un tóxico conocido (control positivo).

Probé las siguientes sales: Instant Ocean (Aquarium Systems, Inc.), Bio-Sea Marinemix (Aqua Craft, Inc.), Crystal Seas Marinemix - Bioassay Formula (Marine Enterprises International, Inc.) y Coralife (Energy Savers Unlimited, Inc.). Instant Ocean y Coralife se compraron a los "Drs. Foster and Smith." Un paquete sin abrir de Bio-Sea Marine Mix fue proporcionado por un acuarista. La Crystal Seas Marine Mix - Bioassay Formula me fue enviada directamente del fabricante. También probé agua de acuarios de dos aficionados que me mandaron 4 litros cada uno del agua de sus tanques para probar. Esa agua se colectó y envió en contenedores de 4 litros para agua destilada que habían sido comprados; se desechó el agua destilada y los contenedores se llenaron con agua de los tanques. Dado que el agua llegó un tiempo antes de el experimento, se le congeló hasta justo antes de su uso, que fue cuando se le fundió y ajustó a temperatura ambiente. Ambos aficionados preparan el agua de sus tanques con Instant Ocean. Un aficionado usa agua de ósmosis y el otro agua de pozo. El agua de mar natural se obtuvo de Catalina Water Company (1605 Pier D Street, Long Beach, California. 90802).

Un día previo al arribo de los animales para la prueba, preparé 4 litros de cada una de las mezclas de sales a ser probadas. Todos los envases usados en la prueba habían sido lavados con ácido y bien enjuagados en agua destilada, dejándolos secar al aire. Las sales se mezlcaron a una gravedad específica de 1.024 a 24°C para igualarlas al agua de mar. Estas medidas fueron hechas con un higrómetro con una temperatura de referencia de 15.55°C y ajustado para compensar la diferencia entre la temperatura de calibración y la temperatura ambiente. La información acerca de la calibración de higrómetros y su uso está disponible en linea en varias direcciones.

Para cada solución a probarse, hice 11 replicados. 10 replicados fueron empleados en la prueba y no se les tocó durante la prueba una vez que ésta fue iniciada; el otró se usó para observar el desarrollo durante la prueba, si yo creía que era necesario. Cada replicado consistió de 150 ml de la solución en un vaso de precipitado Tri-Stir sin usar. Durante la prueba, los vasos fueron cubiertos con una caja petri de plástico para prevenir la contaminación o evaporación. No se aplicó ni agitación ni aireación. Todos los vasos fueron marcados para indicar la solución que contenían y se les distribuyó aleatoriamente sobre una mesa de mi oficina/laboratorio. Las pruebas se hicieron a temp. ambiente. Esta varió de 22 a 27°C durante el desarrollo del estudio. Estos es un poco más caliente que lo óptimo, pero dentro del rango acepptable para esta especie.

Los animales de prueba fueron Arbacia punctulata, erizos de mar hallados a lo largo de la costa este de EU. Compré 12 erizos de Gulf Specimen Aquarium and Marine Supply, Post Office Box 237, Panacea, FL 32346. Me fueron enviados y se les usó en cuanto llegaron. Los desempaqué y coloqué en un acuario pequeño lleno con agua de mar natural a temp. ambiente. La reproducción se indujo de la manera tradicional, mediante inyección de dos mililitros de cloruro de potasio 0.53M (molar, N del T) a través de la membrana peristomial en el celoma perivisceral. La reproducción se inició inmediatamente en la mayoría de los animales.

Para más información acerca de Arbacia punctulata y su embriología sigan este link: http://database.mbl.edu/Costello/find.taf?function=BB&ID=78

Figura 1. Macho de Arbacia punctulata en reproducción. El animal está boca arriba sobre el vaso de precipitados. Los poros genitales se encuentran en la superficie aboral, por lo tanto, viendo hacia abajo.Periodicamente, enjuago el esperma que colecto del erizo en el agua. Los huevos naranjas obtenidos previamente de una hembra son visibles en el vaso de la izquierda. Los vaoss experimentales cubiertos con cajas de Petri se ven al fondo.

Los huevos se colectan invirtiendo a los erizos sobre los vasos llenos de agua de mar natural. El esperma se colectó enjuagando el esperma de la superficie aboral con ayuda de una pipeta en vasos llenos de agua de mar natural. De los 12 A. punctulata inyectados, 8 fueron machos, 2 hembras y 2 no liberaron gametos. Después de que se completó la liberación de gametos, los huevos fueron lavados mediante agitación, permitiéndoles sedimentar y decantando muy cuidadosamente el agua. Agua de mar natural fresca se agregó y el proceso de lavado se repitió 3 veces. Las suspensiones de esperma se juntaron, se les agitó vigorosamente y una dilución de 1:200 de esperma se mezcló en un vaso nuevo.

Los huevos se examinaron microscópicamente para asegurarse que estaban maduros por la ausencia de una vescícula germinal y forma uniforme. El esperma se analizó microscópicamente para asegurarse de su motilidad. Un mililitro de la suspensión de esperma se agregó al vaso con los huevos y la solución se mezcló completamente con una pipeta. Se colectaron muestras y se les examinó microscópicamente para asegurar que la mezcla fue fertilizada. Una vez que se notó fertilización, aproximadamente un mililitro de la suspensión de huevos fertilizados se pipeteó en cada uno de los replicados (con lo que cada replicado tenía entre 50-80 huevos fertilizados).

Figura 2. Ovulo de Arbacia punctulata previo a la fertilización.

Esta especie se desarrolla rápidamente a las temperaturas usadas en este estudio y después de 48 hrs. la larva ha alcanzado el estadio de pluteus temprano. Este es el primer estadio de alimentación, y dado que no quería complicar las pruebas alimentando los animales, la prueba terminaba en esta etapa. El contenido de los vasos se examinaba bajo una amplificación de 40x y todas las plutei u otras formas larvarias eran contadas y registradas. Esto se hizo para todos los 10 replicados. Generalmente, en esta etapa, las soluciones y las larvas se desecharon.

Análisis estadístico:

Los resultados de las pruebas fueron tabulados y un análisis de varianza (ANOVA) fue realizado. Las varianzas resultantes del ANOVA requirieron pruebas t subsecuentes para las diferencias de los promedios de las muestras bajo la hipótesis de que las muestras tenían varianzas diferentes. Estas pruebas t se hicieron comparando el número de embriones en cada grupo experimental (las cuatro mezclas de sales y los dos tanques de aficionados) contra el número de embriones hallado en agua de mar natural. Todas las pruebas estadísticas fueron hechas con la sección analítica del paquete de hoja de cálculo de Corel Quattro Pro 8.

Resultados:

El número de larvas que se halló después de 48 hrs. varió ampliamente (Tabla1). Las muestras del agua de mar artificial hecha con IO contenían en promedio 4.0 larvas por replicado, mientras que aquellas con coralife promediaron 7.4 larvas por vaso. La muestra del aficionado 2 también contenía un bajo número de larvas, 5.1 vaso. El número de larvas promedio de las muestras con agua de mar natural, Crystal Sea Marinemix-Bioassay Formula y BioSea Marinemix tuvieron un promedio más grande de larvas, variando entre 35.8 a 41.5 larvas por replicado. No había larvas en el agua de mar natural que tenía cloruro de cobre donde la concentración de cloruro de cobre era de 100 ppb o mayor.

El ANOVA indica que la probabilidad de que todas las muestras tuvieran la misma varianza es extremadamente pequeña: P = 9.306 x 10-16 o aproximadamente, uno en 10,000,000,000,000 (Tabla 2).

Figura 5. Larvas de Arbacia pluteus en el cultivo vistas con bajo aumento. Las larvas son las estructuras blancas con forma de flecha.

El número de larvas promedio o la media de cada muestra experimental se comparó contra la media de la muestra control con agua de mar natural usando la prueba t (Tabla 3). Se puede ver que el resultado de las muestras del agua preparada con IO y Coralife, así como las muestras del agua del aficionado B, cada una tiene probabilidades entre 0.00003 y 0.00006 (ó entre 3 y 6 en 100,000) de ser iguales al agua de mar. Por el contrario, los resultados con Crystal Sea Marinemix Bioassay Formula y Bio-Sea Marinemix tienen un 45 y un 85% de probabilidad respectivamente de estar en el mismo grupo de resultados del agua de mar natural. Generalmente, los Biólogos dicen que muestras que son diferentes por más del 5% (o dicho de otra manera, aquellas que tienen menos de 1 oportunidad en 20 de ser obtenidas de la misma población) presentan diferencias estadísticas significativas.

Así que, el número promedio de larvas que se desarrollaron en las muestras hechas con IO y Coralife fue estadísticamente diferente, y mucho menor, que el número que se desarrolló en el agua de mar natural. Por otra parte, el número promedio hallado en mezclas de Crystal Sea Marinemix Bioassay Formula y Bio-Sea Marinemix no fue significativamente diferente del hallado en agua de mar natural.

El número de larvas hallado en las aguas de ambos aficionados fue significativamente diferente del número promedio hallado en el agua de mar natural. Sin embargo, al menos en el caso del aficionado A, el número de larvas promedio fue relativamente cercano al número en agua de mar natural.

Discusión:

Estos datos son correctos y bastante preocupantes. Muestran que el agua obtenida con algunas sales artificiales es significativamente más tóxica para embriones de erizo en desarrollo, y por inferencia hacia otros organismos, que el agua hecha con sales de otros fabricantes. Sería más aceptable, creo, si todas las sales fuesen igualmente tóxicas. Eso indicaría que ningún fabricante se ha imaginado cómo hacer una mezcla de sales decente y si ese fuera el caso, los aficionados sólo tendrían que aprender a vivir con ello. O aprenderían cuáles especies de animales de arrecife son mas tolerantes de tal abuso y pueden sobrevivir en ellas. Sin embargo, ésa no es la situación. La situación es que las aguas hechas con algunas de las sales probadas son menos dañinas y tienen mejor sobrevivencia de larvas de erizo que otras. Al menos las aguas con pobre sobrevivencia de larvas todavia tienen algo de sobrevivencia, pero comparando contra el número de embriones que sobrevive en otras aguas, la mortalidad de los embriones de erizo en agua hecha con IO es de aprox. 90% y en agua hecha con Coralife es de 80%. La respuesta animal a las toxinas es una función biológica y está distribuida en una función estadística "normal", así que las larvas vistas en las aguas de estas dos sales son las mas resistentes de entre las resistentes. Es altamente probable que los efectos de mortalidad no se limiten a las larvas y estén más ampliamente expandidos por el pasatiempo de los acuarios de arrecife. No hay una razón en particular para suponer que los acuarios de arrecife son más benignos que las áreas naturales donde bioensayos similares y otras pruebas como análisis químicos, han mostrado que otros materiales tóxicos están presentes.

Figure 6 . Una pluteus de Arbacia punctulata de 2 semanas. Mantuve unas cuantas larvas vivas en las mezclas Bio-Sea Marinemix y la Crystal Sea Marinemix Bioassay Formula alimentándolas con fitoplanckton, que es visible en el centro del animal como una mancha verde. Los brazos extra en la parte superior del animal ayudan en la alimentación y locomoción; en esta etapa el animal es de 1 mm de largo. (Click para una imagen mayor).

Por supuesto que, siempre es posible que estos datos estén mal, variaciones aleatorias en el bien ordenado universo que constituye el pasatiempo de loa acuarios arrecife. Sería útil si hubiera algún factor potencial definido que pudiera ser la causa de tal mortalidad. Bueno, no es de extrañar que lo hay. Las mezclas de sales artificiales han sido analizadas químicamente y algunos de sus constituyentes metálicos tienen niveles aberrantemente elevados (Tabla 4) comparados con el agua de mar natural. Desafortunadamente, fuí incapaz de análizar todas las sales por mí mismo en este estudio, pero algunos datos comparativos independientes están disponibles, particularmente para las dos sales con la sobrevivencia más baja. Estas sales fueron análizadas en detalle para el artículo de Atkinson y Bingman de 1999. Los constituyentes de las otras sales no fueron analizados independientemente, y tengo que confiar en los datos proporcionados por el fabricante de Crystal Sea Marinemix Bioassay Formula. Para Bio-Sea Marinemix, usé los datos de uno de los folletos de propaganda describiendo la sal. Afortunadamente, no hay razón a priori para dudar de la veracidad de estas dos fuentes. No obstante, la disparidad de las fuentes de los datos de la Tabla 4 hace imposibles las comparaciones, y otros son significativamente menos ordenados de lo que hubieran estado. Sin embargo, así es la vida...

La concentración dada en la Tabla 4 para las concentraciones relativas de la mayoría de los metales traza, que están en partes por millón, parecen muy bajas y ciertamente parece como que debieran ser aceptables para el crecimeinto de los animales marinos. Así es, hasta que se les compara con los valores promedio de algunos de estos materiales en el agua de mar natural. Si los valores tabulados de las concentraciones en las mezclas de sales son divididos entre los valores hallados en el agua de mar natural, los datos adquieren una "aceptabilidad" muy diferente (Tabla 5). Los datos en la Tabla 5 están redondeados al valor entero más cercano y se puede ver que para los elementos tóxicos conocidos Cadmio, Cobre, Plomo, Níquel, Vanadio y Zinc, las concentraciones de estos elementos en IO son 342, 450, 210000, 213, 97 y 83 veces respectivamente, el valor normal del agua de mar natural. Valores similares son hallados para Coralife. Es interesante que, para Crystal Sea Marinemix Bioassay Formulation los valores son 1, 4, 1930, 0, 1 y 36 veces los de los niveles naturales. Mientras que IO y Coralife tienen 450 y 700 veces la concentración de cobre hallada en el agua natural en la Crystal Sea Marinemix Bioassay sólo es 4 veces. Las dos sales con la menor tasa de sobrevivencia para las larvas tienen consistentemente concentraciones de metales pesados de cientos o cientos de miles de veces mayores que la hallada en el agua de mar natural. Aquellas sales con mejor sobrevivencia tienen concentraciones de metales pesados que son en el peor de los casos, un tercio de, y en el mejor, una milésima de esos valores.

En otras palabras, hay sales que se fabrican que son significativamente mejores permitiendo la sobrevivencia de los organismos y éstas tienen significativamente menores concentraciones de metales pesados tóxicos llamados eufemísticamente en la propaganda literaria de los acuarios de arrecife como "metales traza benéficos."

El patrón de sobrevivencia de las larvas en los controles positivos o aquellos en el agua de mar natural dosificada con cloruro de cobre, indican una falla significativa en el desarrollo de las larvas, presumiblemente causada por el cobre, a concentraciones de cobre entre 1-10 ppb. El número de larvas hallado en las soluciones de cobre de 1 ppb o menos, que casi corresponde a los niveles en el agua de mar natural (de alrededor de 0.2 ppb), están en el rango de valores hallado en las muestras control de agua de mar natural. A 10 ppb, el número de larvas en los controles dosificados con cobre es casi equivalente al número de larvas hallado en IO y Coralife. Ambas mezclas contienen concentraciones de cobre significativamente elevadas (y en general concentraciones mucho mayores de metales pesados), sin embargo, que lo que hay en el vaso control positivo dosificado con cobre (Tabla 4). Adicionalmente, las concentraciones de metales halladas en el agua hecha con las mezclas de sales es mucho mayor de la que se ha demostrado en otros estudios que causa aún más mortalidad y efectos deletéreos que los vistos en el presente estudio(Vean por ejemplo, Alutoin, et al., 2001; Breitburg, et al. 1999; Goh, y Chou, 1992; Heyward, 1988; Negri, y Heyward, 2001; Reichelt-Brushett y Harrison, 1999). Que algunas larvas se hallan encontrado en este estudio indica que alguna detoxificación está ocurriendo. Esto puede deberse a un número de factores, incluyendo: algún químico como agente quelante, añadido a la mezcla de sales: algún tipo de interacción competitiva entre los agentes químicos presentes en exceso o algún factor extrínseco, como bacterias o metabolitos de los erizos de mar, introducidos en los vasos durante el experimento. Aún cuando el agua de mar hecha con las mezclas es tóxica, es menos tóxica de lo que debería ser. En este caso, el todo es menor a la suma de sus partes.

Ha habido algo de discusión en la internet, y otros lados, acerca de cómo, o si, estos metales tóxicos son detoxificados en nuestros acuarios. Las propuestas van desde detoxificación por enlace a ácidos húmicos y minerales de sulfato a enlace con hidróxidos de hierro. Todos ellos pueden tener alguna validez en el tanque. Sin embargo, también podrían no tenerla. El agua del aficionado B fue efectivamente tan tóxica como el agua recién preparada con las dos sales menos adecuadas. Con químicos potencialmente tóxicos siendo hallados en niveles de decenas a miles de veces más elevados que en la situación natural, hay ciertamente suficientes materiales tóxicos para probar. Es bastante posible, y quizá probable, que algunos elementos tóxicos como el plomo, sean preferencialmente enlazados a algunos materiales y removidos rápidamente de la solución, mientras que otros elementos no son tan fácilmente removidos. La poción de brujo resultante podría variar de un "chef" de acuario a otro. Algunos tanques pudieran llegar a ser mucho más tóxicos que otros, y la diferencia entre los dos podría deberse a algo tan trivial como una cepa particular de cianobacteria en un tanque, pero no en el otro. Esta alga pudiera generar un subproducto que enlaza y detoxifica cierto metal en ese tanque y por supuesto, el otro tanque experimentaría más efectos tóxicos.

Adicionalmente, mientras este estudio indica toxicidad aguda específicamente de dos mezclas de sales, todavía existe la posibilidad de una mortalidad crónica o a largo plazo debida a un químico presente en sobreabundancia en las mezclas de sales "buenas". Esta es una preocupación especialmente con Bio-Sea Marinemix. Aunque esta sal tiene niveles mucho menores para la mayoria de los metales hallados en IO y Coralife, los niveles de algunos materiales en la mezcla, particularmente pomo, plata, cobalto y litio son todavía suficientemente altos como para preocupar. Adicionalmente, yo no tengo buenos valores analíticos para algunos de los químicos como para estar seguro de sus niveles (Tabla 4). No obstante, esta mezcla de sal produjo agua con buena sobrevivencia larval. Todos estos materiales pueden causar problemas a largo plazo, tales efectos crónicos no de evaluaron en mi estudio a corto plazo. Adicionalmente, la toxicidad relativa de otras marcas de sales debe analizarse. Dada la gravedad potencial de este estudio, sería mejor asumir lo peor, en vez de asumir que son benignas.

El que los tanques de dos aficionados difieran uno de otro así como del agua producida por la mezcla de sal artificial con la que empezaron es evidente al comparar los datos de IO con los de los aficionados, ambos usaron IO en sus sistemas. El agua del tanque del aficionado B fue esencialmente tan letal para las larvas de erizo en desarrollo como el agua recién preparada con IO. Por otro lado, el agua del tanque del aficionado A, si bien no es tan buena como el agua de mar natural o la de las mejores mezclas, fue ciertamente mucho mejor para los animales en el sistema que el agua recién preparada con IO. Algunas o todas las diferencias podrían deberse a algún artefacto del procedimiento experimental. El congelar el agua de los aficionados pudo haber cambiado la composición química. Conforme el agua se congela, los iones no se incoorporan y la concentración de sales se hace mayor. Muchos de los precipitados regresarán a la solución al calentarse, pero algunos no, especialmente el carbonato de calcio y cualquier cosa que coprecipite con él (quizá incluyendo al cobre). Es imposible predecir, si esto pudiera hacer al agua más o menos tóxica, pero es una complicación potencial (R. Holmes-Farley, com. pers.).

Si el agua tóxica de algunas mezclas es detoxificada en el acuario después de agregarse al sistema, hay algunas implicaciones profundas para los cambios de agua. Esto significaría que con cada cambio de agua, una masa de agua potencialmente tóxica está siendo añadida al sistema. Esta agua pudiera ser detoxificada con el tiempo en el acuario. Aún si esta agua es parcial o completamente detoxificada en el sistema, tal detoxificación tomará tiempo y durante ese periodo, los organismos en el tanque estarán sujetos a concentraciones significativamente mayores de metales pesados que a las que han estado expuestos previo a la adición de agua recién mezclada.

Los organismos adultos a menudo pueden detoxificar estos venenos más eficientemente y más efectivamente que las larvas usadas en estos experimentos. No obstante, la contaminación y envenenamiento por metales pesados es acumulativa; suficiente exposición a los materiales tóxicos matará a los organismos, pero podría tomar años. Cambios de agua frecuentes pueden ser deseables para remover remover otras cosas, quizá toxinas orgánicas o nutrientes que se acumulan en el acuario, pero si el agua que se añade está llena de metales potencialmente venenosos, cada cambio de agua probablemente resultará en el envenenamiento parcial y acumulativo de los organismos presentes en el tanque.

Conclusiones:

Este estudio ha demostrado usando una variante de un bioensayo estándar que el agua de mar artificial hecha con algunas mezclas artificiales de sal comunmente comercializadas es tóxica para larvas de erizos. Dicha agua muy probablemente tendrá efectos en otros animales. Este estudio también ha mostrado que el agua de mar artificial preparada con algunas mezclas de sales puede soportar el desarrollo larvario como lo hace el agua de mar natural. El uso de esa agua de mar artificial "buena" promoverá la salud de los organismos del arrecife de coral. Acoplado a un vigoroso programa de exportación de nutrientes y metales traza (ver Shimek, 2002e), el uso de dichas sales puede prevenir la acumulación de metales traza tóxicos en los tanques de arrecife.

Las dos sales que tienen buena sobrevivencia larvaria están disponibles a precios razonables. La Crystal Sea Marinemix-Bioassay Formulation no está comunmente disponible para los aficionados, ya que está designada y comercializada para laboratorios de bioensayos. Sin embargo, está disponible on-line con varios comerciantes. La Crystal Sea Marinemix - Bioassay Formulation es esencialmente la misma que la Crystal Sea Marinemix de la que se distingue por carecer del declorinador que se encuentra en ésta última (R. Spellman, com. pers.). Las sales Crystal Sea Marinemix y la Bio-Sea Marinemix están disponibles.

Acknowledgements:

Agradezco a Skip Attix, Eric Borneman y al Dr. Randy Holmes-Farley por sus revisiones y útiles comentarios acerca de este artículo. Agradezco al Sr. Dennis Tagrin de DT's Phytoplankton por sugerirme probar la fórmula de sales para bioensayos y agradezco al Sr. Robert Spellman de Marine Enterprises International, por proporcionarme la sal Crystal Sea Marinemix - Bioassay Formulation y la información analítica acerca de ella. También estoy en deuda con el Sr. Lewis J. Wright de la Catalina Water Company quien me proporcionó el agua de mar empleada en el estudio. El Sr. Brian Wightman me proporcionó la Bio-Sea Marinemix. El Sr. Bill Chamberlain y el Dr. Frank Marini me proporcionaron algunos de los químicos necesarios para el estudio.

Con esto, la parte final de mi multiproyecto de investigación de la calidad de agua de acuarios de arrecife de varios años, agradezco especialmente a mi esposa Roxie Fredrickson, por aguantar estas payasadas y destinar algunos de nuestros magros ingresos a este esfuerzo.

Referencias citadas:

Alutoin, S., J. Boberg, M. Nyström, and M. Tedengren. 2001. Effects of the multiple stressors copper and reduced salinity on the metabolism of the hermatypic coral Porites lutea. Marine Environmental Research 52: 289-299.

Atkinson, M. and C. Bingman. 1999. The Composition of Several Synthetic Seawater
Mixes. March 1999 Aquarium Frontiers On-line.

Breitburg, D. L., J. G. Sanders, C. C. Gilmour, C. A. Hatfield, R. W. Osman, G. F. Riedel, S. P. Seitzinger, and K. G. Sellner. 1999. Variability in responses to nutrients and trace elements and transmission of stressor effects through an estuarine food web. Limnology and Oceanography. 44: 837-863.

Goh, B. P. L. and L. M. Chou. 1992. Effect of low levels of zinc on zooxanthellae cells in culture. Proceedings of the Seventh International Coral Reef Symposium, Guam. Volume 1. 367-372.

Heyward, A. J. 1988. Inhibitory effects of copper and zinc sulphates on fertilization in corals. Proceedings of the Sixth International Coral Reef Symposium, Australia. Volume 2. 299-309.

Negri, A. P. and A. J. Heyward. 2001. Inhibition of coral fertilization and larval metamorphosis by tributyltin and copper. Marine Environment Research. 51:17- 27.

Pilson, M. E. Q. 1998. An Introduction to the Chemistry of the Sea. Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, NJ. 431 pp.

Prosser, C. L. ed. 1991. Environmental and Metabolic Animal Physiology. Comparative Animal Physiology, 4th ed. Wiley-Liss, Inc. New York, NY. 578 pp.

Reichelt-Brushett, A. J. and P. L. Harrison. 1999. The effect of copper, zinc, and cadmium on fertilization success of gametes from scleractinian reef corals. Marine Pollution Bulletin. 38:182-187.

Shimek, R. L. 2001. Necessary Nutrition, Foods and Supplements, A Preliminary Investigation. Aquarium Fish Magazine. 13: 42-53. Available online at: http://www.animalnetwork.com/fish/data/foods.asp

Shimek, R. L. 2002a. It’s (In) The Water. Reefkeeping.com. Volume 1. Number 1. February, 2002.

Shimek, R. L. 2002b. It’s Still In The Water. Reefkeeping.com. Volume 1. Number 2. March, 2002.

Shimek, R. L. 2002c. What We Put In The Water. Reefkeeping.com Volume. 1. Number 3. April, 2002.

Shimek, R. L. 2002d. Our Coral Reef Aquaria – Our Own Personal Experiments in the Effects of Trace Element Toxicity. Reefkeeping.com. Volume 1. Number 7. August, 2002.

Shimek, R. L. 2002e. Down the Drain, Exports from Reef Aquaria. Reefkeeping.com. Volume 1, Issue 11, December, 2002.

Strathmann, M. F. 1987. Reproduction and Development of Marine Invertebrates of the Northern Pacific Coast. University of Washington Press. Seattle. 670 pp.