Microplastics presence in wild bird species through an environmental forensic lens

La contaminación por plásticos representa una grave amenaza ambiental, con residuos plásticos distribuidos en casi todos los ecosistemas. Debido a sus propiedades versátiles y bajo costo, la producción global de plásticos ha aumentado exponencialmente en las últimas décadas, alcanzando aproximadamente los 400 millones de toneladas en 2022. Los plásticos son producidos para una variedad de industrias, incluyendo empaques, construcción y textiles, haciéndolos esenciales en muchos productos de uso cotidiano. Sin embargo, a medida que aumenta la producción de plástico, también lo hace la acumulación de desechos plásticos en entornos naturales. Una vez en el ambiente, los plásticos experimentan degradación física, química y biológica, descomponiéndose eventualmente en microplásticos (MP; partículas de plástico entre 5 mm y 1 µm). Debido a su pequeño tamaño y durabilidad, los MP y otras partículas antropogénicas (como fibras artificiales; AF) se transportan fácilmente entre ecosistemas. Estas partículas han sido detectadas en todos los compartimentos ambientales. Además de los MP, las AF liberadas principalmente por la degradación de textiles contribuyen significativamente a la contaminación, pero son frecuentemente pasadas por alto. Estudios recientes han demostrado que las AF son más prevalentes que los MP en muchos entornos. Si bien la presencia de MP ha sido extensamente estudiada en ecosistemas marinos, la investigación en ambientes terrestres -incluyendo sistemas de agua dulce, litosfera, atmósfera y, en particular, la biosfera- sigue siendo limitada. En los ecosistemas terrestres, las aves juegan un rol crítico en el sostenimiento de la salud y funcionalidad de los ecosistemas. Sin embargo, persisten grandes vacíos de conocimiento sobre la presencia de MP y especialmente de AF en aves terrestres, especialmente entre los depredadores de alto nivel trófico (rapaces) y las especies que pasan la mayor parte de su vida en vuelo. Las fuentes de esta contaminación en sus hábitats también son insuficientemente comprendidas. Estas lagunas se deben en parte a la complejidad de las técnicas forenses requeridas para identificar y caracterizar químicamente estas partículas. Así, el objetivo general de esta tesis doctoral es investigar la acumulación de MP y AF en especies de aves terrestres utilizando métodos adaptados de la ciencia forense. La tesis se organiza en tres capítulos, cada uno dirigido a un objetivo específico. En el primer capítulo, investigamos la presencia de contaminantes antropogénicos (MP y FA) en los sistemas digestivo y respiratorio de cuatro especies de rapaces -ratonero común (Buteo buteo), milano negro (Milvus migrans), gavilán común (Accipiter nisus) y azor común (Accipiter gentilis)- en entornos urbanos, suburbanos y rurales en las cercanías de Madrid (España), con el objetivo de evaluar la influencia de estas áreas como fuentes de contaminación. Los resultados indicaron una notable acumulación de estos contaminantes, con un promedio de 7.9 MP y 9.2 AF por espécimen. En particular, todos los sistemas digestivos contenían al menos un MP, y el 65% de los especímenes presentaban MP en sus sistemas respiratorios, confirmando la ingestión y la inhalación como vías principales de exposición. Las aves fueron recolectadas en áreas diversas, incluyendo ubicaciones urbanas como el centro de Madrid y entornos más rurales. El estudio encontró niveles significativamente más altos de contaminación en áreas urbanas, donde la actividad humana intensifica la contaminación por plásticos. Uno de los hallazgos clave de esta investigación es el importante papel de la inhalación como vía de exposición para las aves, un factor poco explorado en estudios previos. Esto sugiere que los organismos están constantemente expuestos a contaminantes en el aire. En el segundo capítulo, evaluamos la presencia de MP y AF en los sistemas digestivo y respiratorio de especies de aves abundantes que pasan la mayor parte de su vida en vuelo, como el avión común (Delichon urbicum) y el vencejo común (Apus apus), con el fin de evaluar su potencial como bioindicadores de MP y AF suspendidos en el aire. Los resultados revelaron que el 75 % de los individuos muestreados presentaron al menos un MP en su sistema digestivo y/o respiratorio, confirmando que estas aves son buenos bioindicadores. En el último capítulo, examinamos la prevalencia de MP y AF en egagrópilas regurgitadas por especies de rapaces terrestres protegidas -buitre negro (Aegypius monachus), águila perdicera (Aquila fasciata), mochuelo común (Athene noctua), cernícalo primilla (Falco naumanni), milano real (Milvus milvus) y lechuza común (Tyto alba)- recolectadas en varias ubicaciones, incluyendo áreas rurales, urbanas y protegidas en toda España, para evaluar el potencial de las egagrópilas como herramienta para monitorear la contaminación por MP y AF en rapaces protegidas. Estos análisis mostraron que los individuos habían ingerido cantidades significativas de residuos plásticos, incluyendo MP y, en algunos casos, objetos plásticos de mayor tamaño. El análisis reveló que el 68% de las egagrópilas contenían MP (47 de 69) y el 81% contenían AF (56 de 69). La presencia de estos contaminantes en las egagrópilas subraya el alcance extendido de la contaminación por plásticos, incluso en especies y áreas supuestamente protegidas del impacto humano. La investigación también mostró que la mayoría de las partículas plásticas encontradas en estas aves eran fibras, predominantemente de poliéster, acrílico y celulosa sintética. Estas fibras, provenientes principalmente de textiles y otros materiales sintéticos, están siendo reconocidas cada vez más como importantes contribuyentes a la contaminación plástica. En conclusión, esta investigación revela el impacto generalizado de la contaminación plástica, y especialmente de las AFs, en las aves terrestres, en particular entre las especies de rapaces (incluidas las protegidas) y aquellas que pasan gran parte de su tiempo en el aire. Los hallazgos enfatizan la inhalación, además de la ingestión, como una vía crítica de exposición. Un hallazgo clave es que las fibras son la forma más común de contaminantes, con celulosa, poliéster (PS), polietileno (PE) y acrílico (ACR) como los tipos principales de polímeros identificados. Esta prevalencia de fibras sintéticas destaca el impacto significativo de la contaminación relacionada con textiles en la contaminación por microplásticos que afecta a las especies de aves. Además, esta tesis también valida el potencial de ciertas especies de aves como bioindicadores de microplásticos y fibras artificiales suspendidos en el ambiente y el uso de las egagrópilas como una herramienta no invasiva para rastrear esta contaminación, proporcionando datos esenciales para estrategias de conservación y control de la contaminación para proteger la biodiversidad de los impactos del plástico.