Introducción

Los contaminantes afectan tanto a los organismos como a los ecosistemas. Los metales pesados ocasionan daños a los organismos expuestos, bien por su aguda toxicidad, o porque se acumulan en los tejidos de plantas y animales a través de exposiciones repetidas (^{Ortiz 1983}). En los últimos años, en el departamento de Córdoba se ha documentado la presencia de metales pesados en sedimentos, aguas, plantas, peces y humanos (^{Gracia et al. 2009}, ^{Marrugo et al. 2010}, ^{Feria et al. 2010}, ^{Marrugo et al. 2012}, ^{Marrugo et al. 2015}, ^{Marrugo et al. 2016}). Además, existen reportes de genotoxicidad por metales pesados en pequeños mamíferos (roedores) asociados a zonas de explotación carbonífera (^{Espitia et al. 2007}) e incluso se tienen reportes de contaminantes (Hg) en grandes mamíferos como jaguares (^{Racero et al. 2012}). En Colombia es deficiente la información referente al efecto de contaminantes ambientales (metales pesados) en fauna y en especial en mamíferos silvestres, como por ejemplo los murciélagos, grupo que presenta una alta sensibilidad a los cambios inducidos en los ecosistemas por diferentes actividades antropogénicas (^{Clarke et al. 2005}, ^{Hayes & Loeb 2007}, ^{Kunz et al. 2007}). La importancia de conocer los niveles de los metales pesados en murciélagos, radica en que este grupo de mamíferos voladores cumplen un papel crucial como agentes polinizadores y controladores de insectos plaga, e incluso su utilización como biomonitores para determinar, a corto y mediano plazo, los niveles y efectos de las perturbaciones producidas por acción del hombre en un determinado ecosistema (^{Medellín et al. 2000}, ^{Hoenerhoff & Williams 2004}, ^{Castro et al. 2007}, ^{Walker et al. 2007}, ^{Jones et al. 2009}). El objetivo de este trabajo fue determinar las concentraciones de metales pesados (Pb, Zn, Cd, Cu, Hg) en hígado y músculo de murciélagos presentes en una finca con manejo silvopastoril de Córdoba. Se espera que esta investigación sea el inicio de una línea base que permita a mediano plazo considerar a los murciélagos, un grupo de amplia diversidad trófica, como grupo monitor en los estudios de contaminantes ambientales para la Región Caribe colombiana.

Materiales y métodos

Área de estudio. Las muestras provienen de murciélagos presentes en un relicto de bosque seco tropical (~100 ha) de una finca con manejo silvopastoril en la subregión costanera en el municipio de Los Córdobas, al noroccidente de Colombia (Fig. 1). Esta región posee un clima cálido tropical con temperatura promedio de 28°C, precipitación promedio anual de 1200 mm/año con distribución unimodal, época seca entre los meses de diciembre-marzo y lluviosa entre abril-noviembre. La finca presenta actividades como ganadería extensiva con praderas naturales poli-específicas y rastrojos asociados, prácticas de manejo agroforestal (>12 años) y control de malezas sin aplicación de plaguicidas ni herbicidas. Sin embargo, para el control de ectoparásitos en bovinos se realizan actividades de baño del ganado con plaguicidas. En las fincas aledañas se mantiene una agricultura y ganadería tradicional donde se usan una variedad de plaguicidas para el manejo de las fincas, además se emplea maquinaria agrícola que funciona con combustibles derivados del petróleo (gasolina y Aceite Combustible para Motores ACPM). Los fragmentos de bosque muestreados presentan no intervención > 30 años, la vegetación de la zona está representada por las familias Arecaceae, Apocynaceae, Bignoniaceae, Piperaceae, Fabaceae, Malvaceae, Cannabaceae, Capparaceae, Caricaceae, Cyclanthaceae, Euphorbiaceae, Heliconiaceae, Lecythidaceae, Meliaceae, Moraceae, Muntingiaceae, Rubiaceae, Sapindaceae, Solanaceae y Urticaceae (^{Vela 2013}).

Figura 1 Localización del área de estudio, Finca San Lorenzo, Municipio de Los Córdoba, Departamento de Córdoba, Colombia. 

Recolección de muestras. Se utilizaron 14 redes de neblina de seis a doce metros de largo y 2.5 de ancho, las cuales fueron colocadas en sitios considerados de tránsito, forrajeo y/o refugio de los murciélagos, dentro de áreas de bosque seco tropical, desplegadas desde las 18:00 hasta las 06:00 h. La recolección de muestras fue realizada durante una semana en la cual se obtuvo el número de individuos (3) por especies. Los individuos capturados se identificaron siguiendo las claves taxonómicas ^{Emmons et al. (1997)}, ^{Linares (2000)}, ^{LaVal & Rodríguez (2000)} y las descripciones de ^{Gardner (2007)}. Para el tratamiento taxonómico se siguió a ^{Wilson & Reeder (2005)}. Las muestras de hígado y músculo (0.5 g) fueron colectadas en el mes de junio del año 2012. Las hembras preñadas no fueron colectadas, se midieron, pesaron, marcaron y fueron liberadas. Los individuos no sacrificados fueron marcados con tatuadora en el mesopatagio y liberados en el sitio de captura. Para la investigación se emplearon normas técnicas, científicas y administrativas estipuladas en la Ley 84 (Congreso Nacional de Colombia, 1989). El análisis de metales pesados (Pb, Zn, Cd, Cu, Hg) se realizó en muestras provenientes de 24 individuos de murciélagos de diferentes gremios alimenticios: insectívoros, omnívoros, frugívoros y nectarívoros según ^{Soriano (1983)}.

Análisis de muestras. Se analizaron muestras de tejido (músculo e hígado) de tres individuos adultos por cada especie colectada. Las muestras de tejido fueron depositadas por separado en bolsas Ziploc^®, refrigeradas a 4°C durante la etapa de muestreo y posterior congelación (-4 °C) hasta su análisis en el laboratorio de Toxicología y gestión ambiental de la Universidad de Córdoba, Colombia. La concentración de mercurio total (THg) se determinó por espectrofotometría de absorción atómica con vapor frío (CV-AAS, Thermo Scientific modelo de la serie ICE 3500) previa digestión ácida de las muestras (0.5 g de peso húmedo) con H₂SO₄/HNO₃ (2:1) durante 2 horas a 100°C (^{Sadiq et al. 1991}, ^{Marrugo et al. 2008}). El análisis de metales (Cu, Pb, Zn) fueron realizados por espectrofotometría de absorción atómica con horno de grafito (Thermo Scientific modelo de la serie ICE 3500) previa digestión ácida de la muestra (0.5 g de peso húmedo) con HNO₃ / HCl (3:1) durante tres horas a 95°C (^{Hulya & Erhan 2007}). El control de calidad analítico del método se realizó con material de referencia certificado IAEA 407. El porcentaje de recuperación para los diferentes metales fue entre 91% a 98%. El límite de detección para los diferentes metales fue 0.011 µg Pb g^-1, 0.014 µg Hg g^-1, 0.016 µg Zn g^-1 y 0.05 µg Cu g^-1.

El resultado del análisis de cada muestra se presenta como el promedio (± DE) de las determinaciones realizadas por triplicado. La prueba de normalidad y homogeneidad de varianzas indico que los datos no presentan distribución normal. Se utilizó la prueba t-test Student’s para evaluar si había diferencias significativas entre las concentraciones medias de tejidos entre especies empleando criterio de significancia de p < 0,05. El análisis multivariado como el análisis cluster (AC) y el análisis de componentes principales (PCA) se emplearon con el objetivo de identificar asociaciones entre elementos y grupos de elementos. PCA se utilizó con la rotación Varimax para reducir al mínimo el número de variables con una alta carga en cada componente. El AC fue desarrollado de acuerdo con el método de asociación simple, y la correlación de Pearson como medida de similitud. Los resultados se presentan en forma de dendrograma que proporciona un resumen visual de la agrupación. Los resultados de PCA fueron interpretados de acuerdo a las fuentes hipotéticas. El análisis de datos se realizó utilizando Statgraphics Centurion XV.II.

Resultados

El cuadro 1 muestra los murciélagos neotropicales de la familia Phyllostomidae pertenecientes a cuatro gremios tróficos, y que son reconocidos como indicadoras de perturbación ambiental (^{Fenton et al. 1992}, ^{Medellín et al. 2000}); además de la familia Emballonuridae en menor proporción de especies. La concentración de metales pesados en hígado y músculo de las especies analizadas se muestra en el cuadro 2. En musculo las especies S. leptura y A. planirostris presentaron diferencia estadísticamente significativa (p < 0.05) en el contenido de Zn, mientras que Cu presento entre la especie A. planirostris con respecto a las especies C. perspicillata y P. discolor. En Hígado el contenido de Cd presento diferencia estadísticamente significativa para la especie A. planirostris. La mayoría de las especies presentaron el orden de acumulación de metales pesados en hígado y músculo Zn > Cu > Pb > Hg. Las especies que presentaron mayor contenido de metales pesados en hígado fueron: G. soricina (Pb: 0.066 µg g^-1), D. phaeotis (Zn: 2.450 µg g^-1), A. planirostris (Cu: 2.340 µg g^-1), P. discolor (Hg: 0.087 µg g^-1); mientras que en músculo, las especies S. leptura (Zn: 1.040 µg g^-1), A. planirostris (Cu: 1.230 µg g^-1), P. discolor (Hg: 0.044 µg g^-1) y C. perspicillata (Pb: 0.038 µg g^-1) presentaron las mayores concentraciones.

Cuadro 1 Especies de murciélagos analizadas en el estudio. GF = Grupo Funcional: 1controlador de plagas, 2 depredador, 3 dispersor de semillas y 4 polinizador. 

Cuadro 2 Concentraciones de metales (µg g^-1) pesados encontradas en hígado y músculo de murciélagos en la finca San Lorenzo, Municipio de Los Córdobas, Córdoba-Colombia (N = # ejemplares, T= tejido, H = hígado, M = músculo). 

Discusión

En todas las especies de murciélagos evaluados la concentración de Zn en hígado y músculo fue superior a la concentración de Cu, Pb y Hg. De los metales pesados analizados en hígado y músculo los contaminantes Hg y Pb presentaron la menor concentración. Sin embargo, esta baja concentración en tejido animal no descarta el riesgo potencial, debido a que estos metales pesados son precursores de efectos tóxicos de gran impacto a través del tiempo (^{Pérez et al. 2005}). La concentración de metales en hígado fue superior a la reportada en músculo, probablemente relacionado a su rol en el metabolismo, como el principal órgano de almacenamiento, regulación y desintoxicación del organismo (^{Quang Le et al. 2010}, ^{Barhoumi et al. 2012}, ^{Weber et al. 2013}), siendo este el órgano que refleja más sensiblemente los cambios en la exposición medioambiental a los metales (^{Luoma & Rainbow 2011}). Las concentraciones de metales pesados reportadas en este trabajo son menores a las reportadas en hígado y páncreas por ^{Williams et al. (2010)} en tres especies de murciélagos de los géneros Anoura, Sturnira y Carollia para Pb, Cd, Cu y Zn en la región del Cusco Perú; menores a las reportadas en Gran Bretaña por ^{Walker et al. (2007)} para Hg, Cd y Pb en tejido hepático y renal en murciélagos insectívoros (Myotis mystacinus, Myotis nattereri y Pipistrellus spp) y menores a las reportadas por ^{Hoenerhoff & Williams (2004)} para Cobre en el Murciélago de la fruta (A. jamaicensis) en México. Sin embargo, para este trabajo los valores son similares en algunos casos a los reportados por ^{Yates et al. (2013)} para la concentración de Hg en pelo y sangre de cinco especies de murciélagos (Myotis leibii, Myotis sodalis, Lasiurus borealis, Lasiurus cinereus y Lasionycteris noctivagans) en el noreste de Estados Unidos y similares a lo que registra ^{O’Shea et al. (2001)} para Hg en Eptesicus fuscus al noreste de Denver, Colorado.

Diferentes autores expresan que las principales fuentes de alimento (insectos y plantas), pueden acumular metales y ser transferidos a los murciélagos al ser ingeridos por éstos; sin embargo, los individuos más jóvenes, hembras preñadas, lactantes, los desnutridos o enfermos, muestran mayor sensibilidad o requerimiento (^{Eckert & Randall 1990}, ^{McDowell 1992}, ^{Walker et al. 2007}). Además, la época de lluvias puede influir en las concentraciones de metales pesados, ya que varía la disponibilidad de alimento, entrada de minerales al entorno y absorción de los elementos por parte de las plantas (^{McDowell 1992}, ^{Espinoza 2000}). En los animales, los metales son bioacumulados y excretados por órganos como el hígado y el páncreas (^{McDowell 1992}, ^{Albert 1997}, ^{Milton & Johnson, 1999}), y puesto que no presentan una función biológica conocida, aunque se encuentre en cantidades mínimas, podría implicar graves disfunciones orgánicas (^{Goyer & Clarkson 2001}).

A nivel general, al Pb y Hg no se les ha encontrado ninguna función fisiológica, por lo que son considerados como contribuyentes a la toxicidad cuando se eleva su ingesta (^{Horvat 2002}, ^{Páez et al. 2010}). Por ello, si bien estos elementos están presentes en la naturaleza y son parte de la historia natural de los ecosistemas, actúan como contaminantes al liberarse a la atmósfera como producto de diferentes fuentes antropogénicas, elementos que pueden ser asimilados por vía respiratoria hasta alcanzar concentración tóxica o acumularse por procesos de biomagnificación (^{Capó 2002}). Como consecuencia, las concentraciones de Pb y Hg encontradas en los murciélagos, dependerá además de la dieta, del grado de exposición al contaminante y exposición de las plantas e insectos consumidos por éstos.

Los resultados obtenidos en este trabajo podrían sugerir que las especies analizadas presentan similares niveles de exposición al Pb y Hg, por lo que estarían siendo afectados con la misma intensidad. Sin embargo, la menor asimilación de Hg en las especies de murciélagos, estaría asociada a sus hábitos alimentarios y a las diferencias fisiológicas de asimilación (^{Walker et al. 2007}). A diferencia del Pb y Hg, metales como el Cu y Zn cumplen determinadas funciones fisiológicas (^{Eckert & Randall 1990}, ^{Jacinto & Aguilar 2007}). Estos nutrientes deben ser absorbidos y eliminados constantemente, manteniéndose los niveles a través de mecanismos homeostáticos, ya que en exceso pueden ser tóxicos y al presentarse escasez se pueden generar deficiencias fisiológicas (^{Prohaska & Gybina 2004}). Su absorción se da principalmente por vía digestiva, por lo que su presencia está relacionada directamente con el tipo de dieta utilizada por las especies.

Con base en tipo de manejo del sistema productivo de la zona de estudio (sistema silvopastoril), planteamos la posibilidad de que una de las fuentes de metales pesados (Cd, Pb, Zn) fue la aplicación de fertilizantes en suelos (Urea, sulfatos de Cobre y Hierro, fosfatados) para mejoramiento al inicio del proceso de implementar este sistema, así como también la aplicación de plaguicidas empleados para el baño de ganado para el control de ectoparásitos. Otra fuente puede deberse a la dispersión de plaguicidas por fumigación en cultivos cercanos que pueden contener trazas de metales pesados, los cuales pueden entrar en la biota y bio-acumularse a través de la cadena trófica (^{Gimeno et al. 1996}, ^{Atafar et al. 2010}), llegando a estas especies por diferentes rutas de exposición. Además, siendo congruente con lo reportado por ^{Alloway (2013)} quien dice que algunos metales pesados están directamente relacionados con fuentes específicas como: fertilizantes (Cd, Cr, Mo, Pb, Zn), plaguicidas (Cu, As, Hg, Pb, Mn, Zn), compost derivados de residuos sólidos convencionales (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) y del estiércol (Cu, As, Zn), pueden ser consideradas para este estudio posiblemente fuentes de contaminación para estas especies. Así mismo, las aguas de riego provenientes de sistemas de tratamiento o de fuentes contaminadas aportan metales al suelo. Cabe resaltar que debido al régimen alimenticio de las diferentes especies de murciélagos evaluadas otra posibilidad podría ser que estos buscan alimentos en zonas aledañas los cuales pueden contener niveles de metales traza superiores en función de la actividad agrícola, acumulando así estos metales en sus diferentes tejidos; lo anterior estaría relacionado con aspectos comportamentales propios de los murciélagos puesto que las especies analizadas y reportadas para el área de estudio presentan una gran movilidad ya que exploran y forrajean en diferentes estratos del bosque y lugares de la matriz del paisaje en busca de comida que posteriormente llevan al sitio de refugio (^{Kalko et al. 1996}; ^{Medellín y Víquez-R 2014}).

También se plantea que elementos tóxicos como el Hg también pueden entrar a los ecosistemas a través de la precipitación húmeda o seca del Hg atmosférico, debido a fuentes específicas, tales como la minería de oro en la cuenca del río San Jorge, ubicada a una distancia aproximada de unos 100 km (^{Ingeominas 2002}, ^{Marrugo et al. 2014}). En el proceso de extracción del oro (amalgamación) se desprende mercurio elemental (Hg) que puede viajar por kilómetros antes de ser depositado en algún ecosistema y causar contaminación en su biota (^{Maurice et al. 2000}, ^{Marrugo et al. 2008}). Cabe señalar que la concentración de Hg también podría estar asociado con el uso de agroquímicos desde hace cuatro décadas, que contenían ingredientes como el fenilmercurio utilizado como pesticidas y fungicidas, prohibidos por el ICA (Instituto Colombiano Agropecuario) en la resolución 2189 de 1974.

Con el fin de evaluar la relación entre los elementos y grupos de elementos se llevaron a cabo algunas de las técnicas de análisis multivariante (clúster y análisis factorial). El uso de un solo vínculo y los coeficientes de correlación de Pearson análisis de conglomerados modo R (análisis de agrupamiento jerárquico) se llevó a cabo y los resultados se dan en un dendograma (Fig. 2). Los resultados de análisis de conglomerados indican que los elementos comprenden dos grupos principales. El primer grupo está compuesto por los elementos Pb y Hg. El segundo grupo se compone de Zn y Cu. Grupo 1: los niveles de Pb pueden ser atribuidos a la aplicación de fertilizantes minerales considerados como el principal contribuyente a su acumulación posiblemente por la actividad agrícola aledaña a la zona de estudio, que puede ser acumulado por el suelo y así llegar a la cadena trófica. El nivel de Hg probablemente se encuentra relacionado con la aplicación de plaguicidas hace muchos años (40) que contenían Hg. Sin embargo, se necesita mayor información sobre la identificación de fuentes de Hg. El grupo 2 probablemente esté asociado a las prácticas agrícolas tradicionales, tales como la fertilización, riego y la aplicación de plaguicidas consideradas fuentes antropogénicas probables de la acumulación de metales traza. El cobre es generalmente considerado como un elemento marcador de la actividad agrícola y está específicamente relacionado con la aplicación de fertilizantes comerciales (^{Acosta et al. 2011}). El estiércol animal también se ha sugerido en la contribución de Zn en suelos, se ha informado que contribuye al 37 - 40 % de las entradas totales de Zn en los suelos agrícolas (^{Nicholson et al. 2003}).

Figura 2 Dendograma de agrupación jerárquica de los metales pesados. 

Aunque en este estudio no se realizaron análisis de metales pesados en suelos este puede ser una fuente de aporte de forma natural debido que al modificarse factores como por ejemplo pH y materia orgánica (MO) se puede presentar biodisponibilidad de éstos, acumulándose en la cadena trófica (^{Kelepertzis et al. 2014}). Lo anterior se puede explicar debido a que la MO juega un papel muy importante en los procesos de contaminación ambiental, ya que a mayores niveles generalmente disminuye la disponibilidad de un contaminante en el medio, debido a su alta capacidad de formar complejos estables con los metales, especialmente en ambientes alcalinos, donde la afinidad es mayor (^{Silveira et al. 2003}, ^{Basta 2004}). El pH tiene un efecto sobre la biodisponibilidad de la mayoría de los metales pesados al afectar el equilibrio entre la especiación metálica, solubilidad, adsorción e intercambio de iones (^{Kabata-Pendias 2000}, ^{Reichman, 2002}). Razón por la cual valores bajos de pH pueden favorecer la liberación de metales traza por los suelos (^{Antoniadis et al. 2008}).

Por ser este trabajo el primer reporte de metales pesados en murciélagos para el departamento de Córdoba y para Colombia; los quirópteros podrían ser considerados en futuras evaluaciones de contaminantes ambientales en fauna silvestre en ecosistemas donde se quieran evaluar perturbaciones ambientales con este grupo de mamíferos que responde graduadamente y se correlaciona a los cambios ambientales; y por presentar una importancia funcional a nivel ecosistémico bien conocida con buenas bases ecológicas (^{Stork y Sherman 1995}, ^{Moreno et al. 2007}, ^{Jones et al. 2009}). Se recomienda considerar para el análisis a especies de murciélagos de gremios tróficos como los carnívoros, en las cuales se espera que metales pesados como el mercurio se bioacumulen con mayor rapidez a través de la cadena trófica (^{Mackay & Fraser 2000}, ^{Wright & Welbourn 2002}). Y también especies de murciélagos con dietas específicas como los murciélagos pescadores del genero Noctilio y otras especies que se alimentan de pequeños vertebrados como ranas y aves, una fauna que presenta un alto potencial de bioacumulación de residuos más elevado en función del tiempo. A pesar de que la diferencia de las concentraciones entre los géneros analizados fue baja, se puede decir que esté posiblemente relacionada con la dieta que presentan los animales, a la asimilación y niveles de exposición de los contaminantes, esperando que las especies frugívoras sean las que presentarían menor concentración en tejidos y las especies insectívoras y carnívoras tendrían los mayores niveles de concentración (^{Walker et al. 2007}).

También es importante aclarar que ninguna de las especies analizadas en este trabajo se encuentra en alguna categoría de amenaza y al contrario son consideradas indicadoras de niveles de perturbación ambiental como es el caso de la familia Phyllostomidae (^{Fenton et al. 1992}; ^{Medellín et al. 2000}). Con el fin de determinar cuál es la ruta de exposición de los contaminantes es necesario realizar estudios exhaustivos de la composición química del suelo, concentraciones de metales en las plantas - frutas, insectos consumidos por estos murciélagos y el agua ya que se consideran vías de contaminación en los ecosistemas (^{Primark, 2002}), además de efectuar análisis en otros tejidos y hacer comparaciones con individuos de áreas controles y otras muy contaminadas.

Conclusiones

Los resultados aquí presentados serían los primeros sobre concentraciones de metales pesados en músculo e hígado en murciélagos para Colombia y servirán para posteriores estudios en ecotoxicología de fauna silvestre en especial con este grupo de mamíferos voladores.

Las diferencias en las concentraciones de los metales entre los géneros de murciélagos analizados estarían asociadas al tipo de dieta; y entre las especies, la absorción o excreción de estos metales serían afectadas tanto por el grado de exposición como por las características individuales de los animales.

Las variaciones halladas solamente para algunos géneros, podrían atribuirse a la disponibilidad de alimentos, la entrada de minerales al entorno y a la distinta absorción de metales por parte de las plantas.

A pesar de que las muestras fueron tomadas en murciélagos en un sistema silvopastoril existe una gran posibilidad de que la principal fuente de metales pesados fuera a través de la aplicación de fertilizantes en suelos, como también plaguicidas que no necesariamente pueden ser aplicados en la finca de estudio ya que las especies analizadas presentan movilidad o se desplazan en busca de alimento lo que podría indicar que la fuente de alimento podría estar por fuera del sistema silvopastoril, en donde se usan una variedad de plaguicidas para el manejo de la fincas con ganadería y agricultura tradicional.