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Resumen El concepto de especie indicadora se basa en el modelo de respuesta al estrés y ha evolucionado en varios aspectos, 1) las definiciones de un bioindicador se han ampliado, creando confusión en un lado y un campo más amplio de aplicaciones en el otro. 2) El concepto de bioindicador se ha integrado en métodos rápidos de bioevaluación, seguido de la integración en métodos multimétricos de biomonitoreo, que combinan el uso del concepto de indicador y métodos ecológicos basados en la estructura y función de la comunidad. Los diferentes tipos de enfoques se discuten a la luz de sus ventajas y limitaciones y se presentan algunos ejemplos de sus aplicaciones. No hay una conclusión general a favor de ciertos métodos de biomonitoreo, sin embargo, tienen que ser elegidos de acuerdo con los objetivos, políticas, usos / necesidades humanas actuales y futuras, estado de contaminación y costo-efectividad. 3) El paso más reciente en la evolución del concepto de indicador representa los "sistemas de indicadores ambientales para la salud del ecosistema", y la salud se basa en el modelo presión-estado-impacto-respuesta con parámetros como la biodiversidad y la sostenibilidad. El uso de bases de datos, modelos y parámetros de agrupación / suma favorece la rentabilidad. Este enfoque puede llevar a un concepto holístico y global de biomonitoreo. En la última parte del artículo se presentan y discuten varios taxones de bioindicadores de ambientes acuáticos y terrestres. 1. Introducción 1.1 Bioindicador Los bioindicadores son organismos o comunidades de organismos, cuyas reacciones se observan representativamente para evaluar una situación, dando pistas sobre la condición del conjunto. ecosistema. El bioindicador tiene requisitos particulares con respecto a un conjunto conocido de variables físicas o químicas tales que los cambios en presencia / ausencia, números, morfología, fisiología o comportamiento de esa especie indican que las variables físicas o químicas dadas están fuera de sus límites preferidos. En su mayoría, los bioindicadores se definen de forma restrictiva como especies que reaccionan a los efectos antropogénicos sobre el medio ambiente, mientras que los bioindicadores para los cambios y las condiciones ambientales "naturales" no se utilizan mucho. Sin embargo, una

definición general e integral de un indicador biológico sería: "una especie o grupo de especies que refleja fácilmente el estado abiótico o biótico de un ambiente, representa el impacto del cambio ambiental en un hábitat, comunidad o ecosistema o es indicativo de la diversidad de un subconjunto de taxones o toda la diversidad dentro de un área ". Los bioindicadores son útiles en tres situaciones: 1) donde el factor ambiental indicado no se puede medir, por ejemplo. en situaciones en las que se reconstruyen factores ambientales en el pasado, como el cambio climático, se estudia en el estudio físico-biomonitorial 2) donde el factor indicado es difícil de medir, p. ej. pesticidas y sus residuos o efluentes tóxicos complejos que contienen varios productos químicos que interactúan y 3) donde el factor ambiental es fácil de medir pero difícil de interpretar, por ejemplo. Si los cambios observados tienen importancia ecológica.

Se pueden describir diferentes tipos de bioindicadores desde diferentes perspectivas (Fig. 1). Según el objetivo de la bioindicación, se pueden distinguir tres tipos de bioindicadores:

1. indicadores de cumplimiento 2. indicadores de diagnóstico 3. indicadores de alerta temprana

Indicadores de cumplimiento: Por ejemplo, los atributos de la población de peces se miden a nivel de población, comunidad o ecosistema y se centran en cuestiones como la sostenibilidad de la población o de la comunidad en su conjunto. Los indicadores de diagnóstico y de alerta temprana se miden a nivel individual o suborganístico (biomarcadores), y los indicadores de alerta temprana se centran en respuestas rápidas y sensibles al cambio ambiental. Los bioindicadores de acumulación (por ejemplo, mejillones, musgos, líquenes) se distinguen de

los bioindicadores de efectos tóxicos, cuyos efectos se estudian en diferentes niveles de organización biológica.

Según las diferentes aplicaciones de los bioindicadores, se pueden distinguir tres categorías:

1. indicador medioambiental: Se trata de una especie o grupo de especies que responden de forma predecible a perturbaciones o cambios ambientales (por ejemplo, centinelas, detectores, explotadores, acumuladores, organismos de bioensayo). Un sistema de indicadores medioambientales es un conjunto de indicadores destinados a diagnosticar el estado del medio ambiente para la elaboración de políticas medioambientales. 2. indicador ecológico: Esta es una especie que se sabe que es sensible a la contaminación, la fragmentación del hábitat u otras presiones. La respuesta del indicador es representativa de la comunidad. 3. indicador de biodiversidad: La riqueza de especies de un taxón indicador se utiliza como indicador de la riqueza de especies de una comunidad. Sin embargo, la definición se ha ampliado a "parámetros mensurables de la biodiversidad", incluyendo, por ejemplo, la riqueza de especies, el endemismo, los parámetros genéticos, los parámetros específicos de la población y los parámetros del paisaje.

A nivel del paisaje, los indicadores sensu latu se pueden distinguir dentro del modelo de respuesta al estrés (cadena PSIR): Un indicador de presión (P) describe la intensidad de las actividades humanas que causan cambios en la calidad y/o cantidad del ecosistema. Un indicador de estado (S) describe el estado de la calidad y/o cantidad del sistema. Una presión puede resultar en un nuevo estado. El indicador de impacto (I) describe la influencia del estado del sistema en las funciones y usos del sistema. Cuando las funciones o los usos se ven afectados, puede esperarse una respuesta de la sociedad. Esto se describe mediante el indicador de respuesta (R). La respuesta apunta a un nuevo equilibrio del sistema. La cadena PSIR es una nueva formulación del modelo de respuesta al estrés a nivel de ecosistema y se ha aplicado en la nueva distribución del "sistema de indicadores ambientales". En el enfoque del sistema de indicadores ambientales, se están seleccionando bioindicadores que no sólo indican las tensiones en el ecosistema, como las emisiones tóxicas, sino que también tienen una función indicativa en contextos más amplios. Ejemplos de ello son el programa internacional de cuenca "Salmón 2000" en el río Rin o el regreso del castor en el río Elba. Las especies indicadoras incorporan elementos de función ecológica, problemas ambientales (calidad del agua, uso de la tierra) y medidas (reducción de emisiones, objetivos de restauración ecológica).

Distribución - distribución amplia, cosmopolita, útil para comparaciones internacionales Característica ecológica  fidelidad o alta abundancia y amplia difusión en un determinado tipo de ambiente

 especificidad o movilidad restringida, especificidad del sitio o baja variabilidad genética y ecológica, es decir, los indicadores deben tener exigencias y tolerancias ecológicas específicas y estrechas  posición clara en el sistema trófico  estrategia de alimentación clara, es decir, no omnívora  tasa de metabolismo constante, es decir, sin etapas de diapausa  tiempo de generación medio a largo  posición clara en un compartimento del ecosistema  buen conocimiento de la ecología, fisiología y distribución de la especie.  posición ecológicamente relevante en el ecosistema (p. ej. especies clave)  sensibilidad o sensibilidad a contaminantes específicos (sólo indicadores de efectos) Representatividad  la respuesta del bioindicador debe ser representativa de las respuestas de otros taxones o incluso del ecosistema. Practicabilidad  fácil muestreo, clasificación y almacenamiento  fácil taxonomía y reconocimiento por parte del no especialista  robusto durante el manejo  fácilmente cultivable en el laboratorio  bajo costo y efectividad de mano de obra Importancia social  relevancia para las decisiones políticas o de gestión (relacionadas con los usos del agua)  importancia económica como recurso o plaga  importancia en la agricultura o el medio ambiente. Centinela (criterios adicionales)  Los organismos no se ven afectados por el contaminante  Las especies deben acumular y concentrar la toxina a niveles mensurables por encima de los del entorno. Tabla 1. Criterios para los bioindicadores.

El bioindicador ideal debe cumplir con los criterios de la Tabla 1, sin embargo, como no hay una sola especie que pueda cumplir con todos los criterios, la tendencia es hacia el uso de un grupo o conjunto de especies indicadoras. La utilidad de los bioindicadores radica en su capacidad de predicción, que viene determinada por su sensibilidad, especificidad y prevalencia de la respuesta o la relación que ésta demuestra. El valor del indicador (IndVal) depende de 1) una alta especificidad, es decir, un bioindicador debe ser único para un determinado tipo de entorno y 2) una alta fidelidad, es decir, un bioindicador debe ser abundante y estar ampliamente difundido en este tipo de entorno. El valor del indicador (IndVal) se define entonces como el grado (porcentaje) en que una especie cumple los criterios de especificidad y fidelidad dentro de un grupo particular de sitios. Como el IndVal se calcula independientemente de otras especies de la comunidad, se pueden hacer comparaciones

directas entre especies no relacionadas taxonómicamente. Este sistema es bastante similar al sistema Braun-Blanquet utilizado por los fitosociólogos, donde los llamados "Zeigerwerte" (valores indicadores) describen el valor de las plantas como bioindicadores. Ejemplos de ello son las halófitas como indicadores de sal, los bioindicadores metálicos y las plantas nitrofílicas como indicadores.

La alta abundancia de las especies indicadoras en el sitio de estudio es un criterio controvertido. Las especies muy abundantes son a menudo rechazadas como indicadores porque pueden tener características oportunistas, como una alta capacidad reproductiva y buenos mecanismos de dispersión, en lugar de ser tolerantes a los contaminantes. Por otra parte, las especies raras tampoco pueden ser utilizadas porque pueden ser raras por una variedad de razones distintas a los efectos de la contaminación. Por lo tanto, se recomiendan las especies que se encuentran en clases de abundancia intermedias como indicadores de contaminación. 1.2 Centinelas Los indicadores de bioacumulación son un tipo especial de organismo indicador. Estos organismos denominados "centinelas" acumulan y concentran contaminantes de su entorno y/o de los alimentos, de modo que el análisis de sus tejidos proporciona una estimación integrada en el tiempo de las concentraciones de estos contaminantes disponibles en el medio ambiente. Los indicadores de acumulación son organismos que no son dañados por factores estresantes. La especie debe ser sedentaria, para que los resultados puedan ser vinculados a las áreas locales. Deben ser grandes y estar presentes en abundancia para proporcionar suficiente tejido para el análisis. Deberían distribuirse ampliamente para facilitar las comparaciones.

Deben ser de larga vida para permitir estudios a largo plazo y deben ser robustos y fáciles de recolectar y manejar. El uso de organismos centinela para vigilar la contaminación acuática comenzó hace unos 25 años en los medios costeros y marinos, por ejemplo, con moluscos bivalvos ("Mussel Watch") y crustáceos para la contaminación metálica y musgos para metales y radionucleidos en medios terrestres. En el Programa de Vigilancia de Mejillones, el mejillón azul Mytilus edulis se utilizó para monitorear la contaminación por metales en los Estados Unidos. El mejillón es un buen indicador de la contaminación costera debido a su amplia distribución, fácil transferencia en otras regiones para la biomonitorización "activa", altas abundancias, alta tasa de acumulación de muchos xenobióticos, con una vida útil de tres años permitiendo un seguimiento a largo plazo. Las algas o macroalgas (por ejemplo, Fucus spp.) también acumulan metales.

El procedimiento de selección de un centinela apropiado incluye 1) el enfoque del estudio, en el que se centra el estado actual de los contaminantes en un ecosistema. Las concentraciones de contaminantes seleccionados en los tejidos de los organismos centinela se determinan periódicamente. 2) El enfoque experimental tiene por objeto la calibración de los organismos centinela. Deben determinarse los efectos de las variables abióticas y bióticas en la absorción

de contaminantes por las especies centinela. 3) La concentración de la toxina en el agua debe estar relacionada con la del organismo centinela.

1.3 Especies clave Una clave es una piedra en la parte superior de un arco que sostiene las otras piedras y evita que todo el arco se caiga. Una especie clave es una especie de la que depende la persistencia de un gran número de otras especies en el ecosistema. La remoción de una especie clave tiene grandes efectos en muchos otros taxones y funciones de los ecosistemas (por ejemplo, enlaces tróficos, ingeniería).

Las especies de ingeniería de los ecosistemas son organismos que directa o indirectamente modulan la disponibilidad de recursos (aparte de ellos mismos) para otras especies (por ejemplo, el castor en los ríos). Pueden ser carnívoros superiores que mantienen a las presas bajo control (por ejemplo, nutrias marinas en el bosque de algas) o grandes herbívoros que conforman el hábitat de otras especies. 1.4 Especies en peligro de extinción Las especies en peligro de extinción son aquellas cuya distribución y abundancia han disminuido en los últimos tiempos, debido principalmente a los impactos antropogénicos. En las llamadas "Listas Rojas" (LR) se mencionan diferentes categorías según la rareza de una especie: 0) condenados, 1) amenazados de extinción, 2) inmensamente en peligro, 3) en peligro, 4) potencialmente en peligro, 5) especies en la lista de alerta temprana, 6) especies con restricciones geográficas, 7) falta de datos para evaluar la especie, 8) no incluidos en la "Lista Roja", 9) extremadamente raros. Estas listas existen para diferentes países y regiones de Europa y constituyen una base importante para la protección de las especies y las actividades de conservación de la naturaleza. Los principales críticos de este sistema incluyen 1) la ecología de las especies raras a menudo no es bien conocida, 2) la clasificación de las especies en las categorías difiere, 3) las LR deben referirse a tamaños mínimos de área. En general, este método sólo debe utilizarse como complemento. Para evaluar un área para la conservación de la naturaleza se deben tener en cuenta los siguientes criterios: Grado de originalidad de la zona, rareza de las especies (LR), grado de impacto antropogénico, tamaño de las poblaciones, representatividad (especies típicas del biotopo).

SERCON (Sistema de Evaluación de Ríos para la Conservación) es un buen ejemplo para la evaluación holística de sitios para la conservación de la naturaleza. Este método se basa en parámetros físicos, químicos y biológicos de arroyos, riberas y remansos. Los 35 valores de los indicadores se clasifican en seis criterios de conservación: diversidad física, grado de originalidad, representatividad, rareza, riqueza de especies y características locales especiales. Se han elegido once parámetros para las "perturbaciones". Este sistema, desarrollado en el Reino Unido, también se ha utilizado en Suecia y Sudáfrica. 1.5 Bioindicación sensu latu La bioindicación sensu latu utiliza todo tipo de parámetros indicativos y comprende biomarcadores suborganísticos, especies bioindicadoras, especies biomonitoras y especies

centinela, así como indicadores ecológicos, por ejemplo, la diversidad de especies (Figura 2). La bioindicación es la base del biomonitoreo y la bioindicación moderna intenta establecer vínculos entre los diferentes niveles biológicos indicativos.

Traducción realizada con el traductor www.DeepL.com/Translator

A bioindicator is a living organism that gives us an idea of the health of an ecosystem. Some organisms are very sensitive to pollution in their environment, so if pollutants are present, the organism may change its morphologyphysiology or behaviour, or it could even die.

Worms

Changes in the functioning of the nervous systems of worms are used to measure levels of soil pollution. The numbers of earthworms in the soil can also be used to indicate the health of the soil. One example of a bioindicator is lichens. These plants, which live on surfaces such as trees or rocks or soil, are very sensitive to toxins in the air. This is because they obtain their nutrients mostly from the air. We can tell our forests have clean air by the amount and types of lichens on the trees. Different species of lichen have different levels of susceptibility to air pollution, so we can also get an idea of the level of pollution by observing which species are present. Nature of science Living organisms can often be used to indirectly measure levels of chemicals in their environments. Population numbers can also be tracked over time to notice changes that may be a result of changes in the environment. The advantage of using worms

Dr Ravi Gooneratne describes how using an organism to measure pollutants enables us to look at the effect a chemical has on living creatures rather than just the amount or type of the chemical. Bioindicators can be plants, animals or microorganisms: 

If toxins are present, certain plants may not be able to grow in the area affected.



Monitoring population numbers of animals may indicate damage to the ecosystem in which they live.



Algae blooms are often used to indicate large increases of nitrates and phosphates in lakes and rivers.

Lichens growing on rock

New Zealand has over 2,000 species of lichen. How many can you see on this tree trunk? How many can you find in the school playground? If pollution causes the reduction of an important food source, the animals dependent on it for food may also decrease. Animals may also change their behaviour or physiology if a toxin is present. For example:



the levels of certain liver enzymes in fish increase if they are exposed to pollutants in the water



changes in the functioning of the nervous systems of worms are used to measure levels of soil pollution



the increase in the number of mutated frogs found in the USA is used as an indicator of toxins in their environment.

Lichen on forest trees

Lichens need clean air to flourish so are a good indicator of the air quality of the surrounding area. Much of the forest in the South Island is ideal for lichens, where many species can be found dripping from the trees. Microorganisms can also be used as indicators of toxins in an ecosystem. Some microorganisms will produce stress proteins if exposed to certain pollutants. By measuring the levels of stress proteins, we can get an idea of the level of pollution present in the environment. https://www.sciencelearn.org.nz/resources/1538-bioindicators