Fitorremediación Avanzada: Estrategias Biológicas para la Descontaminación Ambiental con Plantas

Ingeniería Genética en Fitorremediación

Los genes de las plantas regulan la absorción de metales, controlan la solubilidad de los metales en el suelo alrededor de las raíces y el transporte de proteínas que movilizan los metales dentro de las células de la raíz y hacia los ápices de las partes aéreas de las plantas. Esta técnica implica el uso de material genético de bacterias resistentes a metales, insertándolo en el genoma de la planta para que esta adquiera dichas características.

Ejemplos Clave:

• El gen merA codifica la enzima reductasa del ion mercúrico (altamente tóxico), catalizando su reducción a una forma volátil y menos tóxica de mercurio (Hg). Este gen fue transferido al álamo amarillo (Liriodendron tulipifera), resultando en un álamo con mayor resistencia a los iones de mercurio y capaz de reducirlos.
• Se ha investigado el tabaco con la introducción de la nitrogenasa para la degradación de TNT (un compuesto nitroaromático y xenobiótico).

Fitoestabilización: Inmovilización de Contaminantes

La fitoestabilización busca inmovilizar los contaminantes en el suelo mediante:

• Absorción y acumulación por las raíces.
• Adsorción sobre las raíces.
• Precipitación dentro de la zona radicular de las plantas.
• Uso de plantas y sus raíces para prevenir la migración de contaminantes por erosión eólica e hídrica, lixiviación y dispersión del suelo (aplicable a metales y compuestos orgánicos).

Rizodegradación: Degradación Asistida por Microorganismos

Consiste en la ruptura de contaminantes orgánicos en el suelo mediante la actividad microbiana, la cual es reforzada por la presencia de la zona radicular de las plantas. Es una forma de degradación o biorremediación asistida por plantas que resulta en la destrucción de los contaminantes.

Contaminantes Orgánicos Tratados:

• Hidrocarburos
• Petróleo
• Disolventes clorados (como TNT, DNT, RDX, nitrobenceno, nitrotolueno)
• Atrazina
• DDT
• Pesticidas fosfatados
• Fenoles
• Nitrilos

Rizofiltración: Captura de Contaminantes en Solución

Implica la adsorción o precipitación sobre las raíces de contaminantes disueltos en la solución que rodea la zona radicular, seguida de la absorción de estos por las raíces, a través de procesos bióticos o abióticos.

Aplicación Principal:

• Metales pesados
• Radionúclidos

Fitodegradación: Descomposición Interna y Externa

Consiste en la descomposición de contaminantes absorbidos por las plantas mediante procesos metabólicos internos, o la descomposición de contaminantes externos a la planta por el efecto de compuestos (enzimas) producidos y liberados por las plantas.

Contaminantes Tratados:

• Compuestos orgánicos
• Solventes clorados
• Fenoles
• Herbicidas
• Componentes de municiones

Nota Importante:

La degradación causada por microorganismos asociados y afectados por la raíz de la planta se considera rizodegradación.

Fitovolatilización: Liberación de Contaminantes Volátiles

Las plantas captan y modifican metales pesados o compuestos orgánicos, que luego son liberados a la atmósfera a través de la transpiración. Este proceso implica la extracción del contaminante y su posterior liberación al aire.

Contaminantes Tratados:

• Solventes clorados
• Algunos inorgánicos (Mercurio, Selenio, Arsénico, Tritio)