¿Dónde viven las algas? Hábitats en un cuerpo de agua

08/10/2015
Hábitats
enviven
un cuerpo
de agua
¿Dónde
las algas?
ºC
Algas
terrestres
Lago del Desierto, Santa Cruz, Argentina
Fracciones del fitoplancton
Clasificación trófica de lagos templados
(modificado de Sigee, 2004).
Categoría
Picoplancton
Nanoplancton
Tamaño
lineal
(µm)
0,2-2
2-30
Microplancton
20-200
Macroplancton
>200
Biovolumen
(µm3)
Unicelulares
Agregados
4,2x10-3-4,2
Bacterias
fotosintéticas
Cianobacterias
4,2-4,2x103
Cianobacterias
Criptomónadas
Diatomeas
Cianobacterias
Dinoflagelados
Diatomeas
Clorofíceas
Diatomeas
Unas pocas
diatomeas
Cianobacterias
4,2x103-4,2x106
Nivel trófico
Ultraoligo- Oligo-
-
Laguna Azul, Santa Cruz, Argentina
Eu-
Hipertrófico
4–10
10–35
35–100
>100
Ortofosfato
<2
2–5
5–100
>100
NIDis
<10
10–30
30–100
>100
<1
1–2.5
2.5–8
8–25
2.5–8
8–25
25–75
>75
0.12
0.4
0.6–1.5
2.5–5
>5
Media anual
>12
12–6
6–3
3–1.5
<1.5
Mínimo anual
>6
>3.0
3–1.5
1.5–0.7
<0.7
P Total (media anual)
<4
Clorofila a (µgl−1) en aguas superficiales
Concentración media
Concentración máxima
<2.5
Volumen Total de algas planctónicas
>4,2x106
Meso-
Concentración de nutrientes (µgl−1)
>25
Secchi (m)
Lago del Desierto, Santa Cruz, Argentina
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¿Por qué son buenos
bioindicadores?
Cumplen con los requisitos para ser consideradas como buenos indicadores
•Rango ecológico estrecho
•Respuesta rápida a los cambios ambientales
Especie
indicadora
•Amplia distribución geográfica
•Taxonomía bien definida
•Fácil identificación, con equipo no sofisticado
Lago del Desierto, Santa Cruz, Argentina
Algas como bioindicadores
En el contexto de cambio, los bioindicadores pueden servir como sistemas
de alerta temprana que reflejan el estado de “salud” de un sistema acuático
Aportan información de dos tipos:
1) A largo plazo status quo
2) A corto plazo: cambio ambiental
Bloom intenso estival de Microcystis
Estado eutrofico pre-existente (alta
concentración de nutrientes)
Aumento en dominancia y biomasa
de cianobacterias
Murray River, Australia
Eutroficación creciente
(posiblemente antropogénica)
¿QUÉ INDICAN?
• Contaminación
•Pesticidas, metales pesados, hidrocarburos
• Eutroficación
•Agricultura y ganadería intensivas
• Aridización
•Cambio en el uso de la tierra
• Acidificación
•Actividad industrial (lluvia ácida)
• Salinización
•Cambio en el uso de la tierra
Ambientes actuales y pasados
Reconstrucciones paleoambientales
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CYANOBACTERIA
Qué características les permiten colonizar y
sobrevivir en ambientes desfavorables para otros
grupos de organismos?
• Pueden usar intensidades muy bajas de luz por lo que
pueden prosperar a grandes profundidades pero
también resisten la alta iluminación
• Pueden formar esporas de resistencia (acinetas) para
sobrevivir en condiciones desfavorables.
¿Dónde viven?
Son consideradas como “ubicuas”

Dentro y fuera del agua

Aguas termales (soportan hasta 70ºC pero viven a
±50ºC).

Ambientes con intensidades de luz tanto muy altas
como muy bajas
• Forman parte del picoplancton (0,2-2µm), donde su talla
reducida y su forma esférica hacen prácticamente nula
la velocidad de caída
• Su alta relación superficie/volumen las hace más
eficientes en la captación de nutrientes en ambientes
oligotróficos.
• La capacidad de fijar nitrógeno les permite vivir en
ambientes desfavorables para otras algas
• Pueden controlar su posición en la columna de agua por
medio de aerotopos.
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Cyanobacteria como bioindicadores
Como con cualquier otro grupo de algas, la presencia o
ausencia de una especie en particular puede ser un
valioso indicador del status ecológico de un cuerpo de
agua
• Floraciones estivales de
cianobacterias coloniales
• Aumento de cianobacterias
unicelulares
DESVENTAJA COMO BIOINDICADORES
• Las formas terrestres pueden formar biofilms que
soportan extremas desecaciones
alta concentración
de nutrientes.
condiciones oligotróficas
a mesotróficas.
• Son capaces de deslizarse sobre un substrato, por lo
que pueden alejarse de situaciones desfavorables o
acercarse a fuentes de luz
¿Dónde viven?
• En el plancton, desde agua dulce hasta marina, tanto
ambientes lóticos como lénticos
• Sobre tierra húmeda, plumas y pelos de animales
acuáticos
• Sobre rocas (epilíticas)
• Sobre plantas u otras algas (epífitas)
CHLOROPHYTA
• Endosimbiontes con amebas, por ejemplo
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En ambientes continentales
Algas verdes como bioindicadoras
Ambientes actuales
• Las preferencias de hábitat de las algas contemporáneas dan
información sobre las características físico-químicas del cuerpo
de agua
• Las algas verdes filamentosas suelen dominar en ambientes bajo
stress antrópico (eutroficación, acidificación o contaminación por
metales pesados)
• Las algas verdes laminares toleran la contaminación orgánica en
ambientes marinos costeros
La mayoría de las especies son marinas
La mayoría de las de agua dulce viven
principalmente en arroyos y ríos
Muchas
formas
marinas
pueden
aclimatarse en lagos y otros ambientes
salinos
RHODOPHYTA
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Uso como bioindicadores
• Metales pesados:
Se compara lo acumulado en partes viejas con las partes más jóvenes y se puede
analizar la evolución de la contaminación en un área determinada
•Gracilaria, Pterocladia, Gelidium, Gigartina, Porphyra.
• Eutroficación:
Algunas especies marinas (como Gracilaria edulis) responden a pulsos de
aumento de nutrientes (aún los no detectables por las técnicas químicas de
rutina) modificando su contenido y composición de aminoácidos, el % de nitrógeno
en los tejidos y la clorofila a (Journal of Phycology (2000) 36(4): 680-685)
EUGLENOPHYTA
Euglenoideos como bioindicadores
Viven en todo tipo de ambiente acuático
Generalmente donde hay abundante
orgánica soluble o particulada.
materia
Algunas especies toleran condiciones extremas de
salinidad y de acidez.
Por ejemplo Euglena mutabilis puede crecer a pH
1 y su óptimo es 3. Es típica de cuerpos de agua
contaminados por actividad minera.
• No
son
particularmente
útiles
como
indicadores
ambientales
en
ambientes
actuales
• La falta de estructuras calcificadas o
silicificadas hace que no dejen un registro
fósil
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DINOPHYTA
¿Dónde viven?
La mayoría son marinos y hay unos pocos
géneros en aguas dulces
Son meroplanctónicos: pasan una parte de su
ciclo de vida en el plancton y otra parte en el
bentos
Los dos géneros más comunes en ambientes
no marinos (Ceratium y Peridinium) viven en
aguas con altas concentraciones de calcio
(aguas duras) y bajos niveles de nutrientes
inorgánicos (oligotróficas).
Dinoflagelados como
bioindicadores
Criptomónadas
(=Cryptophyta)
Como con cualquier otro grupo de algas, la presencia o
ausencia de una especie en particular puede ser un
valioso indicador del status ecológico de un cuerpo de
agua
La cigota está protegida por una gruesa pared celular con
dinosporina, por lo que se preserva en los sedimentos y
se utiliza como paleobioindicador, sobre todo en
ambientes marinos.
Triásico
200-250 MA
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Criptomónadas como
bioindicadores
•A pesar de que son comunes en condiciones oligo y
mesotróficas, también pueden ocurrir en lagos eutróficos y
tienen un valor limitado como bioindicadores
Las especies actuales no proveen un rango diagnóstico para
diferentes hábitats como pasa en otras algas
No dejan registro fósil
OCHROPHYTA
Crisofíceas como
bioindicadoras
Crisofíceas
iNCLUYENDO
•
•
Chrysophyceae
Synurophyceae
Aguas fuertemente ácidas (Dinobryon pediforme; Synura
sphagnicola)
Aguas claras, ligeramente ácidas (Mallomonas hamata;
Synura echinella)
Aguas alcalinas (Mallomonas puntifera, Synura uvella)
tienen en común la capacidad de formar quistes con paredes
de sílice, como parte de su ciclo de vida
Condiciones alcalinas/salinas (Mallomonas tonsurata, M.
tolerans)
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Crisofíceas como bioindicadores
Algunas especies tienen un rango de tolerancia estrecho
en cuanto al pH y a la salinidad
A pesar de ser potencialmente útiles , raramente se
incluyen en proyectos de monitoreo.
La razón principal es que las especies mejor estudiadas
desde el punto de vista ecológico (las que tienen
cubierta escamosa) requieren el uso del microscoio
electrónico para su identificación
XANTOPHYCEAE
Tradicionalmente
se
las
utilizaba
como
indicadores de condiciones oligotróficas pero se
ha descubierto que solo un par de especies
realmente lo son.
Encontrar una gran diversidad de crisofíceas con
baja biomasa podría indicar condiciones
eutróficas
Utilidad como bioindicadores
Las distintas especies tienen requerimientos
diferentes que podrían servir como información sobre
las condiciones ambientales
•
•
•
•
•
•
Turberas ácidas
Aguas calcáreas
Aguas ricas en ácidos húmicos
Aguas ricas en materia orgánica
Aguas enriquecidas con nutrientes inogánicos
Ambientes salobres o marinos
Utilidad limitada porque nunca son muy abundantes
No dejan registro fósil
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PHAEOPHYCEAE
Metales pesados (igual que en Rhodophyta)
Ej.
Dictyota,
Scytosiphon,
Ascophyllum, Macrocystis
Colpomenia,
padina,
Fucus,
Las de agua dulce son menos diversas que las
algas no marinas
No han sido muy estudiadas y su ecología es
poco conocida
El registro fósil es bastante escaso ya que no tienen partes
duras ni forman esporas de resistencia.
Si no queda rastro de los pigmentos, son imposibles de
diferenciar de otras algas ya que hay muchas
convergencias morfológicas entre las algas pardas, las
rojas y las verdes
Paleohalidrys superba, del Mioceno
(25-5 MA) (Formación Monterey). Se
parece a las actuales Cytoseiraceae
Estudios ecotoxicológicos
Análisis de cultivos de determinadas
microalgas a las que se someten
concentraciones crecientes del contaminante
bajo estudio
Selenastrum capricornutum
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ÍNDICES
Se comprobó que este índice da
resultados diferentes según el
cuerpo de agua
En principio, solo sirve para
monitorear el mismo ambiente
Índice de Palmer
Índices de calidad
del agua
(Palmer, 1969)
• Se aplica a diatomeas de ríos.
• Deriva de una análisis exhaustivo de la literatura
• Se basa en la ocurrencia de 20 especies comunes listadas de
acuerdo con su tolerancia a la contaminación orgánica
De menor a mayor polución, incluye a
importados
vs.
nacionales
Fragilaria capucina → Achnanthes minutissima → Cocconeis placentula → Diatoma
vulgare → Surirella ovata → Gomphonema parvulum → Synedra ulna→Nitzschia
palea.
Limitaciones:
Son especies con valor indicador determinado para el HN
Algunos de esos taxones ya no existen (cambiaron de género o se subdividieron)
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Modelo general
de índice multiespecie
Índice de Descy (Descy, 1979).
Se usa frecuentemente
n
Los valores de sj varían de 1 a 5 y vj de 1 a 3 . El índice varía entre 1 y 5
y puede ser relacionado con la calidad del agua (Descy, 1979)
aj sj vj
j=1
ÍNDICE =
n
aj vj
j=1
Donde:
aj abundancia relativa de la especie j en la muestra
sj sensibilidad a la polución de la especie j
vj valor indicador de la especie j
n número de especies contadas en la muestra
Índice GDI
Otros índices
Índice ISL (Index of saprobic load): Sladecek, 1986
(generic diatom index): Coste and Ayphassorho, 1991
•
Se usa para polución orgánica y nutrientes inorgánicos.
•
Se basa en 44 géneros de diatomeas.
•
Los valores varían entre 1 y 5 (aguas poluídas a no poluídas).
Índice TDI (trophic diatom index): Kelly and Whitton, 1995
Índice CEE : Descy and Coste, 1991
Índice IDAP : Prygiel et al., 1996
Limitaciones
1) No se puede comparar con los resultados del mismo índice porque los géneros han
cambiado en los últimos 20 años (fusiones y subdivisiones)
2) Los géneros de diatomeas no son tan buenos indicadores como las especies
Encontrar Nitzschia spp en un cuerpo de agua solo significa que allí vive Nitzschia spp.
Ahora bien, encontrar Nitzschia palea es muy diferente de encontrar N. fonticola
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¿Ven por qué no sirve de gran cosa
usar un índice genérico?
Preferencias ecológicas según la calidad del agua de
algunas especies del género Nitzschia en sistemas
pampeanos
Ni. fonticola Grunow
Clase de
calidad del
agua
ÍNDICE DE DIATOMEAS PAMPEANAS (IDP)
(Gómez & Licursi, 2001)
Valor
indicador
I
1
Ni. nana (Grunow)
I-II
1,25
Ni. gracilis Hantzch
I-II
1,5
Ni. frustulum Kutzing
I-II
1,75
Ni. brevissima Grunow
II
2
I-III
2,25
Ni. amphibia Grunow
I-III
2,5
Ni. linearis (Ag.) W.M. Smith
II-III
2,5
Ni. hungarica Grunow
II-III
2,75
III
3
Ni. filiformis ( W. M. Smith) Van Heurk
Ni. microcephala Grunow
Ni. sigma (Kützing) W. M. Smith
II-IV
3
Ni. palea (Kützing) W. Smith
II-IV
3,75
Ni.umbonata (Ehr.) Lange-Bertalot
III-IV
3,75
Caracterización de las clases de calidad del agua basadas en
la concentración de amonio, ortofosfato y DBO5 (mg/L)
n
Iidp j Aj
j=1
Clases de
calidad de
agua
DBO5
NH4+-N
PO3-4- P
0
≤3
≤0,1
≤0,05
ÍDP =
n
Aj
j=1
I
>3-8
>0,1-0,5
>0,05-0,1
II
>8-15
>0,5-0,9
>0,1-0,5
III
>15-25
>0,9-2
>0,5-1
IV
>25
>2
>1
Donde:
Iidp j = valor específico del índice obtenido para la especie j
Fluctúa entre 0 y 4
Aj = abundancia relativa (%) de la especie j
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Diatomeas más frecuentes en el epipelon de ríos y
arroyos pampeanos y sus preferencias ecológicas
según la calidad del agua (Gómez & Licursi, 2001)
Clase de
calidad del
agua
Valor específico
del Iidp
Achnanthes hungarica
Lemnicola
II-III
2,5
Achn. lanceolata
Planothidium
I-II
1,5
0-I
1
Achn.minutissima
Achn. exigua
Achnanthidium
I
1
I-II
1,25
Actinocyclus normanii fa subsalsus
I-III
2,5
Amphiprora alata
II-III
2,5
Amphora coffeaeformis
III-IV
3,75
Amp. libyca
II-III
2,5
Amp. ovalis
II-III
2,25
Amp. perpusilla
I-II
1,75
III-IV
3,5
Achn. Inflata
Amp. veneta
INFLUENCIA DEL VERTIDO DE UN BASURAL
SOBRE LAS DIATOMEAS EPIPÉLICAS MÓVILES
DEL ARROYO MORALES. PROVINCIA DE
BUENOS AIRES, ARGENTINA
Lattucca & Maidana (2000)
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Punto del
Vertido
Aguas arriba
(300 m)
Proporción de los grupos de especies en
cuanto a su tolerancia a la contaminación
(Lange-Bertalot, 1979; Kobayasi & Mayama, 1982)
Aguas abajo
(1000 m)
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APLICACIÓN DEL ÍNDICE DE DIATOMEAS
PAMPEANAS AL ESTUDIO DE LAS DIATOMEAS DEL
ARROYO MORALES
AGUAS
ARRIBA
IDP
AGUAS
ABAJO
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
VERTIDO
1,50
1,00
0,50
0,00
AA1
AA2
AA3
V1
V2
V3
AB1
AB2
AB3
Comparando ambos métodos
IDP
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
AA1
AGUAS
ARRIBA
AGUAS
ABAJO
AA2
AA3
V1
V2
V3
AB1
AB2
AB3
a) Se
aplicaron
caracterizaciones
ecológicas de ambientes europeos
b) No se conocía el valor indicador de
todas las especies halladas
VERTIDO
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