E.ER14 - Asociación Mesoamericana de Ecotoxicología y Química

Análisis del contenido bacteriano en agua y sedimento de la
Laguna de Coyuca y su influencia en nidos de tortuga de la
playa: El Carrizal, Coyuca de Benítez, Guerrero.
Sofia Isabel Castro Espinosa*, Guadalupe Barrera Escorcia+, Antonio Zoilo Marquéz García
Universidad Autónoma Metropolitana / Av. San Rafael Atlixco 186, Col.Vicentina, Iztapalapa,
México, D.F., C.P. 09340/ [email protected], [email protected], [email protected]
*
Castro Espinosa Sofía Isabel.
+
Barrera Escorcia Guadalupe; Tel.: 58 04 64 74; Fax: 58 04 47 38. Laboratorio de Ecotoxicología,
Depto. Hidrobiología, C.B.S., UAMI.
Área del Conocimiento: Evaluación de riesgo.
RESUMEN
Las poblaciones de tortugas marinas han disminuido alrededor del mundo a causa factores
tales como la depredación, cambios ambientales o infecciones microbianas que influyen sobre los
niveles de eclosión de sus huevos. Debido a lo cual se analizaron las condiciones de calidad
sanitaria de los campamentos tortugueros que están alrededor de la playa “El Carrizal” y la
Laguna de Coyuca. Se colectó sedimento de los campamentos tortugueros, y agua y sedimento de
la laguna, en los meses de septiembre y diciembre de 2010, febrero y marzo de 2011. Se obtuvo el
Número Más Probable (NMP) de bacterias coliformes totales (CT) y fecales (CF) por la técnica
de tubos múltiples, además se identificaron bacterias entéricas por cultivo y pruebas bioquímicas.
El agua de la laguna rebasó los niveles permisibles para la protección de organismos. Las
concentraciones de CT en el sedimento fueron frecuentemente un orden de magnitud mayor a las
de agua, esto puede deberse a que el sedimento ofrece un microambiente protector para las
bacterias. Las concentraciones de CF en sedimento fueron frecuentemente mayores en la laguna.
Las bacterias entéricas identificadas fueron: Klebsiella oxytoca, Citrobacter freundii, Escherichia
coli, y los géneros Enterobacter, Citrobacter, Proteus y Cedecea entre otros. Los contenidos de
coliformes y las bacterias entéricas identificadas indican que existe la posibilidad de
contaminación en los huevos de tortuga. Será necesario realizar estudios para evidenciar la
presencia de estas bacterias sobre la superficie de los huevos de tortuga.
Palabras clave: Calidad sanitaria, coliformes, bacterias entéricas, campamento tortuguero,
Laguna de Coyuca.
Resumen en Inglés:
The sea turtle populations have declined around the world due to factors such as predation,
environmental changes or microbial infections that affect the levels of hatching of their eggs. Due
to the above, the sanitary quality conditions were analyzed in turtle camps, and around the beach
"El Carrizal" and the Coyuca Lagoon . Samplings of sediment from the turtle camps, and water
and sediment of the lagoon, were conducted in the months of September and December in 2010,
and February and March in 2011. We obtained the Most Probable Number (MPN) for Total (TC)
and Faecal (FC) Coliform bacteria by the multiple tubes technique, in addition enteric bacteria
were identified by traditional culture and biochemical tests. The water of the lagoon exceeded the
permissible levels for the protection of organisms. TC concentrations in sediment were often an
order of magnitude greater than the water, this can be due to the sediment provides a protector
microenvironment for the bacteria. The concentrations of FC in sediment were frequently higher
in the lagoon. Enteric bacteria identified were: Klebsiella oxytoca, Citrobacter freundii,
Escherichia coli, and the genera Enterobacter, Citrobacter, Proteus and Cedecea, among others.
The contents of coliforms and enteric bacteria identified indicate that the possibility of
contamination in the turtle eggs exists. It will be necessary to carry out studies to demonstrate the
presence of these bacteria on turtle eggs surface.
Keywords: Sanitary quality, coliforms, enteric bacteria, turtle camps, Coyuca Lagoon.
1.
Introducción.
Las tortugas marinas son importantes componentes de los ecosistemas marinos y costeros,
contribuyen a la salud y mantenimiento de los mismos. Por su amplia distribución geográfica, hábitos
migratorios, su lento crecimiento y maduración sexual tardía, son altamente vulnerables en todas las
fases de su desarrollo. Las poblaciones de tortugas marinas han ido disminuyendo alrededor del mundo
a causa de impactos antropogénicos como la sobreexplotación comercial, la pesca incidental e ilegal, la
contaminación y la destrucción de las zonas costeras de anidación, debido a un desarrollo excesivo de
las poblaciones humanas, al saqueo de nidos, la introducción de depredadores y el deterioro de sus
hábitats [1]. Es por esto que se busca la preservación de las diferentes especies de tortugas mediante el
estudio de diversos factores como son: hábitos ecológicos, características anatómicas, fisiológicas,
ciclos de vida etc. [2]. Es precisamente en el ciclo de vida, donde se da la pauta para que se lleve a cabo
la intervención del hombre con miras a la conservación de las tortugas. Se ha enfocado la atención en la
época de anidación y el cuidado de los huevos. Las nidadas de tortugas marinas típicamente tienen un
alto éxito de eclosión (80% o más), pero los factores externos que las afectan (depredación, cambios
ambientales o infecciones microbianas) pueden afectar la eclosión [1]. Es importante conocer los
contenidos bacterianos vinculados a la intervención humana. Además de la contaminación
microbiológica en agua, los niveles de bacterias en el sedimento son importantes, porque en este se
desarrollan diversas fases del crecimiento de la tortuga como son: el desove, la incubación y
nacimiento de nuevos individuos. La información sobre la calidad sanitaria del agua cercana a los nidos
permitiría proponer medidas preventivas que ayuden a disminuir la influencia negativa de esta forma de
contaminación. Las concentraciones bacterianas frecuentemente revelan la influencia de las descargas
de aguas negras. La Laguna de Coyuca tiene recepción de agua residual. El agua residual en zonas
costeras, origina cambios fisicoquímicos, un incremento en las concentraciones de bacterias coliformes
y un enriquecimiento por materia orgánica, lo que a su vez, causa el desarrollo masivo de diferentes
bacterias y hongos [3]. El estudio se desarrolló en la playa “El Carrizal”, sitio donde las tortugas Laúd
(Dermochelys coriacea) y Golfina (Lepidochelys olivacea) anidan, así como en la Laguna de Coyuca,
cuya agua descarga en la zona de anidación, ambos sitios ubicados en el municipio Coyuca de Benítez,
Guerrero.
2. Materiales y Métodos.
La zona de estudio comprende la playa El Carrizal (Fig. 1) que se localiza al Noreste de la Boca
de la Laguna de Coyuca. Esta tiene una extensión de 3.5 km, se encuentra entre los 16°56’ y 16°57’ de
Latitud Norte, y los 100°07’ y 109°09’ de Longitud Oeste. Es una zona de gran actividad turística, con
palapas en su zona de supra playa. En ella existen dos campamentos tortugueros y una considerable
bioturbación por la anidación de las tortugas en toda el área [4].
Figura 1. Ubicación de playa El Carrizal, Coyuca de Benitez, Gro.
Las colectas se realizaron bimestralmente en un periodo de seis meses, en septiembre y diciembre
de 2010, febrero y marzo de 2011, para ello se establecieron cuatro localidades de muestreo: dos
ubicadas en la Laguna de Coyuca (La Boca de la Laguna y el Centro o Muelle Coyuca) y dos ubicadas
en la playa El Carrizal exactamente en la zona de los campamentos tortugueros: “Nautilus” y “La
Policía Ambiental”. En las primeras dos localidades se tomaron muestras de agua y sedimento, en las
dos últimas sólo se tomaron muestras de sedimento y de cascaron de huevo de tortuga.
La calidad sanitaria del agua se determinó por el Número Más Probable (NMP) de bacterias
Coliformes Totales (CT) y Coliformes fecales (CF), a través de la técnica de tubos múltiples [5]. La
identificación de bacterias entéricas se llevó a cabo por cultivos en medios de enriquecimiento (agua
peptonada 1%, caldo Selenito Cistina y caldo Tetrationato), medios de aislamiento (agares
MacConkey, Salmonella-Shigella y Hektoen) y pruebas bioquímicas en dos etapas (medios TSI, LIA,
pruebas de Rojo de Metilo-Voges Proskauer, y resiembra en Citrato de Simmons y Rojo Fenol) [6].
Con base en los CF se determinó la calidad sanitaria del agua para uso recreativo con contacto
primario, cuyo límite máximo permisible es 240 CF/100ml según las normas mexicanas vigentes [7].
Para la interpretación de CT, se utilizó el criterio de Rheinheimer (1987) [8], que indica un máximo
aceptable de 500 CT/100ml para actividades recreativas. Para el análisis estadístico se utilizó la
paquetería NCSS 2007. Inicialmente se llevó a cabo un análisis exploratorio de datos para verificar la
normalidad de los mismos, en este caso se verificó que no existe normalidad y se utilizaron métodos no
paramétricos para el análisis (Kruskall-Wallis y Duncan´s) [9].
3. Resultados.
Las concentraciones de bacterias coliformes en el agua de la Laguna de Coyuca tuvieron mala
calidad sanitaria. Con base en los CF, 28 % de las muestras rebasaron los límites aceptables, y hasta en
el 57% considerando las CT, como se observa en el Cuadro 1. Las concentraciones fueron similares en
las localidades. Los NMP en sedimento tuvieron entre uno y dos órdenes de magnitud por arriba de las
muestras de agua, tal como puede apreciarse en el Cuadro 2.
La media geométrica de las concentraciones de CF en el sedimento del Campamento tortuguero
Nautillus fue 62 CF/100g y en la zona central de laguna 2390 CF/100g (Fig. 2), a pesar de lo cual no se
demostraron diferencias significativas. Respecto a las colectas, la concentración de CT del sedimento
en el mes de Diciembre de 2010, fue 259 CT/100g y en Septiembre del mismo año 4724 CT/100g, pero
tampoco se demostraron diferencias (Fig. 3).
Cuadro 1. Coliformes totales y fecales en agua (NMP/100ml)
Coliformes Totales
Septiembre
Diciembre
Febrero
Marzo
Boca Laguna
2400*
240
240
2400*
Centro Laguna
--------
1100*
93
2400*
Coliformes Fecales
Septiembre
Diciembre
Febrero
Marzo
Boca Laguna
20
93
11
43
Centro Laguna
-------
1100*
4
290*
* Muestras por arriba de los límites aceptables.
Cuadro 2. Coliformes totales y fecales en sedimento (NMP/100g).
Coliformes Totales
Septiembre
Diciembre
Febrero
Marzo
Boca laguna
-------
1500
150
24000
Centro laguna
-------
390
11000
24000
Campamento Policía
24000
110
24000
70
Campamento Nautilus
930
70
11000
110
Coliformes Fecales
Septiembre
Diciembre
Febrero
Marzo
Boca laguna
---------
1500
70
24000
Centro laguna
---------
270
4600
11000
Campamento Policía
24000
90
30
30
Campamento Nautilus
300
40
40
30
Coliformes Fecales
105
104
104
NMP/100g
NMP/100g
Coliformes Totales
105
103
102
103
102
101
Boca
Centro
Policia
Localidad
101
Nautillus
Boca
Centro
Policia
Localidad
Nautillus
2Fig. 3. Coliformes totales y Fecales en sedimento de los campamentos tortugueros y la Laguna
de Coyuca (Log NMP/100g).
Coliformes Fecales
105
105
104
104
NMP/100g
NMP/100g
Coliformes Totales
103
103
102
102
101
101
Sep
Dic
Feb
Meses
Mar
Sep
Dic
Feb
Meses
Mar
Fig. 4. Concentraciones de coliformes en sedimento por colecta (Log NMP/100g). 1. Septiembre, 2.
Diciembre, 3. Febrero, 4. Marzo.
Se aislaron 199 cepas sospechosas de ser bacterias entéricas. De ellas 52 fueron identificados hasta
género; 12 hasta especie. Escherichia coli y Citrobacter freundii se aisló de sedimento de la laguna,
durante la colecta de Diciembre de 2010. Se aislaron también las siguientes especies: Klebsiella
ornithinolytica en superficie de huevo de tortuga, K. oxytoca en sedimento de los dos campamentos
tortugueros y en agua de la laguna, y K. terrígena y Serratia rubidaea en agua de la laguna. Las cepas
identificadas hasta género incluyeron: Cedecea spp., Citrobacter spp., Enterobacter spp., Escherichia
spp., Klebsiella spp., Proteus spp., Providencia spp. y Serratia spp.
4. Discusión.
Aunque algunas muestras no presentaron elevadas concentraciones de bacterias coliformes, la
calidad sanitaria del agua no se consideró aceptable para la recreación, los valores rebasaron los límites
permisibles en la Laguna de Coyuca particularmente en los meses de diciembre y marzo. En esta época
la boca de la laguna se encuentra cerrada. A pesar de esto, el oleaje permite el intercambio de agua
salada con agua dulce provocando que los niveles de salinidad cambien. Las bajas concentraciones de
bacterias coliformes en agua cuando hay influencia de la salinidad marina se han atribuido a la dilución
en el mar, al choque osmótico y al efecto antibacteriano de diversos factores que actúan
simultáneamente, los cuales incluyen: cambios de temperatura, depositación, depredación y la
presencia de antibióticos específicos producidos por las algas [1]. Las concentraciones de bacterias CF
en sedimento de la boca y centro de la laguna fueron elevadas, sin embargo, aunque las gráficas dan un
contraste visual respecto al contenido de CF en el campamento tortuguero Nautillus, las diferencias no
fueron significativas. Estos sedimentos son removidos una vez que la anidación termina y se prepara
para una nueva etapa de anidación.
Las bacterias entéricas identificadas son relevantes en el sentido de que estos campamentos
tortugueros funcionan como atractivo turístico de la zona, y aunque se da cuidado a los nidos y
estos tratan de aplicarse adecuadamente, no puede evitarse la contaminación por la presencia de
los turistas. Estas bacterias pueden encontrarse en heces fecales humanas y en agua residual, y
los sedimentos funcionan como un microambiente de protección que permite la sobrevivencia de
estas. El riesgo asociado a la presencia de estas bacterias se relaciona con las enfermedades causadas
por las mismas. Los síntomas de las enfermedades causadas por bacterias entéricas se deben en
gran parte a la producción de endotoxinas que ellas fabrican, por ejemplo, las enterotoxinas de E.
coli . C. freundii, se ha visto implicada en infecciones del tracto intestinal superior y pulmón. Otros
géneros como Proteus, Serratia y Enterobacter, incluyen especies que son patógenos oportunistas
porque producen enfermedades bajo determinadas condiciones, por ejemplo, en casos de trauma
de tejidos (mastitis), estados de debilidad, heridas y desnutrición [10]. Las bacterias del género
Klebsiella son organismos saprófitos, estas pueden estar presentes como flora normal,
principalmente en el tracto respiratorio; incluso algunos autores sugieren que las especies del
género Klebsiella podrían tener una relación simbiótica y benigna con su hospedero [11].
5. Conclusiones
Los niveles de bacterias coliformes en la Laguna de Coyuca tanto en agua como en sedimento
representan un riesgo sanitario para las actividades de recreación en gran parte del año y para la
anidación de tortugas. Se demuestra la presencia de E. coli en sedimento de la laguna, así como la
presencia de algunas bacterias entéricas que podrían tener cierta patogenicidad, como C. freundii y
algunos géneros que incluyen patógenos oportunistas.
Agradecimientos
Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo de los proyectos: “Estructurar un plan de manejo
para el campamento Tortuguero Playa Azul, Municipio Coyuca de Benítez, Guerrero” e “Indicadores
de Integridad Ecológica y Salud Ambiental”, en los laboratorios Geología y Sedimentología, y
Ecotoxicología de la Universidad Autónoma Metropolitana. También contó con la asesoría del
Hidrobiólogo Carlos Leopoldo Fernández Rendón en la identificación de bacterias entéricas.
Referencias
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genética poblacional de las tortugas verdes del occidente del Archipiélago Cubano. Centro de
Investigaciones Marinas, Universidad de La Habana, Cuba. Facultad de Biología, Universidad de
La Habana, Facultad de Ciencias Naturales, Universidad de Oriente, La Habana.
[2] García-Romero, M. E., L.M. Hernández-Dueñas, B. García-Castañeda, A. Santos-Soto & A.O.
Meyer-Willerer. 2007. Protección y conservación de tortugas marinas de la zona costera de
Michoacán, México. Avances de la investigación agropecuaria 11. (2):15-22.
[3] Barrera-Escorcia, G. & E.P. Namihira-Santillán. 2004. Contaminación microbiológica en la zona
costera de Akumal, Quintana Roo, México. Hidrobiológica 14 (1): 27-35.
[4] Márquez-García, A.Z., R. Campos-Verduzco y B.S. Castro-Soriano. 2010. Sedimentología y
morfología de la playa de anidación para tortugas marinas, El Carrizal, Coyuca de Benítez,
Guerrero. Hidrobiológica 20 (2):101-112.
[5] Diario Oficial de la Federación. 1987. Norma Mexicana NMX-AA-042-1987 Calidad del Agua Determinación del Número más Probable (NMP) de Coliformes Totales, Coliformes Fecales
(Termotolerantes) y Escherichia coli. Mexico, D.F. Enero 2, 17 p.
[6] Bioxon. 1993. Medios de cultivo y reactivos de diagnostico. Ed. M.R. México, 87 p.
[7] Comisión Nacional del Agua. 2003. Ley Federal de Derechos Normas Aplicables en materia de
Aguas Nacionales y sus Bienes Públicos Inherentes 2003. Diario Oficial de la Federación. México,
D.F. enero 2: 173-191.
[8] Rheinheimer, G. 1987. Microbiología de las Aguas. Ed. Acribia, México. 299 p.
[9] Peña, D. 1986. “Estadística Métodos y Modelos.” Ed. Alianza. España.
[10] Rangel-Ortiz, L., G. Acosta-Zamora, M. Casimiro-Reyes, M. Santamaría-Islas, S. RamírezAlcantar & T. Núñez-Cardona, T. Análisis y caracterización de bacterias heterótrofas aisladas
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Microbiana, Departamento el Hombre y su Ambiente. UAM- Xochimilco.
[11] Nelson Enrique Arenas, 1, Andrés Julián Gutiérrez, Biol.,2 Luz Mary Salazar, PhD,3 Juan
Carlos Polanco, PhD,4 Arley Gómez. 2009. Construcción de una filogenia molecular para las
especies de los géneros Klebsiella y Raoultella basada en los genes ARNr 16S y ARN
polimerasa subunidad. Revista Ciencias de la Salud 7 (2): 22-29.