LOS CILIADOS COMO ORGANISMOS SAPROBIOS DE LAS AGUAS Gracia, M"P. & Igual, J., 1987. Los ciliados como organismos saprobios de las aguas. Misc. Zool., 11: 1-11. The Ciliata as saprobic organisme of the water.- The ciliate protozoa of four stations of the Llobregat river have been determined and the water of these stations chemically analyzed, so to establish its biological quality. In the sampling stations the analyzed water can be included within the a-mesosaprobic level, with a tendency towarlls the polisaprobic level in the lower course corresponding to heavy organic pollution. Key words: Protozoa, Ciliata, Saprobic organisms, Water quality. (Rebut: 4-VII-86) M del Pilar Gracia &Javier Igual, Dept. de Biologia Animal, Fac. de Biologia, Univ. de Barcelona, Diagonal 645, 08028 Barcelona, Espanya. senta es que precisa de una buena determinación de las especies, lo cual se consigue sólaEn las últimas décadas numerosos hidrobió- mente mediante el empleo de técnicas como logos han propulsado los estudios sobre la va- la impregnación argéntica (FERNÁNDEZ-GAloración de la saprobiedad del agua: ZELINKA LIANO,1976), Protargol (TUFFRAU,1967) y & MARVAN (1961), SLADECEK (1973), BICK KLEIN(1926). & KUZE(1971), MARGALEF (1955), FERNÁNLa metodología para la evaluación de las DEZ-LEBORANS & FERNÁNDEZ-GALIANO comunidades de protozoos de las aguas es (1979) y FERNÁNDEZ-GALIANO & FERNÁN- compleja, a la vez que la determinación coDEZ-LEBORANS (1981) entre otros. rrecta es esencial dado que dos especies de un Se han confeccionado inventarios y tablas mismo género pueden tener diferentes exide bacterias, algas, protozoos y metazoos, es- gencias ecológicas e indicar condiciones del tos últimos en su mayoría artrópodos, indica- medio muy distintas. dores de las diferentes zonas sapróbicas. Es necesario que los hidrobiólogos espeUn gran número de especies de protozoos cialistas en el estudio de las sucesiones de orciliados han sido descritas como característi- ganismos acuáticos den unas normativas tancas de ciertos índices de polución acuática, ya to del modo de tomar las muestras como del que los protozoos dulceacuícolas, en su ma- modo de hacer los análisis, para que los estuyoría de distribución cosmopolita, tienen dios no resulten subjetivos. unas ciertas exigencias ecológicas que deterLos protozoos ciliados pueden ser utilizaminan que su presencia, ausencia o abundan- dos para diagnosticar la calidad del agua, ya cia definan unas características del agua. sea natural o urbana, empleando el sistema El sistema de organismos saprobios es de los saprobios debido principalmente a aplicado por los hidrobiólogos para el análisis KOLKWITZ & MARSSON (1969), el cual fue acde la calidad del agua, y aunque susceptible tualizado por LIEBMANN (1947) y ZELINKA & de mejoras, nos permite con una cierta preci- MARVAN (1961), siendo posteriormente mosión determinar las condiciones biológicas de dificado por SLADECEK (1961, 1973) y SRAla misma. Uno de los inconvenientes que pre- MER-HUSEK (1965). SLADECEK (1961) emplea el término de sistema de los saprobios incluyendo en él tanto los niveles bióticos como los abióticos. Es decir, una comunidad de organismos saprobios es en realidad el resultado de muchos y parciales efectos; por un lado los factores biológicos y por otro los abióticos. MATERIAL Y MÉTODOS Las muestras fueron tomadas en cuatro estaciones del Río Llobregat (fig. 1). El Llobregat forma parte de la red fluvial pirenaica mediterránea, su cauce recorre una distancia de 156,5Km para desembocar en el Mar Mediterráneo. La localización de las estaciones de muestreo es la siguiente: 1.en el curso alto del río, poco después del embalse de La Baells y la población de Berga; 2. en el curso medio del río a la salida de la población de Balsareny; 3. después de la afluencia del Río Cardener y 4. en la población de Sant Boi a 6,5 Km de su desembocadura. Los muestreos se efectuaron dos veces al mes y en cadaestación se determinaron diversos factores físico-químicos como: temperatura, caudal, oxígeno disuelto, cloruros, alcalinidad, NH,+, NO,-, DBO,. Fig. 1. Río Llobregat y estaciones de muestreo. Llobregat River with samplhg statiotls. Tabla 1. Especies de ciliados halladas en las cuatro estaciones del Río Llobregat. Species of Ciliatafound in each of the four stations of the river Llobregat. Especies Estaciones O. Prostomatida Prorodon discolor Ehrb. Blochm-Schew Prorodon mornani Kahl Coleps hirtus ~ i t z s c h Chaena elongata Kahl Enchelis simplex Kahl Lacrymaria olor Müller Lagynoprya sp. Tracheophilum clavatum Stokes Tracheophilumpusillum Perty Spathidium sp. Dileptus americanus Kahl Dileptus anser Müller Mesodinium sp. O. Pleurostomatida Amphileptus claparadei Stein Hemiophrys bivacuolata Kahl Hemiophrys impatiens Penard Litonotus sp. Litonotus cignus Müller Litonotus fasciola Ehr. Wrzean Litonotus lamella (Ehr.) Schew X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X O. Colpodida Cyrtolophosis sp. O. Nassulida Nassula sp. O. Cyrtophonda Chilodonella sp. Chilodonella uncinata Ehrb. Trithigmostoma cucullulus Müller Chilodonella minuta Ehrenberg Phascolodon vorticella Stein Dysteria jluviatilis Stein Trochilia minuta Roux O. suctorida Sphaerophrya magna Maupas Metacineta mystacina Ehrenberg Acineta sp. O. Hymenostomatida Colpidium sp. Colpidium campylum (Stokes) Colpidium colpoda (Ehrenberg) Glaucomapyriformis (Ehr) Schen Glaucoma scintillans Ehrenberg Paramecium aurelia Ehrenberg Paramecium bursaria (Ehr) Paramecium caudatum (Ehrenberg) Parameciumputrinum Clap. & L . Paramecium trichium Stokes Urocentrum turbo (Müller) Diesing x x X X X X X x x x x X X X X X X X X X X X X X X x x x x X X X X X X X x x x x X X O. Peritrichida Vorticella sp. Vorticella campanula Ehrenberg Vorticella convallaria Ehrenberg Vorticella microstoma Ehrenberg Vorticellapicta (Ehr) Vorticella striata Dujardin Zoothamnium sp. Epystilisplicatilis Ehrenberg Rhabdostyla sp. Cothurnia SD. Vaginicola sp. O. Heterotrichida Spirostomum intermedium Kahl Spirostomum teres Clap. & L. Stentor sp. Bursaria truncatella Müller X X O. Scuticocilliatida Uronema sp. Cohnilembus fusiformis Kahl Cinetochilum margaritaceum Perty Saprophilus sp. Pleuronema sp. Pleuronema crassum Dujardin Cyclidium glaucoma Müller X O. Oligotrichida Halteria grandinella Müller Strombilidium gyrans (Stokes) O. Hypotrichida Urostyla grandis Ehrenberg Holostycha sp. Keronopsis sp. Psilotricha acuminata Stein Gastrostyla sp. Opistotricha sp. Oxvtricha SD. Oxytricha similis Engelmann Oxytricha fallar Stein Stylonichia rnytilus Ehrenberg Tachysoma sp. Aspidisca costara Dujardin Aspidisca lynceus Ehrb. Euplotes sp. Euplotes eurystomus Wrzesniowski Euplotes harpa Stein Euplotes muscicola Kahl X x X X X X X X X X X X x x x x X X X X X X X X X X X X X X X X X X X. X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X x x x x X X x x x x X X x x x x X X X X x x x x X X X X Los análisis bacteriológicos fueron facilitados por la Sociedad General de Aguas de Barcelona S.A. Se contabilizó el número de ciliados por m1 y, en algunos casos, para la determinación específica de los mismos fue necesario efectuar cultivos. Para la determinación biológica de la calidad del agua se utilizó el sistema de los saprobios mediante el método de ZELINKA & MARVAN (1961). En este método se definen cinco clases o grados de saprobiedad: xenosapróbica (x), oligosapióbica (o), P-mesosapróbica (B), amesosapróbica (a) y polisapróbica (p); y se determina la distribución de cada especie en estas cinco clases de saprobiedad, las cuales indican: x= agua pura no polucionada; o = agua escasamente polucionada; P= agua moderadamente polucionada; a= agua polucionada; p= agua muy polucionada. Se han utilizado las especies de ciliados clasificadas por SLADECEK (1973), ZELINKA & MARVAN (1961) y BICK (1972), según la cual cada especie de ciliado tiene una valencia sapróbica distribuida en las cinco clases de saprobiedad y cuya suma siempre es 10 y un valor indicador (g) que varía de l a 5. En la figura 2 se representan las especies de ciliados mesosapróbicos hallados en el Río Llobregat. A partir de los datos obtenidos en el análisis de las muestras de las cuatro estaciones, se han obtenido las frecuencias absolutas o abundancia de cada especie sumando las frecuencias de las 24 muestras de cada estación, siendo h = número de individuos por 24 m1 de cada especie contados en los 24 muestreos. El cálculo del grado sapróbico de cada zona se determina multiplicando la frecuencia por la valencia sapróbica y por el valor in- dicador, de la siguiente manera: Zona xenosapróbica: x=- E (x h g) (h g) Siendo h= frecuencia de cada especie, x= valencia xenosapróbica y g= valor indicador de cada especie. Zona oiigosapróbica: o=- (0 h g) (h g) Y así sucesivamente para cada zona, de manera que la suma de estos valores medios es 10 y el valor medio más alto es el grado sapróbico del agua de esa estación. Se ha calculado también la diversidad media de las cuatro estaciones aplicando el índice de diversidad de Shannon-Weaver (1963), para las medias muestrales en cada uno de los meses del año. En cada muestra se ha determinado el número de especies de ciliados presentes y el número de individuos totales. RESULTADOS El inventario de las especies halladas en las cuatro estaciones muestreadas en el Río Llobregat se da en la tabla 1. Los valores de bacterias coliformes totales (NMPI100 ml) en las estaciones estudiadas se hallan comprendidas entre los siguientes valores máximos y mínimos: estación l : 2,3* lo2-9,1*102; estación 2: 1,1*1O5-9,3*1O3;estación 3: 2,4*1054,2*103; estación 4: 1,1* lo6-2,3*104. En la tabla 2 están expuestos los valores mínimos, máximos y medios de algunos parámetros químicos indicadores de contaminación orgánica. Fig. 2. Algunos de los ciliados mesosapróbicos hallados en el Río Llobregat: 1. Trithigmostoma cucullulus O.F. MüII. (150 p): 2. Chilodoriella loiciriata Ehr. (70 p); 3. Ampkileptlts claparadei Stein (120-150p); 4. Litononts fasciola Ehr. (100 p): 5. Paramecium calrrlatum O.F. MüII. (180-300 p): 6. Spirosroml4m teres Clap. (150-400 p); 7. Cyclidi~ii?iglalicoma O.F. Mü11. (30 p): 8. Epysrilisplicatilis Ehr. (100 p); 9. Vorticella striata Dujardin (30-40 p): 10. Euplores eurysrom~isWrze. (170 p): 11. Styloriychia myrilus Ehr. (100-300 p); 12. Vorticella coi~vallariaLinné (50-95 p); 13. Aspidisca Iyrlceus Ehr. (30-50 p). Sonle of tlze n~esosaprobicCiliata fourid in tke Llobregar River. (For species see above.). Misc. Zool. 11,1987 Tabla 2. Valores de algunos parámetros químicos indicadores de contaminación orgánica. Some chemical parameters which indicate the organic contamination. O, disuelto ( m g ) Estaciones NO< (mg/l) mín. máx. med. mín. máx. med. mín. NH,+ máx. med. mín. mAx. med. 0,05 0,20 0,15 0,40 0,2 2,o 18 2,s 0,11 0,67 0,82 1,O5 0,02 1,70 2,30 6,90 4,17 7,90 14,4 168 1,67 3,81 7,11 63,9 - 1 2 3 4 - DEJO, (mgll) Tabla 4. Grado de saprobiedad en la estacibn 2. Saprobity leve1 in station 2. Especies Litonotus fasciola Chilodonella uncinata Trithigmostoma cucullulus Trochilia minuta Colpidium colpoda Glaucoma scintillans Paramecium bursaria Paramecium caudatum Parameciumputrinum Cinetochilum margaritaceum Cyclidium glaucoma Vorticellacampanula Vorticellamicrostoma Aspidisca costara Aspidisca lynceus h x o P a P g 23 31 215 51 41 57 10 O O O 1 O 4 5 O 1 1 O O 7 O O 3 O 8 10 9 9 3 1 5' 43 396 27 24 112 96 O O O O O O O O O O O O O O O O O 1 O O O 1 O O O O O 178 0,034 O O 2 1 3 O 8 9 1 O O O 7 8 O 3 8 3 1 O 10 O O 3882 0,744 41515 7,965 6545 1,255 6 2 3 7 2 3 9 5 5 4 4 4 4 4 1 5 3 5 4 5 Litonotus fasciola Chilodonella uncinata Trithigmostoma cucullulus Trochiliaminuta Colpidium colpoda Glaucoma scintrllans Paramecium bursaria Paramecium caudatum Parameciumputrinum Cinetochilum margaritaceum Cyclidium glaucoma Vorticellacampanula Vorticellamicrostoma Aspidisca costata Aspidisca lynceus Valores totales Resultados grado sapróbico 5212 GRACIA & IGUAL zona sapróbica. Basándonos pues en estos resultados, a lo largo del Río Llobregat y en las estaciones muestreadas, el agua puede considerarse Los resultados del cálculo de los distintos grados sapróbicos en cada estación de muestreo quedan reflejados en las tablas 3,4,5 y 6 según la distribución de las especies en cada Tabla 3. Grado de saprobiedad en la estación 1 Leve1 of saprobity in station 1 Especies Amphileptw claparadei Litonotus fascrola Litonotus lamella Trithigmostoma cucullulus Trochiha minuta Colpidrum campylum Colpidium colpoda Glaucomascrntillans Paramecium caudatum Parameciumputrinum C~netochilummargaritaceum Saprophilus sp. Cyclrdrum glaucoma Vorticella campanula Vorticella convallaria Vorticella microstoma Epystiltsphcatilis Spirostomum teres Asprdisca costata Aspidisca lynceus Stylonychia~ytrlus h x o P 20 91 19 38 19 2 46 93 60 8 24 71 753 8 11 4 5 1 13 194 2 O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 1 O O 1 O O O O O O O 2 1 8 1 1 O O O O O 3 3 O 6 1 O 1 1 2 1 1 a 8 8 2 9 9 P g 9 O 1 O O O 9 7 8 3 8 3 O 1 O O 10 2 1 O O O 4 4 4 5 5 5 4 4 4 4 1 4 5 3 5 5 3 4 4 5 5 1 3 2 7 2 3 7 9 3 9 O 7 b 8 9 x O P a P g Amphileptus claparader Litonotus fasciola Litanotus lamella Trrthigmostoma cucullulus Trochilraminuta Coipidium campyium Colpidrum colpoda Glaucoma scrntillans Paramecium caudatum Parameciumputrinum Cinetochrlum margaritaceum Saprophilus sp Cyclidiumglaucoma Vorticellacampanula Vorticellaconvallarra Vorticellamicrostoma Epystilisplrcatiiis Sprrostomum teres Aspidisca costata Asprdisca lynceus Stylonychia mytrlus O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 24 O O 24 O O O O O O O 160 364 608 190 95 O O O O O 72 852 O 144 55 O 15 4 104 970 10 640 2912 152 1710 855 10 552 744 1680 64 72 1988 33885 72 495 O 105 32 416 8730 ' 90 O 364 O .O O 90 1288 2976 720 256 72 O 3765 O O 200 30 4 O O O 80 364 76 190 95 10 184 372 240 32 24 284 3765 24 55 20 15 4 52 970 10 Valores totales Resultados grado sapróbico O O 48 0,006 3643 0,530 55204 8.040 9765 1,422 6866 7 Tabla 5. Grado de saprobiedad en la estación 3. Leve1 of saprobity in station 3. Especies Coieps hrrtus Tracheophrlum pusrllum Amphrleptus claparader Litonotus limella Lrtonotus fascrola Trithigmostoma cucullulus Colprdrum colpoda Colprdrum campylum Glaucoma scintrllans Paramecrum caudatum Paramecium trichrum Cyclrdrum glaucoma Vortrcella convallana Vortrcella microstoma Vortrcella strrata Vortrcella campanula Asprdisca lynceus Aspidrsca costata Stylonychra mytilus Euplotes eurystomus Paramecrum aurelra h x o P a 3 7 8 25 2 38 11 3 14 27 3 198 9 O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 5 3 2 8 1 1 O O O O O O 1 O 3 6 2 1 1 2 5 5 3 8 2 8 9 3 1 2 7 2 9 9 O 4 3 8 9 9 6 5 5 18 4 64 57 4 7 6 1 1 O O O O O P O 4 O O 1 O 7 9 8 3 8 1 O 10 2 O O O O 2 O g 3 2 4 4 4 S 4 5 4 4 4 S S 5 1 3 4 5 S 3 3 X o P 4 P g Coleps hlrtus Tracheophilumpusrllum Amphileptus claparader Lrtonotus lamella Lrtonotusfascrola Tnthrgmostoma cucullulus Colprdium colpoda Colpcdium campylum Glaucoma scintrllans Paramecium caudatumParamecium trrchrum Cycladrumglaucoma Vorticellaconvallarra vorhcella mrcrostoma vorhce[iastrrato Vortrcella campanula Asprdisca lynceus Asptdisca costara Stylonychra mytilus Euplotes eurystomus Paramecrum aurelra O O O O O O O O O O O O O O O O 45 42 256 200 64 1710 132 15 112 756 24 8910 405 O 72 36 2048 2565 180 126 90 O O O O O O O O O O O O O 18 12 O O O O O 45 42 64 800 8 190 O O O O O O 45 O 54 72 512 285 20 42 90 S6 O O 8 O 308 135 448 324 96 990 O 250 36 O O O O 42 O 9 14 32 100 8 190 44 15 S6 108 12 990 405 25 18 12 256 285 20 21 18 Resultados totale~ Resultados grado sapródico O O 30 0,013 2269 0,996 17788 7,808 2693 1,182 8 0 O O O O O O 2278 Table 6 . Grado de saprobiedad en la estación 4 Leve1 of saprobity in station 4. Especies 1 Coleps hirtus Tracheophrlumpusillum Litonotiis cygneris Litonotus lamella Trithigrnostoma cucullulus Phascolodon vorticella Trochilia minuta Colpidium colpoda Glaucornascintillans Paramecium caudatum Parameci~imputrinum Cinetochilum maragaritaceum Cyclidium glaucoma Vorticella microstoma Vorticella striata Spirostomum teres Stylonychia mytilus Aspidaca costata Aspidisca lynceus h x o P a P g 4 17 3 27 87 8 32 10 65 154 26 5 36 3 3 20 8 77 47 O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O 1 O O 1 O O O O S 3 10 8 1 10 1 O O O O 3 O O 3 1 1 2 1 5 3 O 2 9 O 9 3 2 7 2 3 9 O 4 8 9 8 9 O 4 O O O O O 7 8 3 8 3 1 10 2 1 O O O 3 2 O O 8 0,005 3166 1,176 18119 6,735 5607 2,084 5 4 5 S 5 4 4 4 4 1 S 5 1 4 S 4 5 Coleps hirtus Tracheophilum pusillum Litonotuscygneus Litonotus lamella Trithigrnostoma cucullulus Phascolodon vorticella Trochilia minuta Colpidium colpoda Glaucoma scintillans Paramecium caudatum Parameciumputrinum Cinetochilum maragaritaceum Cyclidium glaucoma Vorticella microstoma Vorticella sfriata Spirostomum teres Stylonychia mytilus Aspidisca lynceus Aspidisca costata Resultados totales Resultados grado sapróbico 2690 como a-mesosapróbica, apreciándose una tendencia a disminuir la a-mesosaprobiedad para aumentar la polisaprobiedad, como corresponde a la mayor contaminación orgánica, en el curso bajo del río. En la tabla 7 y figura 3 se muestra cómo quedan determinados los grados sapróbicos para cada zona. Tabla 7. Grados sapróbicos en cada estación de muestreo. Leve1 of saprobity in each station. Estación 1 2 3 4 x 0 fi a P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,006 0,034 0,013 0,002 0,530 0,744 0,996 1,176 8,040 7,965 7,808 6,735 1,422 1,255 1,182 2,084 Se ha calculado la diversidad específica porque es una de las maneras de caracterizar la estructura de una comunidad. La polución determina una disminución del índice de diversidad de las comunidades de protozoos ciliados, tal como se observa en los resultados (fig. 4). Se aprecian unos valores de diversidad media inferiores a tres bits, decrecientes hacia las estaciones más próximas a la desembocadura del río. ESTACION 4 1°1 ESTACIONES Fig. 3. Grado sapróbico en cada estación. Saprobic degree iti each statiori. Fig. 4. Valores d e la diversidad especifica media. Values of the mear1 specific diversity. DISCUSIÓN A partir de los resultados de los análisis químicos del agua y de los datos bacteriológicos, se puede comprobar la correlación que existe entre ellos y los hallados mediante la caracterización biológica del agua a partir de las especies de ciliados. Los valores obtenidos de 0, disuelto, nitritos, amonio, DBO, y coliformes totales presentan diferencias entre las estaciones de muestreo, sobre todo en lo que se refiere a la DBO, y bacterias coliformes totales. Al compararlos con los obtenidos por otros autores (MARGALEF, 1983) en otros medios dulceacuícolas, se puede definir, según estos parámetros, la estación 1 (curso alto del río, con una DBO, media de 1,67) de oligosaprobia, las estaciones 2 y 3 (con valores medios de 3,81 y 7 , l l ) como mesosaprobias, y la estación 4 (curso bajo del río, con una DBO, de 63,9) como polisaprobia. Caracterizadas así las cuatro estaciones respecto a su saprobiedad y comparando estos resultados con los obtenidos mediante el sistema de los saprobios (fig. 3), se ha comprobado que este último no refleja suficientemente las diferencias de la calidad del agua entre el curso alto y bajo del río. Posiblemente esto sea debido a una clasificación sapróbica inadecuada de algunos ciliados, como por ejemplo, Cyclidium glaucoma, muy abundante en el río y considerado por los especialistas como indicador de condiciones a-mesosapróbicas. Sin embargo, aparece con gran frecuencia en las estaciones de muestreo del curso alto del río con una calidad química del agua, en esta zona, de oligosapróbica o Pmesosapróbica. Por este motivo, y basados en la experiencia actual, se considera que se deben ajustar las valencias sapróbicas y el valor indicador de algunas especies o clasificar sapróbicamente las especies encontradas en el Río Llobregat, que no hayan sido clasificadas anteriormente por otros autores, para de este modo obtener en el futuro mejores y más significativos resultados. Sin embargo, la utilización de los ciliados como indicadores de la calidad del agua puede presentar ventajas respecto a la utilización de otros microorganismos, por su cosmopolitismo, su forma de reproducción, y su abundancia. BICK, H., 1972. Ciliated Protozoa. An illustrated guide to the species used as biological indicators in freshwater biology. World Health Organization. Geneva. BICK,H. & KUNZE,S., 1971. Eine Zusammenstellung von autokologischen Befunden an Süssw2sserciliaten. Hydrobiol., 56: 337-384. FERNÁNDEZ-GALIANO, D., 1976. 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