18 ZOOPLANCTON DE AGUA DULCE: especies exóticas, posibles vías de introducción Manuel Elías-Gutiérrez* Resumen / Abstract introducción 310 311 311 Alternativas para su detección 313 Referencias 314 Posibles vías de introducción * <[email protected]> Elías-Gutiérrez, M. 2014. Zooplancton de agua dulce: especies exóticas, posibles vías de introducción, en R. Mendoza y P. Koleff (coords.), Especies acuáticas invasoras en México. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, México, pp. 309-315. 309 310 estado actual de las invasiones de plancton e invertebrados RESUMEN Tradicionalmente, los rotíferos, cladóceros y copépodos están considerados como los principales grupos del zooplancton de agua dulce. De estos grupos, se ha detectado Daphnia lumholtzi como una especie invasora en el norte de México. Los análisis genéticos indican que es la misma variedad que invadió todo el este de Estados Unidos. Por otra parte, una norma mexicana (NMX-AA-087-1995-SCFI) para ensayos ecotoxicológicos en aguas dulces exige la utilización de otra especie exótica, Daphnia magna. Varios laboratorios dedicados a este tipo de análisis mantienen cultivos de esta especie, pero hasta ahora no se ha detectado en entornos naturales. En el caso de los copépodos, cuatro especies exóticas se han detectado: Thermocyclops crassus, Mesocyclops aspericornis, M. thermocyclopoides y M. pehpeiensis. El efecto ecológico de todas estas especies en el medio ambiente aún no se conoce. Todas las introducciones han sido accidentales, probablemente debido a las actividades de acuicultura o a los sistemas de refrigeración de motores de embarcaciones recreativas. Se necesita un programa de seguimiento de las principales cuencas de agua dulce en México y un método alternativo para la identificación rápida de las especies encontradas, como el “código de barras”, basado en una pequeña secuencia del gen coi en el ADN mitocondrial. ABSTRACT Traditionally, Rotifera, Cladocera and Copepoda are considered as the main groups of freshwater zooplankton. From them, Daphnia lumholtzi has been detected as an invader in northern Mexico. Genetic analyses indicate that it is the same strain that invaded the whole eastern US. Mexican legislation (NMXAA-087-1995-SCFI) for ecotoxicological freshwater assays demands another exotic species, Daphnia magna. Several laboratories devoted to these analyses keep cultures of this species, but until now it has not been detected in natural environments. In the case of copepods, four exotic species have been detected: Thermocyclops crassus, Mesocyclops aspericornis, M. thermocyclopoides and M. pehpeiensis. The ecological effect of these species in the environment is unknown. All introductions have been accidental, probably due to aquaculture or through the cooling systems of engines in recreational boats. A monitoring program of the main freshwater basins in Mexico is needed. An alternative method for rapid identification of the species could be the barcoding, based on a small sequence of the coi gene from the mitochondrial DNA. zooplancton de agua dulce: especies exóticas, posibles vías de introducción 311 INTRODUCCIÓN De manera tradicional, en el zooplancton epicontinental se incluyen tres grupos: cladóceros, copépodos y rotíferos; sin embargo, es importante aclarar que existen muchos más que forman parte de esta comunidad, como los protozoos y otros taxones de crustáceos como los ostrácodos, algunos anfípodos y otros grupos como los ácaros, por ejemplo. Las evidencias ecológicas y taxonómicas para definir la presencia de formas introducidas a la fauna del zooplancton epicontinental en México varían al considerar cada uno de estos tres grupos. Actualmente se considera que la mayor parte de las especies de rotíferos tienen una distribución muy amplia y sólo unas pocas especies presentan ámbitos limitados; sin embargo, conforme se avanza en su conocimiento y se utilizan herramientas de análisis más detalladas, se ha encontrado que aparentemente el número de especies con distribuciones restringidas es mayor (García-Morales y Elías-Gutiérrez, 2013). A pesar de lo anterior, resulta difícil establecer si ha habido introducciones de rotíferos en México. Recientemente García-Morales y Elías-Gutiérrez (op. cit.) demostraron la posible introducción en México de la variedad “almenara” de Brachionus plicatilis, muy similar a una cepa detectada en algunas partes de Estados Unidos y originalmente descrita en España. Esto fue posible gracias a un análisis molecular basado en el gen mitocondrial que codifica para la enzima citocromo oxidasa I (coi) y que actualmente se conoce coloquialmente como código de barras de la vida (Hebert et al., 2003). En el caso de los otros dos grupos, existen datos que permiten confirmar la presencia de algunas especies exóticas o invasoras, pues se ha visto que la mayor parte de las especies dulceacuícolas tienen distribuciones limitadas (Elías-Gutiérrez et al., 2008a; Jeffery et al., 2011). En concordancia con lo anterior es posible sugerir que la detección de este tipo de especies pudo haber sido tardía, porque hasta 1982 se pensaba que la distribución de los cladóceros era cosmopolita, luego se demostró que algunos taxa eran diferentes en el viejo y nuevo continentes (Frey, 1980; 1982b), lo que llevó a cuestionar esta creencia (Frey 1982a; 1986). Algo similar ocurrió en el caso de los copépodos, hasta que estándares taxonómicos más estrictos permitieron el reconocimiento de especies morfológicamente cercanas, sobre todo en el caso de ciclopoideos (Reid y Suárez-Morales, 1999). En el caso de los calanoideos siempre se ha reconocido que su distribución es más restringida; sin embargo, hoy se sabe que incluso en especies bien reconocidas, como Mastigodiaptomus albuquerquensis, existen posibles complejos de especies crípticas en México y por lo tanto su distribución real podría ser aún más restringida (Elías-Gutiérrez et al., 2008a), lo que llevaría el problema de introducción de especies exóticas incluso a cuencas diferentes en el territorio nacional. POSIBLES VÍAS DE INTRODUCCIÓN Hasta 2008 no se conocían registros de especies exóticas de cladóceros en México. En ese año se detectó y confirmó la presencia de Daphnia lumholtzi en Sonora (Elías-Gutiérrez et al., 2008a). Esta especie se distribuye originalmente en África, el sureste asiático y Australia. Aparentemente fue introducida en 1983 al lago Fairfield (Texas), junto con la perca del Nilo (Havel y Hebert, 1993), aunque hay algunos que argumentan que fue en el lago Texoma (también en Texas) donde primero se detectó (Acharya et al., 2006). A partir de ahí se ha dispersado por todo el este de Estados Unidos hasta llegar a los Grandes Lagos (Muzinic, 2000). El registro previo más cercano a México fue en Las Cruces (Nuevo México), a 200 m del río Bravo, a unos 70 km al norte de Ciudad Juárez (Kotov, com. pers. en 2006). Es muy probable que la principal vía de dispersión sea el sistema de enfriamiento de los motores de lanchas recreativas al que se adhieren los efipios, y no causas naturales como podrían ser el viento o la zoocoria por las aves migratorias, pues esta vía ya se confirmó previamente en Estados Unidos (Dzialowski et al., 2000). Por otro lado, al parecer la producción de efipios de D. lumholtzi es mucho mayor que la de las especies nativas, lo que adicionalmente facilitaría su dispersión (Acharya et al., 2006). Hasta el momento no se ha evaluado un impacto negativo de esta especie en Estados Unidos, pues al parecer ocupa nichos vacantes (Havens et al., 2000; Kolar y Wahl, 1998). Sin embargo, se ha detectado que los alevines de ciertas especies de peces evitan ingerirla, pues las espinas largas de D. lumholtzi les causan molestias en el momento de deglutirla (Lienesch y Gophen, 2001; Kolar y Wahl, 1998). También es posible que tenga un efecto indirecto en el desplazamiento de las especies nativas de cladóceros, siendo reemplazadas por copépodos (Kolar et al., 1997). En México, dos años después 312 estado actual de las invasiones de plancton e invertebrados del primer registro se ha encontrado a más de 1 000 km al sur de donde fue detectada por primera vez (SilvaBriano et al., 2010), lo que sugiere una rápida invasión de los sistemas del noroeste del país, con un potencial de penetrar rápidamente mucho más al sur. Cabe señalar que, mediante la señal filogeográfica que da el coi, se ha podido concluir que la cepa encontrada en México es idéntica a las registradas en Estados Unidos, que a su vez son de origen africano (ElíasGutiérrez et al., 2008a), y por lo tanto diferentes de la que se encuentra en Australia. Otro cladócero de interés es Daphnia magna, posiblemente uno de los cladóceros más estudiados por su potencial para ser utilizado en estudios toxicológicos (Martínez-Jerónimo, 1995). En México hay una norma oficial para trabajar con esta especie (nmx-aa-087-1995scfi), la cual desafortunadamente es una copia de la norma desarrollada por la epa (Agencia de Protección del Medio Ambiente) de Estados Unidos y más bien corresponde a tóxicos liberados en aguas templadas, no a sistemas tropicales o subtropicales, como es el caso de nuestro país. Este cladócero podría considerarse como otra forma exótica en México, pero limitada a los laboratorios de experimentación, pues hasta el momento no se ha registrado en ambientes naturales (Elías-Gutiérrez et al., 2008b). Su distribución es básicamente holártica en todos los continentes y sólo se encuentra más al sur en el continente africano (Benzie, 2005). En Norteamérica se encuentra en la mitad occi­ dental y aunque Brooks (1959) especuló sobre su presencia muy al norte de México, en Sonora y Baja California, hasta el momento no existe ningún registro confirmado (Elías-Gutiérrez et al., 2008b). La introducción y dispersión antropogénica de Daphnia magna se ha dado en laboratorios dedicados a estudios ecotoxicológicos de todo el mundo. Por ejemplo, existe un registro en la ciudad de Lima (Perú), en estanques cercanos a la universidad, pese a que esta especie no existe de manera natural en Sudamérica (Elías-Gutiérrez, obs. pers.). Hasta el momento no se ha evaluado el potencial invasor o las repercusiones del establecimiento de D. magna en los sitios donde ha sido introducida. En el caso de especies exóticas introducidas a Sudamérica, al parecer la tendencia es a emigrar al sur en vez de al norte; al menos esto es lo que indican los informes sobre los hallazgos de Moina macrocopa macrocopa, que fue primeramente encontrada en Perú (Valdivia Villar, 1988), después en Bolivia (Elías-Gutiérrez y Zamuriano-Claros, 1994) y finalmente en Argentina (Paggi, 1997). Lo mismo ha ocurrido con Daphnia lumholtzi, que se detectó primero en São Paulo (Zanata et al., 2003) y posteriormente en una zona de inundación del río Paraná (Simoes et al., 2009). Debido a que los hallazgos de esta especie sólo se han identificado morfológicamente, no sabemos si se trata de los mismos haplotipos encontrados en México y Estados Unidos (y en consecuencia en África) o si se trata de la cepa australiana. Respecto a los copépodos, recientemente se ha confirmado la presencia de cuatro especies exóticas en México (Suárez-Morales et al., 2011a), la mayor parte de ellas en el sureste. Todas estas especies pertenecen a la subfamilia Cyclopinae, el grupo de copépodos más diversificado en las aguas continentales. El primer copépodo exótico que se registró en México es Thermocyclops crassus, en el estado de Tabasco (Gutiérrez-Aguirre y Suárez-Morales, 2000). Esta especie es muy común en Eurasia y África, y ya se había registrado previamente en Centro y Sudamérica, e incluso en Estados Unidos (Collado et al., 1984; Reid 1989; Reid y Pinto-Coelho, 1994). Aparentemente, su introducción al continente americano está relacionada con el agua de lastre (Reid y Pinto-Coelho, 1994), pues se trata de una especie eurihalina. Su presencia en México podría estar relacionada con actividades de acuicultura (GutiérrezAguirre y Suárez-Morales, 2000), pero no hay datos concretos que permitan confirmar esta aseveración. Pese a que T. crassus se ha encontrado prácticamente en todo el continente americano, se le ha prestado muy poca atención en comparación con otras especies del zooplancton dulceacuícola, como es el caso de Daphnia lumholtzi, posiblemente por la dificultad que representa su identificación taxonómica. Por esta razón se desconocen las repercusiones ecológicas que pudiera tener la presencia de estos copépodos en México o en otras regiones. El registro más reciente de un copépodo exótico en el sureste es Mesocyclops aspericornis, que fue detectado en Veracruz (Suárez-Morales et al., 2011a); sin embargo, se había encontrado desde el norte hasta el centro del país previamente (Gutiérrez-Aguirre et al., 2003; Elías-Gutiérrez et al., 2008b). Esta especie es de origen afroasiático y posiblemente representa un complejo, pues se reconocen dos formas principales en el viejo continente (Holynska et al., 2003). Los análisis modernos de taxonomía integrativa, que abarcan al menos datos moleculares y morfológicos, han demos- zooplancton de agua dulce: especies exóticas, posibles vías de introducción 313 trado que las formas o variedades de rotíferos a copépodos en realidad representan complejos de especies crípticas (Elías-Gutiérrez et al., 2008a; García-Morales y Elías-Gutiérrez, 2012) e incluso han permitido reestablecer especies que previamente fueron sinonimizadas (Montiel-Martínez et al., 2008). M. aspericornis ya se ha registrado previamente en el norte de Sudamérica y el Caribe (Reid y Saunders, 1986); sin embargo, no es posible establecer en la actualidad si estas invasiones fueron a partir de una dispersión o de introducciones independientes, pues se desconoce la forma en que estos organismos han llegado a las localidades donde se han detectado, pero al igual que con T. crassus se especula que las invasiones han sido independientes y debido a actividades de acuicultura (SuárezMorales et al., 2011a). Es importante notar que se ha demostrado que M. aspericornis es un hospedero intermediario del parásito Gnathostoma spinigerum, parásito del hombre (Janwan et al., 2011). Las otras dos especies de copépodos introducidos pertenecen al género Mesocyclops y también son de origen afroasiático. La primera especie es M. thermocyclopoides, propia de Asia oriental (Holynska, 2000) y registrada en Tabasco y Honduras por GutiérrezAguirre et al. (2003). Recientemente se ha registrado en Costa Rica (Suárez-Morales et al., 2011b) y, a partir de un análisis de variabilidad morfológica, SuárezMorales et al. (op. cit.) concluyeron que posiblemente se trate de un complejo de especies, con lo cual se pondría en duda su posible introducción, pero no encontraron un patrón consistente. Esta especie se ha asociado a ambientes perturbados como estanques de cultivo y cuerpos de agua agrícolas y ganaderos; su presencia en Tabasco bien pudiera ser resultado de las actividades acuiculturales, pero como ya se mencionó, es necesario realizar una revisión taxonómica detallada de esta especie. La segunda especie fue M. pehpeiensis, otra especie asiática, registrada en el sur de Chiapas (Suarez-Morales et al., 2005). El hallazgo de M. pehpeiensis en este estado es el primer registro de esta especie en la zona americana del Pacífico. Se atribuye su presencia en la zona a la actividad acuicultural relacionada con el langostino (Macrobrachium rosenbergii) en cultivos procedentes de Malasia. Recientemente también se ha encontrado esta especie en Cuba (Díaz et al., 2006). Otras especies afroasiáticas de Mesocyclops como M. ogunnus, encontrada en Brasil e islas Caimán (Suárez-Morales et al., 1999), podrían encontrarse tam- bién en México y América Central. Finalmente, es importante señalar que se desconocen los mecanismos de dispersión que tuvieron estas especies, su potencial invasivo y efectos en las comunidades originales. ALTERNATIVAS PARA SU DETECCIÓN Es recomendable continuar con el monitoreo de la diversidad del zooplancton en México, pues la mayor parte de los estudios en este sentido se han realizado de 1995 a la fecha y quedan enormes regiones por ser estudiadas (Elías-Gutiérrez et al., 2001; Elías-Gutiérrez et al., 2008b). También es fundamental monitorear las especies que se han considerado invasoras en Estados Unidos a fin de detectar y establecer, en su caso, programas de control (v. g., inspección o vertido al mar de aguas de lastre) que eviten su introducción en México. Desafortunadamente el número de especialistas en nuestro país en relación con el tema de taxonomía y diversidad del zooplancton dulceacuícola es muy pequeño. Entre los pocos investigadores dedicados a este tema se encuentran Marcelo Silva Briano, quien trabaja en la actualidad en la Universidad de Aguascalientes; Eduardo Suárez Morales y Manuel Elías Gutiérrez, en El Colegio de la Frontera Sur, y Martha Gutiérrez-Aguirre, en la Universidad de Quintana Roo. Una opción interesante es la base de datos que se está creando con el gen mitocondrial de la citocromo oxidasa I (coi o co1), pues permite identificar al nivel de especie cualquier integrante del zooplancton con una certeza de 95% o mayor (Elías-Gutiérrez et al., 2008a). Utilizar este gen y amplificar pequeñas secuencias de 100 pares de bases con métodos rápidos (Hajibabaei et al., 2006), o utilizar los métodos de segunda generación como la pirosecuenciación o secuenciación en paralelo (Ficetola et al., 2008), combinada con lo que se ha denominado códigos de barras medioambientales (Bucklin et al., 2010), permitirá un monitoreo permanente y efectivo para la detección de especies exóticas; sin embargo es indispensable tener la base de datos completa antes de poder realizar este tipo de aplicaciones (Valdez-Moreno et al., 2012), por lo que se requiere continuar la documentación precisa de la biodiversidad de México, fomentar el crecimiento de bases de datos como la de bold (www.boldsystems.org) y mantener vouchers depositados y correctamente referenciados en estas bases de datos para cualquier corroboración futura. 314 estado actual de las invasiones de plancton e invertebrados referencias Acharya, K., J.D. Jack y A.S. Smith. 2006. 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