Las algas y su significado sanitario
Anuncio
Capítulo 3 Diversidad en el agua Contenido Módulo 8 Algas Módulo 9 Plantas acuáticas Módulo 10 Protozoos Módulo 11 Rotíferos Módulo 12 Cladóceros Módulo 13 Copépodos Módulo 14 Macroinvertebrados acuáticos Las formas Las formas entrópicas del universo, duplicadas por el átomo, nos provocan huellas para encontrar el camino. Para navegar distancias sin mapas celestes o seguir las estrellas que indican la ruta. Acaso entre los siete cuadrantes con las órbitas circulares en movimientos rutinarios. Acaso en las conspiraciones venecianas o en los razonamientos cartesianos. Aún en el centro de todo reina el sol, en las elipses se mueven los planetas y en las preguntas inocentes revientan catastróficas respuestas. Elvia María González Agudelo Presentación Desde el punto de vista sanitario, solo algunos grupos de organismos son relevantes en cuanto a los estudios de calidad del agua. Por ejemplo, las algas son formas de vida que se relacionan con la calidad del agua y pueden limitar o favorecer los usos de la misma. Igualmente, en fuentes de agua potable las algas son organismos no deseables, pero en aguas requeridas para la productividad íctica es necesario su desarrollo. En este capítulo se estudiarán los diferentes grupos de organismos acuáticos y sus principales características hidrobiológicas, así como su significado sanitario en cuanto a los usos del agua. Desde el punto de vista de la hidrobiología sanitaria, la diversidad biológica está representada por los siguientes grupos de organismos: algas, plantas acuáticas, protozoos, rotíferos, cladóceros, copépodos y macroinvertebrados acuáticos. Objetivos 1. Identificar los principales grupos de organismos de interés sanitario en las aguas epicontinentales. 2. Asociar los principales grupos hidrobiológicos con la calidad de agua en ríos, lagos, embalses y ciénagas. 3. Analizar la presencia y abundancia de los organismos acuáticos y su relación con la calidad del agua. Preguntas básicas 1. ¿Cuáles son los principales grupos de organismos de interés sanitario en los ambientes de agua dulce? 2. ¿Cómo se relaciona la hidrobiota con la calidad del agua? 3. ¿Cómo se relaciona la hidrobiota con la contaminación acuática? Mire en el mapa conceptual de la multimedia, en el botón LA BIODIVERSIDAD ACUÁTICA, el video “Aspectos bióticos: perifiton“. Módulo 8 Algas Introducción En ambientes leníticos se desarrollan formas algales microscópicas que están suspendidas en la columna de agua. El plancton está integrado por el fitoplancton o algas y por el zooplancton. En ambientes lóticos también se desarrollan algas como un componente del perifiton. El perifiton es un ensamblaje de bacterias, hongos, algas, protozoos e invertebrados acuáticos que viven adheridos al sustrato sumergido y húmedo de una corriente de agua. El perifiton también puede desarrollarse sobre otros organismos, como las plantas acuáticas, o en sistemas de conducción y almacenamiento de agua. Las algas pueden ser planctónicas en limnoambientes o perifíticas en reoambientes . Mire en el mapa conceptual de la multimedia, en el botón ALGAS, el video ”El microscopio”. Capítulo 3. Diversidad en el agua Contenido 8.1 Las algas 8.2 Aspectos sanitarios de las algas 68 8.1 Las algas Desde el punto de vista de la hidrobiología sanitaria, la diversidad biológica está representada por los siguientes grupos de organismos: algas, plantas acuáticas, protozoos, rotíferos, cladóceros, copépodos y macroinvertebrados acuáticos. En la figura 8.1 se esquematizan los componentes de la diversidad biológica en el agua, con especial énfasis en los grupos de organismos que inciden sobre la calidad del agua y son bioindicadores potenciales. El grupo de las bacterias es de especial interés y su estudio será abordado desde el punto de vista de la microbiología sanitaria. Diversidad en el agua Rotíferos Bacterias Algas Plantas acuáticas Protozoos Cladóceros Copépodos Figura 8.1. Componentes de la diversidad biológica en el agua con significado sanitario. Las algas son el principal componente autotrófico de los ambientes acuáticos. En ambientes leníticos se desarrollan formas algales en el plancton, es decir, formas de vida microscópica que están suspendidas en la columna de agua. El plancton está integrado por el fitoplancton o algas, y por el zooplancton, que son los protozoos y los animales microscópicos. También existe el bacterioplancton, al que corresponden las bacterias planctónicas excluyendo las cianobacterias, y el micoplancton u hongos planctónicos (Sommer, 1996). En la figura 8.2 se esquematizan los grupos de organismos de naturaleza autotrófica y heterotrófica en el agua, como también aquellas formas de vida mixotrófica que combinan el metabolismo autotrófico y el heterotrófico. Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia-Programa de Educación Virtual —Ude@— Módulo 8. Algas Diversidad en el agua Algas Plantas acuáticas 69 Protozoos (ciliados) Zooplancton Macroinvertebrados Autótrofos fotosintéticos Microscópicos Macroscópicos Mixótrofos Heterótrofos Figura 8.2. Grupos de organismos hidrobiológicos, su metabolismo y tamaño. En ambientes lóticos también se desarrollan algas como un componente del perifiton. El perifiton es un ensamblaje de bacterias, hongos, algas, protozoos e invertebrados acuáticos que viven adheridos al sustrato sumergido y húmedo de una corriente de agua. El perifiton también puede desarrollarse sobre otros organismos, como las plantas acuáticas (Montoya et al., 2011). Antes se definió al plancton como la comunidad de organismos que se encuentran flotando en el agua y se ubican en las capas superficiales del agua (Hensen, 1895, en Margalef, 1983). Hoy se define como la comunidad de algas y animales adaptados a vivir en suspensión, en el mar o en agua dulce, y con movimiento pasivo generado por la acción del viento y la corriente (Ramírez, 2000). El seston se refiere a todo el material suspendido en la columna de agua, y se compone del plancton y el tripton. El tripton es el componente no vivo del material suspendido en la columna de agua (figura 8.3). Sistemas leníticos Seston Tripton (no vivo) Plancton (vivo) Zooplancton Fitoplancton Algas Protozoos Rotíferos Inorgánicos Copépodos Cladóceros Orgánicos (detritos) Animal (saprozoico) Limo Arcilla Vegetal (saprofítico) Figura 8.3. Componentes vivos y no vivos del material suspendido en el agua. Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia - Programa de Educación Virtual —Ude@— Capítulo 3. Diversidad en el agua En principio, el fitoplancton son algas provenientes del reino Monera, al que pertenecen las cianobacterias o algas Cyanophyta; son organismos procariotas, y también provienen del reino Protista o algas eucariotas. 70 La mayoría de las algas poseen una pared celular que les da forma definida. Las que pertenecen al reino Protista tienen núcleo definido y poseen además plastidios u organelos de reserva alimenticia (como los leucoplastos) o pigmentarios (como los cloroplastos). Desde el punto de vista estructural, las algas pueden ser unicelulares, pluricelulares, filamentosas o coloniales. La mayoría de las algas de agua dulce son microscópicas. Las formas algales macroscópicas habitan en el litoral marino. Desde el punto de vista morfológico, las algas son organismos unicelulares que pueden formar agregados (como colonias o filamentos), tienen pocos organelos externos (lo cual limita su movilidad), no poseen hojas, ni tallo, ni raíces, ni flores. Los agregados masivos de células no tienen partes diferenciales. A través de sus membranas celulares intercambian sustancias o nutrientes entre células. Modernamente, la clasificación de las algas se puede realizar mediante estudios moleculares. El material genético se amplifica con enzimas en el laboratorio para aumentar la concentración de los nucleótidos o moléculas y, de esa manera, obtener las secuencias genéticas de cada organismo. En la hidrobiología sanitaria se determinan las algas por medio de claves taxonómicas que se basan en sus atributos físicos, tales como forma, tamaño, color, organización estructural y morfológica, y recientemente se pueden estudiar a través de grupos funcionales (Hernández et al., 2011). Los principales grupos de algas son: ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ Cyanophyta Chrysophyta Euglenophyta Dinophyta Cryptophyta Chlorophyta Desde el punto de vista sanitario, los grupos más importantes son las algas Cyanophyta y las Chlorophyta. Las Cyanophyta pueden, potencialmente, generar toxicidad en el agua y desarrollarse masivamente cuando hay eutrofización. Las Chlorophyta son indicadoras de la calidad del agua y pueden generar taponamiento de los filtros. Se encuentran en estanques de agua, cuyos tiempos de retención hidráulicos son mayores de diez días y hay altas concentraciones de nutrientes. La ingesta de esta agua puede ocasionar trastornos digestivos. Las algas son organismos que tienen reproducción sexual y asexual. En la reproducción sexual, las células liberan gametos que poseen la mitad del material genético de la célula parental, pero la célula formada no es idéntica a la parental porque hay recombinación de genes. Esta reproducción es lenta y se constituye en una ventaja sanitaria. La reproducción asexual ocurre por desarrollo de estructuras conocidas como hormogonios. La desventaja, en el aspecto sanitario, es que la reproducción es muy rápida. Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia-Programa de Educación Virtual —Ude@— Módulo 8. Algas Las algas se pueden desarrollar en diferentes ambientes, así: ▪▪ Terrestres. Viven en terrenos saturados de agua. Se encuentran sobre la superficie del suelo ya que requieren la luz para la fotosíntesis. ▪▪ Epibiontes. Viven sobre otros organismos, como por ejemplo la corteza de un árbol. Es una relación de mutuo beneficio. Estos organismos forman una capa que cubre hojas y tallos, entre otros. ▪▪ Endosimbiontes. Son organismos que viven dentro de otros, como por ejemplo los protozoos. Debido a que estos protozoos son translúcidos, entonces le proporcionan nutrientes al alga y esta última les ofrece carbohidratos (mixótrofos). Algunas algas Cyanophyta producen y retienen gases de su metabolismo para mantenerse suspendidas en la columna de agua, se asocian con hongos y bacterias formando la zooglea, que interactúa con grasas y forma natas en sistemas de tratamiento de aguas residuales. La zooglea atrae larvas de insectos que encuentran allí una fuente importante de alimentación. Esta capa de natas favorece los procesos anaerobios en lagunas de estabilización. 8.2 Aspectos sanitarios de las algas Las algas son organismos no deseables en fuentes de abastecimiento de agua potable, pero son muy deseables en los procesos biológicos para el tratamiento de aguas residuales por lagunaje. En fuentes de abastecimiento generan problemas relacionados con el color, el olor, el sabor, la filtración y la toxicidad del agua. El color verdadero del agua se genera por pigmentos que se liberan en ella. El color aparente se produce por ellas mismas por ser parte constitutiva de los sólidos suspendidos, aunque en su mayoría pueden ser removidas con filtros de 2 mm de diámetro de poro. El olor es producido por terpenos y compuestos aromáticos que son volátiles y generan olores fuertes. Se debe prevenir que haya algas en el agua pues los costos de tratamiento de esta serán mayores. El sabor está relacionado con la muerte celular ya que se liberan metabolitos al agua; este sabor puede ser dulce si se acumulan carbohidratos, o puede ser “terroso”. La toxicidad en el agua debida a algas se relaciona principalmente con algas verdeazules o cianobacterias, como Microcystis aeruginosa, Anabaena spiroides y Aphanizomenon flos-aquae. Los principales factores que favorecen el desarrollo masivo o “blooms” de cianobacterias son: ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ ▪▪ Temperaturas mayores de 25 °C Luminosidad mayor de 100 000 lux Nitrógeno total soluble (NTS) mayor de 1 mg/l Fósforo total soluble mayor de 0,1 mg/l Tiempo de retención hidráulica mayor de 10 días Disposición permanente de aguas residuales domésticas Desde el punto de vista de la hidrobiología sanitaria, las principales características de las algas son las que se muestran en la tabla 8.1. Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia - Programa de Educación Virtual —Ude@— 71 Capítulo 3. Diversidad en el agua Tabla 8.1. Principales características de las algas desde el punto de vista sanitario. Grupo de organismos Características sanitarias Ambiente Algas planctónicas Color: verdadero y aparente Olor Sabor Eutrofización Toxicidad Remoción de sólidos disueltos Bioindicadores Lagos Embalses Ciénagas Lagunas de oxidación Algas perifíticas Color: aparente Saprobiedad Toxicidad Remoción de sólidos disueltos Bioindicadores Quebradas Ríos Tanques de abasto 72 Hidobiología sanitaria - Universidad de Antioquia-Programa de Educación Virtual —Ude@—
