Hábitats en un cuerpo de agua ¿Dónde viven las algas? · El registro fósil es bastante escaso ya que no tienen partes duras ni forman esporas de resistencia. Si no queda rastro

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ºC

¿Dónde viven las algas?

Algas terrestres

Lago del Desierto, Santa Cruz, Argentina

Hábitats en un cuerpo de agua

Fracciones del fitoplancton

CategoríaTamaño

lineal(µm)

Biovolumen(µm3) Unicelulares Agregados

Picoplancton 0,2-2 4,2x10-3-4,2Bacterias

fotosintéticasCianobacterias

-

Nanoplancton 2-30 4,2-4,2x103CianobacteriasCriptomónadas

DiatomeasCianobacterias

Microplancton 20-2004,2x103-4,2x106 Dinoflagelados

DiatomeasClorofíceasDiatomeas

Macroplancton >200 >4,2x106 Unas pocas diatomeas Cianobacterias

Laguna Azul, Santa Cruz, Argentina

Clasificación trófica de lagos templados(modificado de Sigee, 2004).

Nivel tróficoUltraoligo- Oligo- Meso- Eu- Hipertrófico

Concentración de nutrientes (µgl−1)P Total (media anual) <4 4–10 10–35 35–100 >100

Ortofosfato <2 2–5 5–100 >100

NIDis <10 10–30 30–100 >100

Clorofila a (µgl−1) en aguas superficialesConcentración media <1 1–2.5 2.5–8 8–25 >25

Concentración máxima <2.5 2.5–8 8–25 25–75 >75

Volumen Total de algas planctónicas 0.12 0.4 0.6–1.5 2.5–5 >5

Secchi (m)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

Lago del Desierto, Santa Cruz, Argentina

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¿Por qué son buenos bioindicadores?

Especieindicadora

•Rango ecológico estrecho

•Respuesta rápida a los cambios ambientales

•Taxonomía bien definida

•Fácil identificación, con equipo no sofisticado

•Amplia distribución geográfica

Cumplen con los requisitos para ser consideradas como buenos indicadores

Lago del Desierto, Santa Cruz, Argentina

Algas como bioindicadores

Aportan información de dos tipos:

1) A largo plazo status quo 2) A corto plazo: cambio ambiental

Bloom intenso estival de Microcystis

Aumento en dominancia y biomasa de cianobacterias

En el contexto de cambio, los bioindicadores pueden servir como sistemas de alerta temprana que reflejan el estado de “salud” de un sistema acuático

Estado eutrofico pre-existente (alta concentración de nutrientes)

Eutroficación creciente (posiblemente antropogénica) Murray River, Australia

¿QUÉ INDICAN?

Ambientes actuales y pasados

• Contaminación

Reconstrucciones paleoambientales

•Pesticidas, metales pesados, hidrocarburos

• Aridización

• Acidificación

• Salinización

• Eutroficación •Agricultura y ganadería intensivas

•Cambio en el uso de la tierra

•Actividad industrial (lluvia ácida)

•Cambio en el uso de la tierra

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CYANOBACTERIA¿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

• Pueden usar intensidades muy bajas de luz por lo quepueden prosperar a grandes profundidades perotambién resisten la alta iluminación

Qué características les permiten colonizar y sobrevivir en ambientes desfavorables para otros

grupos de organismos?

• Pueden controlar su posición en la columna de agua pormedio de aerotopos.

• Pueden formar esporas de resistencia (acinetas) parasobrevivir en condiciones desfavorables.

• La capacidad de fijar nitrógeno les permite vivir enambientes desfavorables para otras algas

• Forman parte del picoplancton (0,2-2µm), donde su tallareducida y su forma esférica hacen prácticamente nulala velocidad de caída

• Su alta relación superficie/volumen las hace máseficientes en la captación de nutrientes en ambientesoligotróficos.

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Cyanobacteria como bioindicadores

Como con cualquier otro grupo de algas, la presencia oausencia de una especie en particular puede ser unvalioso indicador del status ecológico de un cuerpo deagua

• Floraciones estivales decianobacterias coloniales

• Aumento de cianobacteriasunicelulares

alta concentración de nutrientes.

condiciones oligotróficas a mesotróficas.

• Las formas terrestres pueden formar biofilms quesoportan extremas desecaciones

• Son capaces de deslizarse sobre un substrato, por loque pueden alejarse de situaciones desfavorables oacercarse a fuentes de luz

DESVENTAJA COMO BIOINDICADORES

CHLOROPHYTA

¿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)

• Endosimbiontes con amebas, por ejemplo

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En ambientes continentales Algas verdes como bioindicadoras

• Las preferencias de hábitat de las algas contemporáneas dan

información sobre las características físico-químicas del cuerpo

de agua

Ambientes actuales

• Las algas verdes laminares toleran la contaminación orgánica en

ambientes marinos costeros

• Las algas verdes filamentosas suelen dominar en ambientes bajo

stress antrópico (eutroficación, acidificación o contaminación por

metales pesados)

RHODOPHYTA

La mayoría de las especies son marinas

La mayoría de las de agua dulce vivenprincipalmente en arroyos y ríos

Muchas formas marinas puedenaclimatarse en lagos y otros ambientessalinos

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Uso como bioindicadores• Metales pesados:

Se compara lo acumulado en partes viejas con las partes más jóvenes y se puedeanalizar la evolución de la contaminación en un área determinada

•Gracilaria, Pterocladia, Gelidium, Gigartina, Porphyra.

• Eutroficación:

Algunas especies marinas (como Gracilaria edulis) responden a pulsos deaumento de nutrientes (aún los no detectables por las técnicas químicas derutina) modificando su contenido y composición de aminoácidos, el % de nitrógenoen los tejidos y la clorofila a (Journal of Phycology (2000) 36(4): 680-685)

EUGLENOPHYTA

Algunas especies toleran condiciones extremas desalinidad y de acidez.

Por ejemplo Euglena mutabilis puede crecer a pH1 y su óptimo es 3. Es típica de cuerpos de aguacontaminados por actividad minera.

Generalmente donde hay abundante materiaorgánica soluble o particulada.

Viven en todo tipo de ambiente acuáticoEuglenoideos como bioindicadores

• No son particularmente útiles comoindicadores ambientales en ambientesactuales

• La falta de estructuras calcificadas osilicificadas hace que no dejen un registrofósil

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DINOPHYTA ¿Dónde viven?

Son meroplanctónicos: pasan una parte de suciclo de vida en el plancton y otra parte en elbentos

La mayoría son marinos y hay unos pocosgéneros en aguas dulces

Los dos géneros más comunes en ambientesno marinos (Ceratium y Peridinium) viven enaguas con altas concentraciones de calcio(aguas duras) y bajos niveles de nutrientesinorgánicos (oligotróficas).

Dinoflagelados como bioindicadores

Como con cualquier otro grupo de algas, la presencia oausencia de una especie en particular puede ser unvalioso indicador del status ecológico de un cuerpo deagua

La cigota está protegida por una gruesa pared celular condinosporina, por lo que se preserva en los sedimentos yse utiliza como paleobioindicador, sobre todo enambientes marinos.

Triásico200-250 MA

Criptomónadas(=Cryptophyta)

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Criptomónadas como bioindicadores

•A pesar de que son comunes en condiciones oligo ymesotróficas, también pueden ocurrir en lagos eutróficos ytienen un valor limitado como bioindicadores

Las especies actuales no proveen un rango diagnóstico paradiferentes hábitats como pasa en otras algas

No dejan registro fósil OCHROPHYTA

CrisofíceasiNCLUYENDO • Chrysophyceae

• Synurophyceae

tienen en común la capacidad de formar quistes con paredesde sílice, como parte de su ciclo de vida

Crisofíceas como bioindicadoras

Aguas fuertemente ácidas (Dinobryon pediforme; Synurasphagnicola)

Aguas claras, ligeramente ácidas (Mallomonas hamata; Synura echinella)

Aguas alcalinas (Mallomonas puntifera, Synura uvella)

Condiciones alcalinas/salinas (Mallomonas tonsurata, M.tolerans)

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Crisofíceas como bioindicadores

A pesar de ser potencialmente útiles , raramente seincluyen en proyectos de monitoreo.

La razón principal es que las especies mejor estudiadasdesde el punto de vista ecológico (las que tienencubierta escamosa) requieren el uso del microscoioelectrónico para su identificación

Algunas especies tienen un rango de tolerancia estrechoen cuanto al pH y a la salinidad

Tradicionalmente se las utilizaba comoindicadores de condiciones oligotróficas pero seha descubierto que solo un par de especiesrealmente lo son.

Encontrar una gran diversidad de crisofíceas conbaja biomasa podría indicar condicioneseutróficas

XANTOPHYCEAE Utilidad como bioindicadoresLas distintas especies tienen requerimientos

diferentes que podrían servir como información sobrelas condiciones ambientales

Utilidad limitada porque nunca son muy abundantes

No dejan registro fósil

• Turberas ácidas• Aguas calcáreas• Aguas ricas en ácidos húmicos• Aguas ricas en materia orgánica• Aguas enriquecidas con nutrientes inogánicos• Ambientes salobres o marinos

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PHAEOPHYCEAE

Las de agua dulce son menos diversas que lasalgas no marinas

No han sido muy estudiadas y su ecología espoco conocida

Metales pesados (igual que en Rhodophyta)

Ej. Dictyota, Scytosiphon, Colpomenia, padina, Fucus,Ascophyllum, Macrocystis

El registro fósil es bastante escaso ya que no tienen partesduras ni forman esporas de resistencia.

Si no queda rastro de los pigmentos, son imposibles dediferenciar de otras algas ya que hay muchasconvergencias morfológicas entre las algas pardas, lasrojas y las verdes

Paleohalidrys superba, del Mioceno (25-5 MA) (Formación Monterey). Se parece a las actuales Cytoseiraceae

Selenastrum capricornutum

Análisis de cultivos de determinadasmicroalgas a las que se sometenconcentraciones crecientes del contaminantebajo estudio

Estudios ecotoxicológicos

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ÍNDICESSe comprobó que este índice daresultados diferentes según elcuerpo de agua

En principio, solo sirve paramonitorear el mismo ambiente

Índices de calidad del agua

importados vs.

nacionales

• 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

Índice de Palmer (Palmer, 1969)

De menor a mayor polución, incluye a

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)

Surirella ovataAchnanthes minutissima

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Modelo general de índice multiespecie

n

j=1

aj sj vj

aj vj

n

j=1

ÍNDICE =

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 de Descy (Descy, 1979).Se usa frecuentemente

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)

Índice TDI (trophic diatom index): Kelly and Whitton, 1995

Otros índices

Índice ISL (Index of saprobic load): Sladecek, 1986

Índice CEE : Descy and Coste, 1991

Índice IDAP : Prygiel et al., 1996

• 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 GDI(generic diatom index): Coste and Ayphassorho, 1991

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

Limitaciones

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Preferencias ecológicas según la calidad del agua dealgunas especies del género Nitzschia en sistemaspampeanos

Clase de calidad del

agua

Valorindicador

Ni. fonticola Grunow I 1Ni. nana (Grunow) I-II 1,25Ni. gracilis Hantzch I-II 1,5Ni. frustulum Kutzing I-II 1,75Ni. brevissima Grunow II 2Ni. filiformis ( W. M. Smith) Van Heurk I-III 2,25Ni. amphibia Grunow I-III 2,5Ni. linearis (Ag.) W.M. Smith II-III 2,5Ni. hungarica Grunow II-III 2,75Ni. microcephala Grunow III 3Ni. sigma (Kützing) W. M. Smith II-IV 3Ni. palea (Kützing) W. Smith II-IV 3,75Ni.umbonata (Ehr.) Lange-Bertalot III-IV 3,75

¿Ven por qué no sirve de gran cosa usar un índice genérico?

ÍNDICE DE DIATOMEAS PAMPEANAS (IDP)(Gómez & Licursi, 2001)

Clases de calidad de

aguaDBO5 NH4

+-N PO3-4- P

0 ≤3 ≤0,1 ≤0,05

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

Caracterización de las clases de calidad del agua basadas en la concentración de amonio, ortofosfato y DBO5 (mg/L)

Donde:

Iidp j = valor específico del índice obtenido para la especie jFluctúa entre 0 y 4

Aj = abundancia relativa (%) de la especie j

n

j=1Iidp j Aj

Aj

n

j=1

ÍDP =

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Clase de calidad del

agua

Valor específicodel Iidp

Achnanthes hungarica II-III 2,5

Achn. lanceolata I-II 1,5

Achn.minutissima 0-I 1

Achn. exigua I 1

Achn. Inflata 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

Amp. veneta III-IV 3,5

Lemnicola

Planothidium

Achnanthidium

Diatomeas más frecuentes en el epipelon de ríos y arroyos pampeanos y sus preferencias ecológicas según la calidad del agua (Gómez & Licursi, 2001)

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)

Aguas abajo(1000 m)

Proporción de los grupos de especies en cuanto a su tolerancia a la contaminación

(Lange-Bertalot, 1979; Kobayasi & Mayama, 1982)

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AGUAS ARRIBA

VERTIDO

AGUAS ABAJO

IDP

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

AA1 AA2 AA3 V1 V2 V3 AB1 AB2 AB3

APLICACIÓN DEL ÍNDICE DE DIATOMEAS PAMPEANAS AL ESTUDIO DE LAS DIATOMEAS DEL

ARROYO MORALES

Comparando ambos métodos

AGUAS ARRIBA

VERTIDO

AGUAS ABAJO

IDP

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

AA1 AA2 AA3 V1 V2 V3 AB1 AB2 AB3

a) Se aplicaron caracterizacionesecológicas de ambientes europeos

b) No se conocía el valor indicador detodas las especies halladas