YAIRA AYARITH ABUHATAB-ARAGÓN
JOHN CHARLES DONATO-RONDÓN
Departamento de Biología, Laboratorio de Diatomeas, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, Bogotá D.C., Colombia. yaabuhataba@unal.edu.co, jcdonator@unal.edu.co
RESUMEN
Con el fin de relacionar la química del agua y las especies de diatomeas Cocconeis placentula y Achnanthidium minutissimum en el arroyo Tota (Boyacá-Colombia), se analizó su abundancia diaria en sustratos rocosos entre los meses de julio y agosto de 2009. Se midió diariamente el fósforo reactivo soluble (PRS), amonio, nitrato, conductividad y pH. Se observó que la abundancia diaria de la especie A. minutissimum estuvo relacionada con concentraciones bajas de amonio, mientras que la de C. placentula respondió a concentraciones bajas de fósforo reactivo soluble (PRS).
]]> Palabras clave. Arroyos oligotróficos andinos, diatomeas del perifiton, sustratos rocosos.ABSTRACT
To understand the relationship between the chemistry of the water and the diatoms species Achnanthes minutissimum and Cocconeis placentula in the stream Tota (Boyacá-Colombia), we analyzed the daily abundance of these benthic diatoms on rocky substrata between July and August of 2009. Measurements of soluble reactive phosphorus (SRP), ammonium, nitrate, conductivity, and pH were taken daily. We observed that the daily abundance of A. minutissimum was associated with low concentrations of ammonia, while the abundance of C. placentula responded to low levels of SRP.
Key words. Oligotrophic Andean Stream, Diatom periphyton, Rocky Substrates.
Recibido: 08/08/2011
Aceptado: 15/05/2012
INTRODUCCIÓN
Las diatomeas son especies abundantes y cosmopolitas, crecen en una amplia gama de hábitats (suelos, lagos, ríos y mares) y en condiciones ambientales muy variables (Elster et al. 2001). Aportan gran cantidad de energía a los ecosistemas acuáticos, ya que contribuyen con el 90% de la productividad primaria y fijan alrededor del 20% de carbono del ambiente (Whitton & Rott 1996).
Las diatomeas son excelentes indicadoras de los impactos sobre la calidad del agua de los arroyos (Taylor et al. 2007, Stevenson et al. 2008). Los nutrientes, el pH y la composición iónica son especialmente importantes para determinar la estructura y la diversidad de los ensamblajes de diatomeas (DeNicola 2000, Potapova & Charles 2003, Potapova & Charles 2007, Soininen 2007), lo que hace que las diatomeas sean indicadoras eficientes de la calidad del agua (Sonneman et al. 2001, Newall & Walsh 2005).
En algunos estudios se atribuye el comportamiento de la comunidad de diatomeas a factores como el stress hidráulico (Biggs & Close 1989, Biggs & Thomsen 1995), la herbivoría (Rosemond 1994, Steinman 1996), la estabilidad del sustrato (Power & Stewart 1987, Grimm & Fisher 1989) o cambios de temperatura (Bothwell 1988, Schiller et al. 2007).
]]> Cocconeis placentula Ehrenberg (1838), es una de las especies que crecen en hábitats bentónicos donde se adhieren a rocas, macrófitos y algas. Es común en los cuerpos de agua dulce y es de amplia distribución geográfica, particularmente donde el pH es circumneutral o alcalino. También se encuentra en el agua salobre. Es tolerante a la contaminación orgánica moderada y eficiente en la incorporación de nutrientes (Gari & Corigliano 2007). Por su parte Achnanthidium minutissimum (Kü tz.) Czarnecki (1994) es una de las diatomeas bentónicas más frecuentes del agua dulce a nivel mundial (Krammer & Lange-Bertalot 1991). Esta especie se ha registrado para aguas alcalinas y ácidas, oligotróficas e hipertróficas (Round 2004). El objetivo de ésta investigación fue examinar a partir de un estudio intensivo diario la respuesta de C. placentula y A. minutissimum a los factores químicos en el arroyo Tota. Nosotros hipotetizamos que las especies citadas responden diferencialmente a las concentraciones de nutrientes, particularmente amonio y fósforo reactivo soluble (PRS).METODOLOGÍA
Descripción del área de estudio. El río Tota se origina en la cordillera Oriental colombiana, recorre el departamento de Boyacá y se localiza a una altura de 2560 m.s.n.m. El área de la cuenca de drenaje es de 149.9 km2 (Castro & Donato 2008), presenta una temperatura media anual de 15°C (Martínez & Donato 2003), una precipitación media anual de 730.5 mm y un caudal medio de 0.67 m3 s–1. La zona de vida según Holdridge corresponde a la de Bosque Seco Montano Bajo (Castro & Donato 2008).
Métodos. En diferentes puntos del tramo medio del río Tota (05° 58'N y 73° 98'W) se colectaron muestras diarias de diatomeas en sustratos naturales (piedras) durante 26 días, entre julio y agosto del 2009. Las piedras se extrajeron de áreas iluminadas con caudales entre 0.14 y 0.32 m3s-1. El biofilm se obtuvo de cada sustrato cepillando su superficie y se fijó, con medio Transeau, para la identificación de las diatomeas.
Simultáneamente se hicieron registros diarios de conductividad (µS cm-1) con un multiparámetro marca YSI modelo 556 MPS. El oxígeno disuelto (mg l-1) se midió con un sensor de oxígeno marca HACH HQ30d. La temperatura del agua fue medida con un multiparámetro YSI modelo 556, el pH con un sensor Schott pH 11/SET. Se siguieron los métodos de APHA-WWA-WPCF (2005) para la medición del fósforo reactivo soluble, el nitrato y el amonio.
Las muestras obtenidas se sometieron a la técnica de oxidación para limpieza y oxidación de la materia orgánica. Los frústulos se deshidrataron sobre cubreobjetos redondeados y se montaron en Naphrax®. Se contaron 400 frústulos de la especie más abundante en cada muestra.
Análisis de los datos. Con los datos obtenidos, se calculó la media aritmética y el coeficiente de variación como medidas de tendencia central y de dispersión. Para determinar la relación existente entre las diatomeas bénticas y los parámetros químicos, se empleó una regresión lineal. Todo esto se realizó mediante los paquetes estadísticos STATGRAPHICS 5.0, PAST - Paleontological Statistics, ver. 1.34 y Excel versión 2007.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los registros de las variables ambientales en el río Tota durante el periodo de estudio se presentan en la Tabla 1.
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Como puede observarse, la temperatura del agua presentó poca variabilidad (CV= 6.20%) con un rango de 11.2 + 14.1 °C. Estos valores estuvieron por encima de los registros históricos medios mensuales reportados en el río Tota (Rivera & Donato, 2008). El pH varió poco durante el muestreo (CV=8.9%) y el valor medio fue de 6.7. Aunque son pequeñas, las variaciones registradas posiblemente se deban a procesos químicos relacionados con la descomposición de la materia orgánica y las actividades agrícolas de la cuenca. Las variaciones en las concentraciones de oxígeno disuelto fueron mínimas (C.V= 5.42%), los registros de éste componente químico estuvieron entre 5.73 y 8.06 mg l-1. Por otra parte, la conductividad registró valores bajos y una baja variación (10.36%), lo que pudo estar relacionado con la litología de la cuenca. Igualmente las concentraciones de amonio, PRS y nitrato, fueron uniformes durante el periodo de muestreo, lo que implicó poca variabilidad en cada uno de ellos (0.11 + 0.02 mg l-1 NH4, 0.27 + 0.07 mg l-1 PO4 y 0.2 + 0.01 mg l-1 NO3). Estas concentraciones de nutrientes están dentro de los rangos establecidos para ríos neotropicales (Margalef 1983, Lewis et. al 1995).
Se registraron en total 99.361 individuos, agrupados en 38 especies, representadas por 18 géneros, pertenecientes a la clase Bacillariophyceae. Las especies más comunes fueron Rhoicosphenia abbreviata (58.1%), Reimeria sinuata (34.7%), C. placentula (19.7%), Nitzschia dissipata (19.6%), Gomphonema clavatum (14.8%) y Gomphonema minutum (5.6%) y A. minutissimum (2%). C. placentula registró un total de 1953 individuos con una máxima abundancia de 138 individuos alcanzada en el decimotercer muestreo (Figura 1), mientras que A. minutissimum sólo presentó un total de 156 individuos, con un máximo de 16 individuos en el doceavo muestreo (Figura 2). C. placentula y A. minutissimum son de amplia distribución (Passy, 2001), además se han documentado en estudios previos como especies representativas del río Tota (Zapata & Donato, 2005; Castellanos & Donato, 2008; Morales et al. 2010, Pedraza & Donato 2011) y se han reportado para ambientes acuáticos del norte y centro de Sudamérica (Morales et. al 2007, Servant-Vildary 1982, Toporowska et. al 2008, Díaz - Villanueva et. al 2000, entre otros).
Al analizar la relación de la abundancia de las diatomeas y las variables físicas y químicas del agua, se pudo establecer que la abundancia de C. placentula fue mayor cuando las concentraciones de PRS fueron bajas (n=154, r= 4.88, P=0.03) (Figura 3) y A. minutissimum a concentraciones bajas de amonio (n=154, r= 4.36, P=0.04) (Figura 4).
Estos resultados sugieren que estas especies en el tramo estudiado, pueden ser susceptibles a los cambios en estos nutrientes. A. minutissimum se ha considerado (Van Dam et al.1994), como tolerante a altos valores de nutrientes (Stevenson & Bahls 1999; Potapova & Hamilton 2007, Lobo et. al 2004). Ponader & Potapova (2007) y asocian a esta especie con bajo contenido de nutrientes y sales disueltas, pero consideran que su rango de tolerancia es mucho más amplio a diversos factores ambientales. C. placentula, por su parte, responde a los bajos valores de nitratos (Marcus 1980), aunque es tolerante a la eutrofización (Lobo et. al 2004). Igualmente, en el río Tota se ha establecido que los nutrientes como el amonio y el PRS determinan la respuesta altitudinal de las diatomeas (Pedraza & Donato 2011).
CONCLUSIONES
Las especies A. minutissimum y C. placentula, son representativas en el arroyo Tota. Se observó el aumento en la abundancia de A. minutissimum y C. placentula en concordancia con las bajas concentraciones de amonio y PRS, respectivamente.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen el financiamiento de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia. Lina Cabarique editó la versión final del texto.
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