"El uso de la estigofauna como indicadora de la calidad de los ecosistemas acuáticos subterráneos"

El uso de la estigofauna como indicadora de la calidad de los ecosistemas acuticos

subterrneos

Anna Menci Grup de Geologia Ambiental i Aplicada

Centre de Geologia i Cartografia Ambiental Universitat de Girona

3era Jornada de puertas abiertas de la FCIHS


El uso de la estigofauna como indicadora de la calidad de los ecosistemas acuticos subterrneos

1. Los hbitats acuticos subterrneos y sus caractersticas Tipo de hbitats acuticos subterrneos Caractersticas principales que los definen

2. Los organismos acuticos subterrneos Qu peculiaridades tienen? Qu tipo de organismos hay: estigfilos, estigobiontes y estigoxenos.

3. El uso de la estigofauna como bioindicadora Cmo se realiza el muestreo Qu presiones tienen Ejemplo de su aplicacin como bioindicadora


Los hbitats acuticos subterrneos

De manera general se puede definir un hbitat como el conjunto de condiciones ambientales en las que se desarrolla la vida de un ser vivo

Y de manera ms especfica, los hbitats se pueden definir como el lugar concreto donde viven estos seres vivos, generalmente plantas o animales

Fuente: http://wetlandinfo.ehp.qld.gov.au/

Caractersticas principales de los hbitats subterrneos

La ausencia de luz es una de las caractersticas ms importantes y que los definen.

La amplitud en la variacin de los parmetros ambientales, como la temperatura, es mucho menor que en los hbitats superficiales.

Por otro lado, parmetros como el nivel fretico o la cantidad de nutrientes que llegan, pueden presentar ms variacin.



Fuente: http://bc.outcrop.org/



Los hbitats acuticos subterrneos se pueden clasificar principalmente en:

Cavidades Cavidades formadas por

disolucin Otras cavidades

Los hbitats intersticiales Zona hiporreica Hbitats intersticiales ms

profundos (acuferos)

Arrows depict the flow of water carrying energy and matter through the subsurface, with boxes next to arrows indicating typical ground water residence times. Circles highlight transition zones between habitat types.

Fuente: Griebler & Lueders (2009)

Tipo de hbitats subterrneos



Las cavidades

Dentro de los ambientes crsticos se pueden distinguir entre: Los formados por la disolucin de carbonatos:

Los formados per la disolucin de carbonatos en sistemas sulfurosos:

Los formados por la disolucin de evaporitas, principalmente yeso:

Otras cavidades formadas por la lava, como los tubos volcnicos

Fuente: USGS (2001)

http://leicestersramble.blogspot.com.es/

Las zonas de transicin (ecotonos) presentan caractersticas diferentes y variables que pueden dar lugar a hbitats especiales, donde aparecen especies nicas y muy especializadas



Los ambientes crsticos como hbitat

Los ambientes crsticos: El epikarst zona superior

no saturada La zona epifretica y la zona

fretica zona saturada de manera temporal o permanente

Las fuentes salida del sistema



Los hbitats intersticiales

La principal diferencia del grupo de hbitats anterior es el espacio, que aqu es mucho ms reducido.

Tipo de hbitats: Hbitats intersticiales superficiales

principalmente, la zona hiporreica

Hbitats intersticiales profundos acuferos en sedimentos y rocas

La diferencia principal entre estos hbitats es la su relacin con la superficie.

Malard et al. (2000)

Fuente: http://www.watershed-watch.org



Caractersticas de los hbitats intersticiales

La estabilidad de los hbitats intersticiales aumenta con la profundidad.

La dimensin de los clastos es la que determina el espacio intersticial.

La composicin biolgica de estos hbitats viene determinada por:

La permeabilidad La dimensin de los poros El grado de conexin con la superficie

Fuente: Malard et al. (2002)



Fuentes de energa

Debido a la falta de luz en los hbitats acuticos subterrneos no se produce la fotosntesis, y en la mayor parte de los casos la energa es transferida desde la superficie, hecho que condicionar los ecosistemas subterrneos. En este sentido las fuentes de energa pueden ser:

El agua que se infiltra desde la superficie, es decir, la recarga a travs del suelo A travs de la relacin con los ros y las aguas superficiales en general Otros como el viento y la gravedad, los propios animales o las races de les plantas Quimiotrofa asociada principalmente a ambientes sulfurosos De origen antrpico tambin estara la recarga debida a los retornos de riego


Los organismos acuticos subterrneos

Las caractersticas principales de estos organismos se deben a las limitaciones del medio:

Falta de pigmentacin, regresin ocular y hipertrofia de los rganos sensitivos

Caractersticas principales

1) Falta de luz

Speoplatyrhinus poulsoni

Paramellitidae

Notobathynella

Fuente: http://www.arkive.org/





Vermiformes, es decir, que tienden a tener cuerpos alargados y estrechos


1) Falta de luz

2) Poros estrechos en el ambiente intersticial

Oligoquetos Sincridos Coppodos Moluscos





Vermiformes, es decir, que tienden a tener cuerpos alargados y estrechos

Tasas metablicas lentas:

Enlentecimiento del ciclo de vida, aumento de la longevidad, y menos frecuencia en la reproduccin


1) Falta de luz

2) Poros estrechos en el ambiente intersticial

3) Ambiente pobre



En funcin de donde realicen su ciclo de vida, se pueden clasificar en:

Clasificacin de los organismos en funcin de su ciclo de vida

1) Estigoxenos no tienen afinidad con las aguas subterrneas

2) Estigfilos realizan parte de su ciclo vital en las aguas subterrneas

3) Estigobiontes son totalmente subterrneos

Malard et al. (1994)


Els organismes aqutics subterranis

Tipo de organismos y su importancia El tipo de organismos presentes son, principalmente:

Microorganismos Invertebrados Vertebrados

Los invertebrados, que principalmente se alimentan de los biofilms, suponen:

Una mejora/aumento de la actividad microbiana (grazing)

Evitan as la obstruccin de los poros (clogging)

Pueden ser utilizados como bioindicadores.

Fuente: Gibert & Culver (2009) 2 mm

1 mm

0,5 mm

8-10 mm

2 mm 10 mm

5 mm 20 mm


El uso de la estigofauna como bioindicadora

El muestreo de la estigofauna presenta dificultades por diferentes motivos:

1) Dificultades en la obtencin de muestras representativas. Los piezmetros de control se construyen por motivos hidrogeolgicos en el centro de los acuferos, y no cerca de sus lmites. Es en esos lmites, y en las zonas de transicin (los ecotonos) donde se encuentra la mxima diversidad.

2) Distribucin irregular de la fauna acutica subterrnea. La fauna acutica subterrnea presenta una gran heterogeneidad tanto espacial como temporal, presentando una distribucin irregular. Esto hace que a menudo se subestime la biodiversidad en los ecosistemas acuticos subterrneos.

3) Tcnicas de muestreo sin estandarizar.

An no estn demasiado desarrollados los mtodos de muestreo estndar, para tomar muestras en fuentes, zonas hiporreicas y en aguas subterrneas ms profundas.

El muestreo de la estigofauna



Como se hace el muestreo En funcin del hbitat a muestrear se pueden utilizar diferentes mtodos de muestreo:


1) Bombas, principalmente para ambientes intersticiales.






2) Redes, que se pueden utilizar tanto en ambientes intersticiales como crsticos.






2) Redes, que se pueden utilizar tanto en ambientes intersticiales como crsticos.

3) Trampas, que se utilizan principalmente en ambientes crsticos aunque tambin hay de especiales para la zona hiporreica.



Qu presiones afectan a la estigofauna? Las presiones principales que pueden afectar a los ecosistemas acuticos subterrneos pueden ser:

1) A nivel cuantitativo:

La extraccin excesiva de agua subterrnea a travs de pozos, puede producir descensos significativos del nivel fretico dejando una parte de los poros del acufero vacos, y inhabitables para la estigofauna.

Se modifican los flujos y as el transporte de MO, la presencia de oxgeno y nutrientes, afectando de manera indirecta tambin a la estigofauna.

A escala local, el bombeo prolongado modifica los flujos y as los hbitats y organismos que se puedan muestrear cerca de los pozos.

http://cliwat.eu/change/c_impacts/index.html



Qu presiones afectan a la estigofauna? 2) A nivel cualitativo:

Contaminacin: la contaminacin debida a las aguas residuales, metales, pesticidas, substancias qumicas inorgnicas y tambin compuestos orgnicos, pueden causar una disminucin de la diversidad de la estigofauna, hasta ocasionar la desaparicin de los estigobiontes.

Intrusin marina: el movimiento de la falca marina debido al bombeo puede suponer tambin cambios importantes en la comunidad.

Fetter (1993)



Un ejemplo australiano

En Australia se realiza el estudio sistemtico de la estigofauna se desde distintos organismos, por ejemplo:

Universidades y centros de investigacin mejora del conocimiento y de los protocolos de estudio

Agencias gubernamentales para el control de la calidad de los ecosistemas

Empresas privadas estudios de impacto ambiental



Estudio sobre la estigofauna en el aluvial del Gwydir River (NSW)

Objetivos del estudio 1) Determinar los posibles efectos de la

agricultura sobre los ecosistemas acuticos

2) Evaluar cmo las distintas condiciones hidrogeolgicas en un acufero aluvial modifican la comunidad de organismos que habitan en l



Zona de estudio: El acufero aluvial del Gwydir River



Metodologa 1) Se tomaron muestras de 300 L con

bombas inerciales, se filtraron (63 m) y preservaron con etanol para las muestras de estigofauna

2) Posteriormente se tomaron muestras de agua para el anlisis fisicoqumico

3) Se utilizaron el SPSS, phreeqC y Primer6 para el tratamiento de los datos



Resultados del anlisis fisicoqumico

A nivel hidroqumico se distinguieron diferentes grupos de muestras:

1) Na-Cl aguas muy salinas DNH 0.05-7.38 m (0-0.2m)

2) Na-HCO3 facies caracterstica del acufero aluvial DNH 0-0.7 m

3) Na-Ca-Mg-HCO3 muestras afectadas por la recarga del agua del ro. DNH 0-4.5 m



Mezcla entre el agua del ro y del acufero

Se utiliz el PhreeqC para hacer un modelo de la posible mezcla entre el agua del ro y del agua caracterstica del acufero aluvial:



Anlisis biolgico

21 morfotaxones observados:

caros - 12 taxones

Coppodos-harpacticoides ciclopoides

Sincridos- Anaspidacea Family A Bathynella Notobathynella Chilibathynella

Anfpodos-Paramelitidae sp

Ostrcodas

Oligoquetos

Anfpodos

Notobathynella

Bathynella

Family A

Coppodos Sincridos

Cyclopoida

Harpacticoida

Paramellitidae

caros Oligoquetos



Se realiz un PCA con los datos hidrogeolgicos y biolgicos:

1) Se distinguieron entre dos grandes grupos de pozos

2) Los puntos influenciados por el ro presentaban: NO3 y HLD

3) No haba una relacin clara con el DOC

Anlisis conjunto



Anlisis conjunto

p = 0,001 p = 0,012



Al comparar los pozos propios del acufero con los influenciados por el ro:

Se observan abundancias ms importantes en algunos grupos de crustceos como:

Ostrcodos Ciclopoides Sincridos (Notobathinella y

Paramellidae)

Tambin se detecta una proporcin ms baja de estigoxenos

p = 0,002 p = 0,011

p = 0,002 p = 0,026



En el anlisis nMDS (non-metric MultiDimensional Scaling) se observa:

Una separacin clara entre los

dos grupos de pozos Una proporcin ms alta de

estigoxenos en el grupo afectado por la influencia del ro



1) No se encontraron

diferencias entre estaciones

2) Se observaron diferencias significativas en relacin al uso del suelo:

Abundancia p=0.001 Riqueza p



0

20

40

60

80

100

120

Irrigated Non-irrigated Grazing

w inter

summer

0

5

10

15

20

25


w inter

summer

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18


w inter

summer

0

10

20

30

40

50

60

70


w inter

summer

Cyclopoida

Notobathynella

Harpacticoida

Oligochaeta

Invierno Verano

3) A nivel taxonmico:

Coppodos, los ms abundantes

Ms oligoquetos en las zonas irrigadas

No hay diferencias estacionales

Ani

mal

s pe

r sa

mpl

e A

nim

als

per

sam

ple



4) En el anlisis nMDS (non-metric multidimensional scaling), se observa que las muestras difieren estadsticamente entre los distintos usos del suelo (p



1) Aunque los efectos de la relacin ro-acufero es gradual, y difcil de delimitar, se detectaron diferencias significativas entre los pozos influenciados por esta relacin y los que no

2) Los pozos con caractersticas propias del acufero, presentaban mayores abundancias y riquezas taxonmicas, gracias a un ambiente ms estable, y menores impactos

3) En el anlisis del efecto de la agricultura, tambin se observaban diferencias en funcin del tipo de uso, en este caso, la presencia de riego supona un aumento de la abundancia y riqueza taxonmicas

Conclusiones


CONCLUSIONES

En qu sentido puede ser importante la estigofauna? 1) Supone una reserva de la biodiversidad

Los ecosistemas acuticos subterrneos pueden llegar a ser muy ricos.

2) Proporciona bienes y servicios al ecosistema

La estigofauna juega un papel clave en los acuferos manteniendo los espacios intersticiales, modificando el gradiente de potencial redox y promoviendo la actividad de los biofilms.

3) Indicadora del estado y de los cambios en los ecosistemas acuticos subterrneos

Cambios importantes en la entrada de energa, nutrientes, agua o contaminantes pueden modificar la composicin de la comunidad.


El uso de la estigofauna como indicadora de la calidad de los ecosistemas acuticos subterrneos


REFERENCIAS Bells X. (1987) Fauna caverncola i intersticial de la pennsula Ibrica i les Illes Balears. Consell Superior dInvestigacions

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El uso de la estigofauna como indicadora de la calidad de los ecosistemas acuticos subterrneosNmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Nmero de diapositiva 26Nmero de diapositiva 27Nmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Nmero de diapositiva 35Nmero de diapositiva 36Nmero de diapositiva 37Nmero de diapositiva 38Nmero de diapositiva 39

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