Aplicando conceptos de Ecología en un tema relevante y actual en el Uruguay, asociado a estos seres vivos: cianobacterias

Salud

Muerte de ganado ovino por ingesta de agua con exceso de cianobacterias preocupa a productores agropecuariosProductores pecuarios manifestaron preocupación por la muerte de decenas de ovejas tras beber agua del río Negro donde, al igual que en el río Santa Lucía, se detectó un exceso en la proliferación de cianobacterias.

Martes 26 de Marzo, 2013

Cianobacteria Gloeocapsa

Microcystis

Cianobacteria Stigonema

• Azolla caroliniana, un helecho acuático portador de cianobacterias simbiontes del género Anabaena.

FLORACIONES ALGALES DE AGUA DULCE: CIANOBACTERIAS, CIANOTOXINAS. SU RELACIÓN CON LA SALUD

Lizet De León

Sección Limnología, Instituto de Biología, Facultad De Ciencias.

Actividad1. Realizar y observar preparados frescos para

identificar cianobacterias y algas verdes eucariotas

2. Observar preparados fijos

3. Con el material entregado :

a- identificar las condiciones físicas y químicas del ambiente que se citan en relación a las floraciones de cianobacterias

b- identificar interacciones entre las cianobacterias y otros seres vivos

c- extraer conceptos que consideren relevantes desde el punto de vista ecológico.

¿Qué son las floraciones algales de agua dulce?

Las floraciones algales son eventos de multiplicación y acumulación de las microalgas que viven libres en los sistemas acuáticos, o fitoplancton, y que presentan un incremento significativo de la biomasa de una o pocas especies, en períodos de horas a días.

Estos eventos ocurren naturalmente en los sistemas acuáticos. Sin embargo, se ha registrado un incremento mundial en su frecuencia y duración, asociado a las condiciones de eutrofización de los cuerpos de agua (Hallegraeff, 1992; Paerl, 1996).

¿Qué organismos desarrollan floraciones algales?

Las floraciones pueden ser desarrolladas por diversas especies eucariotas de las Clases Bacillariophyceae (diatomeas), Chlorophyceae (algas verdes), Dinophyceae (dinoflagelados), Chrysophyceae y Cryptophyceae y también de procariotas como Cyanophyceae (cianobacterias).

¿Por qué ocurren las floraciones de cianobacterias?

Los factores que favorecen el desarrollo de floraciones de cianobacterias pueden resumirse en:

1- La eutrofización de los sistemas acuáticos debido al incremento de los niveles de nutrientes, principalmente nitrógeno y fósforo (N y P) por:

• a) Los aportes puntuales de aguas residuales domésticas o industriales no tratadas, con alto contenido de N y P, vertidas directa o indirectamente a los sistemas acuáticos.

• b) Los aportes difusos de aguas provenientes del lavado de suelos de áreas cultivadas y fertilizadas con N y P, de suelos deforestados o de campos con ganadería (ya sea extensiva, tambos, etc.).

• 2- El alto tiempo de permanencia del agua en el sistema acuático, que favorece la dominancia de las cianobacterias en la comunidad fitoplanctónica.

• 3- La aridez de regiones próximas o dentro de la cuenca hidrográfica, o los efectos similares debidos a suelos sin vegetación, que aportan minerales al agua además de provocar mayor turbidez por la presencia de partículas disueltas. Esto interfiere con la actividad fotosintética de otras algas que mueren y sedimentan, dejando un nicho que es colonizado por las cianobacterias.

• 4- Existen otros factores naturales como el incremento de la temperatura (> 20 °C) e intensidad luminosa. También contribuye el efecto de la predación natural (trama alimenticia) sobre las especies de fitoplancton que compiten con las cianobacterias que desarrollan floraciones.

¿Estos eventos presentan riesgos de algún tipo?

Los perjuicios están relacionados principalmente con:

• la síntesis de cianotoxinas y su eliminación al medio acuático, • la presencia de organismos patógenos incluidos en el mucílago de

las colonias de cianobacterias. Si bien estas asociaciones son mutuamente beneficiosas entre los organismos planctónicos, pueden tornarse nocivas para organismos de niveles superiores, a los cuales pueden perjudicar por contacto o ingestión.

• alto consumo de oxígeno por respiración algal y por incremento de la actividad bacteriana durante la degradación de la materia orgánica que sedimenta cuando la floración desaparece. Con frecuencia se registra anoxia (ausencia de oxígeno) en los niveles más profundos del sistema acuático, ocasionando la muerte de los peces, especialmente los que viven próximos al sedimento.

• olor y sabor desagradable del agua y los productos acuáticos• efectos mecánicos o químicos sobre los organismos acuáticos

debidos al incremento de microalgas, ya sea colmatando las agallas de los peces e impidiendo el intercambio gaseoso o intoxicando, directa o indirectamente, a los organismos a través de la cadena trófica.

¿Cómo se da la intoxicación por cianotoxinas?

Un alto porcentaje de floraciones de cianobacterias produce una o varias toxinas potentes (neurotoxinas, hepatotoxinas o dermotoxinas) que pueden ingresar al organismo por ingestión directa de agua con floraciones, por contacto a través de baños, por inhalación por spray o por consumo de animales expuestos a cianotoxinas (Williams, 1997).

• La hepatotoxina que se registra con mayor frecuencia es la microcystina, que debe su nombre a que fue identificada primariamente en especies del género Microcystis. Es una toxina 100 veces más potente que el cianuro (Pizzolón, 1996) cuya ingestión en altas concentraciones ocasiona la muerte de animales, desde pequeñas aves a ganado (Carmichael, 1981; Falconer, 1993, 1996; Sivonen, 1990) y/o efectos acumulativos crónicos, como la inducción a la formación de tumores hepáticos.

• Se estima que una dosis de efecto letal para el hombre requiere el consumo de 5 l de agua con una densidad de algas de 2.105 cel ml-1 (Pizzolón, 1996). Si bien esta densidad es fácilmente alcanzable en una floración, el aspecto del agua provoca un natural rechazo que constituye una defensa para el potencial consumidor.

• Los animales no hacen ninguna distinción, por lo que constituyen las víctimas mortales más numerosas por intoxicación con cianotoxinas (Frazier et al., 1998; Neehring, 1993).

• Sin embargo, los mayores riesgos están en la ingestión de bajas dosis (subletales) de microcystina durante un tiempo prolongado (Ueno et al., 1996; Yu, 1994), ya que promueve el desarrollo de enfermedades hepáticas crónicas a mediano y largo plazo, o causan malestares hepáticos y digestivos a corto plazo. Esta forma de ingestión puede darse, por ejemplo, disuelta en el agua potable o con tratamientos insuficientes para eliminar la toxina.

Conceptos ecológicos importantes

• Vida libre

• Biomasa

• Eutrofización

• Dominancia

• Nicho

Video: colibríes

1- ¿Qué quiere decir que los colibríes son un ejemplo de coevolución?

2- ¿Se puede hablar de población y de comunidad de colibríes, en un determinado ambiente?

3- Cita ejemplos de interacciones ( con otros seres vivos o con el ambiente) en las que participan los colibríes.

4- Escribe adaptaciones de los colibríes a sus condiciones de vida.

Nicho ecológico

• Incluye la forma de alimentarse, de competir con otras, de cazar, de evitar ser comida. En otras palabras, es la función, “profesión” u “oficio” que cumple una especie animal o vegetal dentro del ecosistema.

Nicho ecológico

Se refiere no sólo al espacio físico ocupado por un organismo (nicho espacial o de hábitat), sino también a su papel funcional en la comunidad (nicho trófico) y a su posición en los gradientes ambientales de temperatura, humedad, pH, suelos, etc.

Nicho ecológico

“Es el abanico de condiciones, los niveles de recursos y las densidades de otras especies que permiten la supervivencia, crecimiento y reproducción de un organismo o especie”

¿Qué condiciones?¿Qué recursos?¿Qué densidades de otras especies? T.D.

RECURSOS

• Es todo aquello consumido por un organismo. Las cantidades del medio pueden ser reducidas por la actividad de un organismo.

• Ejemplos: - La materia: alimentos, sustancias inorgánicas. - Energía que interviene en sus actividades

como la luz o radiación - Espacios en que se desarrollan sus ciclos

vitales.

CONDICIONES

• Es un factor ambiental abiótico que varía en el tiempo y en el espacio al que los organismos responden de modos distintos. Pueden ser modificadas por otros organismos pero no pueden ser agotados ni consumidos.

• Por ejemplo son la temperatura, la humedad relativa, el ph, la salinidad, la velocidad de la corriente, la concentración de contaminantes.

Niveles de tolerancia

¿Qué gráfica representa a cada pez?

• El pez del Antártico (Trematomus bernacchi) y el pez del desierto (Cyprinodon macularius) presentan un contraste en cuanto a los limites de tolerancia en relación con los ambientes muy distintos en que viven. El pez del Antártico tiene un limite de tolerancia de temperatura de menos de 4º C, en el margen de - 2ºC a + 2º C y esta así adaptado al frío de modo estenotérmico.

• En contraste, el pez del desierto es euritérmico y también eurihalino y tolera temperaturas entre los 10ºC y los 40º C, así como salinidades que van desde el agua continental hasta una salinidad mayor que el agua de mar. Por supuesto, la actividad ecológica no es la misma en todo este intervalo.

Comparación de las condiciones en que se producirán y empollarán huevos de la trucha de arroyo (Salvelinus) y

los de la rana leopardo (Rana pipiens).

• Los huevos de la trucha se desarrollan entre los 0º y los 12º C, con una temperatura optima alrededor de 4º C. Los de la rana, se desarrollan entre los 0º y los 30º C, con una temperatura optima de 22º C. Así, los huevos de la trucha son estenotérmicos tolerantes a bajas temperaturas, frente a los de la rana que son euritérmicos y toleran temperaturas tanto altas como bajas.

Algunos de los principios adicionales de la "ley" de la tolerancia:

- Los organismos pueden tener un rango de tolerancia muy amplio para un factor y otro muy estrecho para otros factores.

• Los organismos con rangos amplios de tolerancia para todos los factores son los que tienen mayor oportunidad de distribuirse extensamente.

• Cuando las condiciones no son óptimas para una especie respecto a un factor ecológico, los límites de tolerancia suelen reducirse en lo que respecta a otros factores ecológicos.

• La reproducción suele ser un periodo crítico en el que los factores abióticos o ambientales tienen grandes probabilidades de volverse limitantes.

• En esos casos, los límites de tolerancia de huevos, embriones, plántulas o larvas suelen ser más estrechos que los de las plantas o animales adultos cuando no se están reproduciendo.

Factor limitante.

• La distribución de una especie estará controlada por el factor ambiental para el que el organismo tiene un rango de adaptabilidad o control más estrecho.

• El factor que esté limitando el crecimiento (o cualquier otra respuesta) de un organismo se conoce como el factor limitante.

• 10 conejos pueden vivir en un hábitat que tenga suficiente agua, cobertura y espacio para mantener a 20 conejos, pero si no hay suficiente alimento para 10 conejos la población no aumentará.

• En cierta área puede haber suficiente alimento para mantener a mil pájaros, pero solamente hay sitios adecuados para anidar a un ciento de aves.

• O tal vez en el área hay abundante comida, agua, cubierta y espacio para mantener a una gran población de faisanes, pero los depredadores son el factor limitante.

¿Qué factores limitantes pueden estar presentes en este ambiente?

El principal factor limitante de una población de ranas silvestres es la depredación, la cual es alta en los individuos adultos (A), media en los juveniles (J) y baja en los

renacuajos (R). Si en un momento determinado se realizara un censo, el gráfico que mejor mostraría la composición de esta población sería :