Las diatomeas del biofilm fluvial como indicadores ambientales a corto plazo en el seguimiento de la recuperación de la calidad del agua de sistemas acuáticos pampeanos

Abstract

Los ríos y arroyos que forman parte del paisaje urbano en la Ecoregión Pampeana, han sufrido modificaciones profundas que condujeron a un proceso de simplificación ecológico, a un aumento en la concentración de nutrientes y contaminantes, resultando en arroyos altamente impactados con una gran pérdida de estructura y función. Las diatomeas son usadas comúnmente como indicadores biológicos para evaluar la calidad del agua en ríos y arroyos, debido a que son sensibles a un amplio rango de presiones ambientales. En tal sentido, su uso en las evaluaciones de la calidad del agua se sustenta en las respuestas rápidas tanto a los cambios en las condiciones ambientales debido a un aumento de la contaminación, como al éxito de la restauración del hábitat. El objetivo general de la presente tesis fue analizar la eficacia de las respuestas estructurales y funcionales del ensamble de diatomeas en diagnosticar la recuperación de la calidad del agua de ambientes fluviales pampeanos. Para esto se realizaron experiencias in situ y ex situ con la finalidad de contrastar hipótesis vinculadas a la respuesta del ensamble de diatomeas frente a diferentes calidades del agua. En primer lugar se caracterizó el proceso de colonización del biofilm, en particular del ensamble de diatomeas en arroyos expuestos a diferentes niveles de impacto antropogénico, tanto urbano como agrícola. Para tal fin se realizaron dos experiencias (ambas desarrolladas en el capítulo 3) utilizando sustratos artificiales duros en arroyos de la ciudad de La Plata con diferentes niveles y tipos de impacto antropogénico. A través de la realización de estas experiencias de colonización temprana se pudieron identificar las variables que resultaron buenas descriptoras de este proceso en arroyos Entre los principales resultados se destacan que el desarrollo de la biomasa autotrófica del biofilm fue menor y más lento en los arroyos más impactados, independientemente si el impacto era agrícola o urbano. Las diatomeas fueron el grupo algal dominante en arroyos con impacto urbano, mientras que en los arroyos con impacto agrícola estuvieron igual representadas que los otros grupos algales. El análisis de los gremios ecológicos reveló que en las primeras etapas de la colonización el gremio móvil fue el dominante, siendo además el de mayor representación en el ensamble. A su vez se observó que las diatomeas de tallas intermedias a grandes son las que dominan el proceso de colonización de los sustratos artificiales. En segundo lugar, se analizaron los cambios estructurales y funcionales del ensamble de diatomeas de sitios estresados por factores agrícolas y urbanos cuando fueron expuestos a mejorías en la calidad del agua. Para esta finalidad se seleccionaron los siguientes descriptores: diversidad, riqueza específica, gremios ecológicos, Índice de Diatomeas Pampeanas (IDP), movilidad celular, tamaño celular, alteraciones nucleares y de las valvas y se realizaron 2 experiencias de translocación La primera experiencia de translocación (capítulo 4) se llevó a cabo con biofilms desarrollados en sustratos naturales (epipelon) en arroyos expuestos a alto impacto urbano a arroyos expuesto a bajo impacto urbano. En tanto, la segunda experiencia de translocación (capítulo 5) se realizó en arroyos con diferentes niveles de impacto agrícola, empleando en este caso el biofilm desarrollado en sustrato artificial (vidrios esmerilados). Los resultaron de estas experiencias permitieron reconocer que ni la riqueza específica ni el índice de diversidad de Shannon resultaron ser variables indicativas de la mejoría en la calidad del agua, pero sí resultó sensible a los cambios el índice de diatomeas pampeanas (IDP). Las proporciones de los gremios ecológicos (bajo perfil, alto perfil y móvil) fueron variables frente a los cambios en la calidad del agua generados por los distintos tipos de de impacto analizados. El gremio móvil fue el de mayor representación en el ensamble. El gremio de alto perfil respondió en ambos tipos de impacto aumentando su proporción en los ensambles translocados, mientras que el gremio de bajo perfil respondió a las diferencias en la calidad del agua disminuyendo su proporción en los arroyos con impacto agrícola, pero no lo hizo en los arroyos con impacto urbano. El análisis de la proporción de anomalías nucleares, particularmente la proporción de núcleos con ruptura de membrana nuclear fue una variable sensible a la mejoría de la calidad del agua en ambo tipos de impacto. Por lo contrario, la proporción de valvas con deformaciones no resultó ser una variable significativa en manifestar los cambios en la calidad del agua en los arroyos estudiados. En cuanto al análisis de la movilidad de las diatomeas, no respondieron significativamente a los cambios en la calidad del agua. Por último se analizó la respuesta de la movilidad, de la proporción de anomalías nucleares, la densidad poblacional y el tamaño celular en Nitzschia palea expuesta a elutriados procedentes de sedimentos contaminados por la actividad agrícola, con la finalidad de evaluar su potencialidad en la evaluación de la toxicidad de sedimentos. Para tal fin se realizó un ensayo en laboratorio (desarrollado en el capítulo 6) con elutriados obtenidos a partir de sedimento de un sector del arroyo Carnaval expuesto al impacto agrícola. Se expuso un cultivo de Nitzschia palea al elutriado del sedimento, rico en compuestos organoclorados (endosulfán) y metales pesados (Cu y Zn) y se midieron las variables en cinco muestreos durante una semana. Los resultados demostraron que todas las variables analizadas resultaron afectadas en los tratamientos expuestos a los elutriados de los sedimentos. La movilidad y las alteraciones nucleares evidenciaron los efectos más rápidamente (en 24-48 hs) que la densidad y el tamaño celular (en una semana). Se pudo concluir que las respuestas estudiadas en N. palea resultaron eficaces para evaluar la toxicidad del sedimento de los cursos de agua pampeanos. Los resultados obtenidos en esta tesis, a través de distintos abordajes metodológicos, han permitido reconocer como algunas respuestas del ensamble de diatomeas son capaces de detectar rápidamente los cambios en la calidad del agua, resaltando así su valor como biomonitores en el seguimiento temprano de los procesos de recuperación de los sistemas fluviales de la llanura pampeana.