fito. floraciones algales

FLORACIONES DE CIANOBACTERIAS EN SISTEMAS DE AGUA DULCE

MSc. Lizet De León

DINAMA-DECA

Facultad de Ciencias

Universidad de la República - Uruguay

[email protected]

FLORACIONES DE CIANOBACTERIAS EN

SISTEMAS DE AGUA DULCE

INTRODUCCIÓN

Cianobacterias. Floraciones algales

BIOLOGÍA

Morfología (formas y tamaños celulares, niveles de organización).

Fisiología (reproducción, alimentación, crecimiento).

Taxonomía: los cuatro grupos y sus características distintivas.

Principales géneros que desarrollan floraciones

ECOLOGÍA

Factores que favorecen y controlan su desarrollo.

GESTIÓN

Monitoreo de cianobacterias: Programas de monitoreo. Técnicas de

muestreo en agua, conservación, análisis cualitativo, cuantitativo,

toxicológico. Medidas de mitigación.

CASOS DE ESTUDIO

CIANOBACTERIAS Cyanophyta o Cyanophycea;

(Reino MONERA=procariotas), algas verde-azules, bacterias

fotoautótrofas con clorofila a (y b) integrantes del fitoplancton

consideradas dentro de las microalgas por los ficólogos

Origen de la vida en la Tierra

• 3.500 millones de años…?

• 2.700 millones?

fósiles de

cianobacterias

Formación del

planeta,

4.600 m.años

3600 ----- 2700 m.años

Eucariotas

1500 m.años

Son los seres vivos más antiguos y por lo tanto las especies que

existen son aquellas seleccionadas por superar las dificultades de la

evolución

CIANOBACTERIASS

ufic

iente

O2?

ESTROMATOLITOS

REGISTROS ACTUALES DE CIANOBACTERIAS FOSILES (Líneas claras)

Australia, Bahamas, México

FITOPLANCTON: (Reinos MONERA y PROTISTA),

organismos fotoautótrofos, microalgas procariotas y

eucariotas, de vida libre en la columna de agua

Tamaños, fisiología y formas muy variados

picoplancton (0.2-2m)unicélulas y bacterias

nanoplancton (2-20 m)unicélulas y protistas

microplancton (20-200 m)gdes células y colonias

mesoplancton (200m -2mm)grdes colonias

COMPOSICIÓN DEL FITOPLANCTON

Imagen de fitoplancton al microscopio

Foraciones algales o “blooms”

• Incremento exponencial de la biomasa algal en un período corto de tiempo (horas a días)

• No hay un “valor” que indique cuando hay una floración, es relativo al grupo y especie de organismo dominante

• La OMS establece valores “guía” que orientan para la gestión de recursos acuáticos destinados al uso humano

LAS FLORACIONES ALGALES TIENEN DIFERENTES CARACTERÍSTICAS, SEGÚN EL GRUPO DE ALGAS Y LAS ESPECIES QUE LA

COMPONEN

Dinoflagelados

DiatomeasCianobacterias

Cianobacterias

Gentileza de Luis, Concordia.

Organismos fitoplanctónicos que desarrollan floraciones

Cryptophyceae

Dinophyceae

Chrysophyceae

Chlorophyceae

Cyanophyceae

FLAGELADOS

FLORACIONES DE CIANOBACTERIAS DE DIVERSOS GÉNEROS Y

FORMAS (COLONIALES Y FILAMENTOSAS)

SUSTITUCIÓN DE FLORACIONES

ALGALES DE DIVERSOS GRUPOS

BIOLOGÍA DE LAS CIANOBACTERIAS

MSc. Lizet De León

DINAMA-DECA



[email protected]

CIANOBACTERIAS: ORGANISMOS PROCARIOTAS FOTOSINTETIZADORES AERÓBICOS

•Microscópicos de vida libre

•Sin núcleo ni organelos

•Pared tipo Gram-negativa

•Reproducción por fisión

•Formas simples (cocos,

cilindros, ovoides)

SIMILITUD con BACTERIAS

•Microscópicos,

individuales o coloniales

•Clorofila a y Pigmentos

fotosintetizadores

•Pigmentos en tilacoides

con fotosistema I

•Fotosíntesis con

liberación de Oxígeno

SIMILITUD con ALGAS

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS de las

CIANOBACTERIAS

Tamaño

Forma

Color

Organización

Diferenciación celular

Diferenciación colonial

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS de las CIANOBACTERIAS

TAMAÑO celular < 20 µm

UNIDAS por matriz gelatinosa, vaina, mucílago (polisacáridos), que les permite alcanzar tamaños que

las hacen visibles a simple vista (grumos, bolitas, hilos)

5 um diámetro

<1 um largo

Colonias de 1-5 cm diámetro20 um largo


Células con apariencia homogénea

Células con apariencia granulosa

Sin vesículas de gas

Con vesículas de gas


ORGANIZACIÓN en coloniasfilamentosas (1D),

Filamentos simples o uniseriados con comunicación entre células vecinas

CELULAS VEGETATIVAS homogéneas y ESPECIALIZADAS diferenciadas para fijación de N (Heterocistos) y resistencia (Acinete, Akinete)

planas (2D), globosas (3D)

Heterocyto: célula

vegetativa modificada para

la fijación de N atmosférico

en condiciones de

deficiencia de N en al agua

Acinete: célula

modificada para

almacenar moléculas

vitales que permitan la

sobrevivencia en

condiciones adversas

CELULAS DIFERENCIADAS


CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS de las CIANOBACTERIAS

CONTROL DE SU POSICIÓN EN LA COLUMNA DE AGUA

ALTA TASA INDIVIDUAL DE CRECIMIENTO

SINTESIS DE SUSTANCIAS PROTECTORAS DE RADIACIÓN UV

SINTESIS DE MOLECULAS AROMÁTICAS y TOXICAS (¿ALELOPATIA?)

ALMACENAMIENTO DE SUSTANCIAS NUTRITIVAS

PIGMENTOS: CLOROFILA A, FICOCIANINAS, FICOERITRINAS

REPRODUCCIÓN POR FISIÓN BINARIA



REPRODUCCIÓN POR FISIÓN BINARIA

Formación de filamentos

nuevos por fragmentación de

los viejos en sitios

“marcados” por células

muertas o necridios. Los

nuevos filmentos llamados

hormogonios crecen por

fisión binaria de las células



Cinética eficiente de

incorporación de C inorgánico

(crecimiento en condiciones

alcalinas)

ALMACENAMIENTO DE SUSTANCIAS NUTRITIVAS

Incorporación y almacenamiento

de Fósforo en partículas de

polifosfato (consumo lujurioso), que

utilizan en condiciones ambientales

deficientes del nutriente

Fijación de Nitrógeno

atmosférico en condiciones

de baja concentración

Células de pequeño tamaño y alta tasa de división, favorecen la alta tasa de

crecimiento poblacional

Estas características de crecimiento de las cianobacterias son muy

estudiadas y utilizadas en biotecnología, ya que son importante fuente

de sustancias alimenticias, farmacológicas y de importancia ecológica

Formación de células de

resistencia que eclosionan en

condiciones favorables (meses

en estado latente)

• Almacenan o fijan sustancias nutritivas, con eficiencia

• Alto consumo de CO2 incremento del pH

• Fijación de N2 atmosférico Nitrogenasa

• Limitación por fósforo / Consumo lujurioso de P-(gránulos de polifosfato)


REQUERIMIENTOS DE NUTRIENTES EN PROPORCIÓN A LA COMPOSICIÓN CELULAR

RELACIÓN DE REDFIELD: 106C/16N/1P


CONTROL DE SU POSICIÓN EN LA COLUMNA DE AGUA

Cianobacterias vacuoladas:

1- en algún estadio o tipo de célula

2- en todo el ciclo de vida

•Vacuolas

•Mucílago

•Organización espacial

ACUMULADAS, DISPERSAS

Velocidad de migración ≤ 3 m h-1

VACUOLAS

DE GAS

Sistema de

microtúbulos

que se unen o

colapsan de

acuerdo con

la presión de

turgencia en

la célula


AERÓTOPOS:

Conjunto de

vesículas o

vacuolas de gas

VAINA MUCILAGINOSA

Acumulación – colonias

haces

Flotación

No predación

Adhesión de otros organismos

Microorganismos patógenos



PIGMENTOS: CLOROFILA A, FICOCIANINAS, FICOERITRINAS

CLOROFILA A: principal pigmento absorbe luz azul (430 -400 a 500 nm)

Carotenoides (B-caroteno y Zeaxantina)

C-Ficocianina

(615-620 nm)

Alloficocianina

650 a 670nm

C-Ficoeritrina

495 a 570nm


La CLOROFILA A se encuentra en los TilacoidesLos Tilacoides están protegidos por Ficobilisomas

Los Ficobilisomas están formados por moléculas de pigmentos accesorios: FICOCIANINAS, FICOERITRINAS

CLOROFILA A:

C-Ficocianina

(615-620 nm)

C-Ficoeritrina

495 a 570nm

Alloficocianina

(650 a 670nm)


SÍNTESIS DE SUSTANCIAS PROTECTORAS DE RADIACIÓN UV

MAAs Aminoácidos tipo MicosporinasSustancias que

absorben radiación

UV ( principalmente

entre 310-360 nm)

protegiendo genoma

y estructuras

moleculares de

daños por radiación

Carotenos

La producción de los pigmentos y moléculas protectoras es gradual en el tiempo y

está determinada por la “historia” de los organismos que las producen. Las

cianobacterias tienen una larga historia de resistencia a la radiación UV (al menos,

2.500 millones de años!)


SINTESIS DE MOLECULAS AROMÁTICAS Y de MOLÉCULAS TOXICAS (¿ALELOPATIA?)

Inhibición del crecimiento de algas competidoras --- Alelopatía

Demostrada sobre otras cianobacterias y diversos grupos de Eucariotas

Inhibición y eliminación de zooplancton predador. Se ha demostrado la

producción de toxinas estimulada por la presencia de zooplancton predador (Jang

et al., 2003 y 2007)

Eliminación de la BIOTA del Período Fanerozoico (570-60 m.a.) (Castle &

Rodgers, 2009. Hypothesis for the role of toxin-producing algae in Phanerozoic mass

extinctions based on evidence form the geologic record and modern environments.

Environmental Geosciences. 16(1):1-23

Producción de sustancias antibióticas y fungicidas (Falch et al., 1995; Chetsumon

et al., 1998; Piccardi et al., 2000)

Producción de metabolitos secundarios aromáticos: Geosmina (olor a

“gamexán”) y 2 MetilIsoBormeol (2MIB) (olor a tierra mojada, humedad)

NEUROTOXINAS ANTX-a, ANTX-s, SXT

DERMOTOXINA Aplisiatoxina, Lyngbiatoxina

HEPATOTOXINA Cilindrospermopsina (CYN)

ALCALOIDES

HEPATOTOXINAS MCYS, Nodularina,

PEPTIDOS CICLICOS

TIPO DE

TOXINAS

LIPOPOLISACÁRIDOS (LPS) IRRITANTES


País Animal Patologia Cianobacteria Referencia

Argentina vacunos hepatotox M. aeruginosa Odriozola et al., 1984

Australia ovinos hepatotox M. aeruginosa Jackson et al., 1984

Australia ovinos neurotox A. circinalis Negri et al., 1995

Canada vacunos neurotox A. flos-aquae Carmichael & Gorham, 1978

Canada aves neurotox A. flos-aquae Pybus & Hobson, 1986

Finlandia perros hepatotox N. spumigena Perrson et al., 1984

Finlandia aves hepat.-branq. P. agardhii Erikson et al., 1986

Noruega vacunos hepatotox M. aeruginosa Skulberg, 1979

Inglaterra ovejeros hepatotox M. aeruginosa Pearson et al., 1990

Escocia perros neurotox Oscillatoria sp Gunn et al., 1992

Escocia peces branquias M. aeruginosa Bury et al., 1995

USA perros neurotox A. flos-aquae Mahmood et al., 1988

Chorus & Bartram, 1999

Intoxicaciones letales por cianotoxinas en animales

Intoxicaciones letales y agudas por cianotoxinas en humanos

Río Ohio, 1931. 1er reporte de gastroenteritis (Tisdale, 1931)

Brasil, 1985. 2000 casos de gastroenteritis, 88 letales por agua potable (Teixeira et al., 1993).

Brasil, 1996. 130 pacientes dializados presentaron patologías hepáticas, 60 murieron en 10 meses (Pouria et al., 1998)

Reino Unido, 1989. 20 casos de intoxicación aguda durante canotaje (Turner et al., 1990)

Australia, 1995. 852 casos de gastroenteritis, alergias, fiebre, úlceras dérmicas, durante 7 días en aguas de recreación (Pilotto et al., 1997)

ECOLOGÍA DE LAS CIANOBACTERIAS

MSc. Lizet De León

DINAMA-DECA



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Floración de cianobacterias:rápido incremento de la biomasa algal (horas a días)

DESARROLLO DE UNA FLORACIÓNCRECIMIENTO INICIAL

CRECIMIENTO EXPONENCIAL

CRECIMIENTO ESTACIONARIO

SENESCENCIA

¿DONDE PUEDEN VERSE?

¿DONDE PUEDEN VERSE?

PERÍODO DEL AÑO

MORFOLOGÍA DE LA CUBETA

TRANSPARENCIA DEL AGUA

TURBULENCIA O ESTABILIDAD DE LA COLUMNA DE AGUA

APORTES PUNTUALES DE NUTRIENTES

DIRECCIÓN E INTENSIDAD DEL VIENTO

TIEMPO DE RESIDENCIA

Distribución en la columna de agua de floraciones de

cianobacterias

ACUMULATIVA

En superficie-

Aguas calmas

ACUMULATIVA

En profundidad-

Aguas estratificadas

DISPERSIVA

Toda la columna

Aguas mezcladas

De León & Bonilla, 2009

0.5 m

Floraciones dispersivas en diferentes cuerpos de agua

Floraciones acumulativas en diferentes cuerpos de agua

De León & Bonilla, 2009

Eutrofización

• Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen con nutrientes. Los nutrientes aumentan la productividad de los sistemas acuáticos. Sin embargo, el aporte constante de nutrientes estimula el crecimiento de productores primarios (algas y plantas), que van acumulando biomasa (y disminuyendo la biodiversidad) en niveles excesivos. Cuando esta alta biomasa muere y se degrada, consume el oxígeno del agua, con las conocidas consecuencias de mal olor y sabor, mortandad de organismos y pérdida de la calidad.

• El consumo de gran cantidad del oxígeno disuelto hace que las aguas dejen de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos, resultando un sistema acuático empobrecido.

• El grado de eutrofización puede medirse a través de la concentración de algunos parámetros (Pt, Clorofila, Transparencia), o de relaciones entre ellos (NT/PT; Clorofila/PT), o presencia de bioindicadores (floraciones algales, hidrófitas).

La Eutrofización es un

proceso natural en la escala

geológica. El incremento de

la productividad del

ecosistema acuático,

favorecidos por los aportes

de nutrientes adsorbidos a los

sedimentos transportados

desde la cuenca hidrográfica

(aportes alóctonos) y por la

mineralización de la materia

orgánica que se degrada en el

propio ecosistema,

contribuyen a incrementar la

tasa de sedimentación y

disminuir el volumen de la

columna de agua

oligotrófico

mesotrófico

eutróficoP

RO

DU

CT

IVID

AD

DIV

ER

SID

AD

Las floraciones algales representan un síntoma de eutrofización en los

sistemas acuáticos

¿ A QUE SE DEBE LA APARICIÓN DE FLORACIONES DE CIANOBACTERIAS?

Las actividades realizadas en la cuenca hidrográfica tienen efectos

directos en la calidad del agua.

• La importancia de la cuenca

hidrográfica sobre la calidad del agua

se debe a que suelo y agua forman un

sistema en constante interacción.

• La Gestión de Cuenca es un método de

trabajo ordenado para el conocimiento

de la cuenca hidrográfica y la

preservación de los recursos hídricos

Precipitación

Precipitación

en el océano

Evaporación

CondensaciónNubes de lluvia

CICLO DEL AGUA

Movimientos desde la cabecera (lentos)

Emisiones gaseosas

Lluvia ácida

Infiltracion y

Percolación

Escorrentía= lavado de tierras

y trasnporte de minerales

Vertidos urbanos

sin tratamiento

CUENCA HIDROGRAFICA

Precipita

ción en

el

océano

Evaporación

Evaporación

Desde el

océano

Escorrentía

superficila

(rapida)

Reserva océanica

Condensación

Infiltracion y

Percolación

Transpiración

De plantas

Movimientos desde la cabecera (lentos)

Precipitación

Cuenca baja

Cuenca media

Cuenca alta

Subcuenca

microcuenca

Definir las unidades territoriales en la cuenca

hidrográfica facilita la gestión organizada y

eficiente

EUTROFIZACION

FLORACIONES ALGALES

CUENCA HIDROGRAFICA

AUMENTO DE LA POBLACION

INDUSTRIALIZACION

USO INDISCRIMINADO DEL AGUA

Aumento de las actividades productivasAgricultura no sustentable

Pastoreo excesivoDeforestación/forestación

Contaminación con sustancias

químicas

Acidificación

Disminución del volumen y nivel

de agua

Aumento del material en suspensión

FUENTES DE NUTRIENTES

AGUAS RESIDUALES

DOMESTICAS

AGUAS RESIDUALES

INDUSTRIALES

AGUAS DE

ESCORRENTIA

AGRICULTURA Y

GANADERIA

N y P

ALOCTONOS

FUENTES DE NUTRIENTESAUTOCTONOS

RESTOS VEGETALES

EXCRESIONES

RESTOS ANIMALES

DESCOMPOSICION DE

MATERIA ORGANICA

Además de los factores ambientales y

químicos asociados a las actividades

en la cuenca hidrográfica, hay otros

factores propios del sistema hídrico:

•ESTRATIFICACIÓN Y MEZCLA DE LA

COLUMNA DE AGUA

•TIEMPO DE RESIDENCIA DEL AGUA

•TEMPERATURA

•TRANSPARENCIA

VIENTOS < 3m/sVIENTOS > 3 m/s

estratificación mezcla

ESTABILIDAD DE LA COLUMNA DE AGUA

Celdas de Langmuir

convergencia/divergencia

Termoclina =

Epilimnio

Mesolimnio

Hipolimnio

Luz y Calor

N y P

N y P

Estabilidad

Inóculo

o o

oo

o ooo o

o

o oo o

o oo o o

o

o o

o o

o

o o

o

o o

oo o

o

>20ºC

o o

o

o o

o

o o

o

o o

o

o o

o

o o

o

Anoxia + Carga interna

Nutrientes

OD

Olor y sabor

MortandadToxicidad

Síntesis

> BIOMASA ALGAL Competencia por luz

TOXICIDAD Alelopatia e intoxicaciones

MORTANDAD

de ORGANISMOS

ACUÁTICOS> BIOMASA BACTERIANA

Riesgo de organismos patógenos

EFECTOS AMBIENTALES

Presencia de organismos patógenos

Intoxicaciones leves (molestias) a agudas

Gastos de asistencia sanitaria

Perjuicio a nivel de Turismo, pesca, deportes náuticos

EFECTOS SANITARIOS CONSUMO, CONTACTO, INHALACIÓN

Problemas de ESTETICA

aspecto

olor

Interferencia con el uso del

agua

Sanitario

Recreativo

Productivo

EFECTOS ECONÓMICOS

Caída del valor inmobiliario

en zonas afectadas

EFECTOS ECONÓMICOS

Perjuicio al turismo,

actividades

deportivas y

recreativas, costos

derivados de

atención sanitaria,

pérdidas de

producción en

acuicultura y

ganadería, caída

valor inmobiliario en

áreas afectadas

Las floraciones de cianobacterias afectan

las características de los sistemas

acuáticos y determinan efectos negativos a

nivel SANITARIO, AMBIENTAL y

ECONÓMICO.

La PREVENCIÓN, la PREVISIÓN y la

REMEDIACIÓN son las medidas que

contrarrestan o mitigan dichos efectos.

Sin embargo, nada es posible sin el

conocimiento adecuado de las

particularidades de los sistemas afectados

(agua y suelo), obtenidos en adecuados

programas de MONITOREO

GESTIÓN DE LOS RECURSOS HÍDRICOS CON

CIANOBACTERIAS

MSc. Lizet De León

DINAMA-DECA



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MITIGACIÓN

• DISMINUCIÓN DE APORTES DE NUTRIENTES

• SUSTRACCIÓN DE BIOMASA (VEGETAL) ACUÁTICA

• MANTENIMIENTO DE LOS SUELOS SIN EROSIÓN

• MANEJO DE LOS TIEMPOS DE RESIDENCIA DEL AGUA

EJEMPLO DE REMEDIACION

Río con evidencia de eutrofización

El mismo río luego de 10 años “sin” aporte de fósforo

Bonill

a y

co

l.,

2009

Med

idas a

pli

cad

as a

escala

lo

cal

para la m

itig

ació

n d

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racio

nes d

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ian

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acte

ria

s

Bon

illa y

co

l.,

2009

Med

idas r

eco

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oracio

nes d

e c

ian

ob

acte

ria

s

NIVEL DE RIESGO RIESGO SANITARIO MEDIDAS A TOMAR

20.103 cél.ml-1 de

cianobacterias o 10 ug l-1

clorofila a con dominancia

de cianobacterias

Efectos y molestias

de corta duración, si

las hay.

Indicadores (carteles,

folletos). Informar a

autoridades.

105 cél.ml-1 de

cianobacterias o 50 ug l-1

clorofila a con dominancia

de cianobacterias

Efectos de corta

duración, molestias o

síntomas más

severos de larga

duración

Restringir los baños,

controlar si se forma

espuma, indicadores e

información a

autoridades y usuarios

Formación de espumas de

cianobacterias (blooms)

Riesgo de

intoxicación aguda y/o

letal

Evitar contacto con

espuma, prohibición de

baños, información a

autoridades y usuarios

INFORMACIÓN BÁSICA para evitar

riesgos sanitarios en aguas de recreación

de acuerdo con recomendaciones de OMS

Chorus & Bartram, 1999)

../../../../tpaez/Escritorio/tpaez/Escritorio/Usuario/Mis%20documentos/DINAMA/curso%20Monitoreo%20WQ/curso%202009/blooms.ppt

INFORMACIÓN BÁSICA

PRESENCIA o no de floraciones

PERÍODO de aparición y desaparición de floraciones

DURACIÓN de los eventos

SITIOS donde se observan

PATRÓN DE APARICIÓN en el tiempo y en el espacio

SOBREVIVENCIA a condiciones adversas

CONOCIMIENTO DEL SISTEMA A MONITOREAR

GESTIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS CON FLORACIONES DE CIANOBACTERIAS

Sitios de observación

RECOMENDACIÓN: INSPECCIONAR PREVIAMENTE EL SISTEMA

DITRIBUCIÓN HORIZONTAL: superficie del lugar, perímetro,

accidentes costeros, etc.

DISTRIBUCIÓN VERTICAL: profundidad del sistema (profundo o

somero), estratificación o mezcla, actividades que alteren la

estructura vertical, acción del viento

REPETIBILIDAD DE LA OBSERVACIÓN: Considerar que el

registro se debe repetir con frecuencia y regularidad al seleccionar

el sitio de observación

GESTIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS CON FLORACIONES DE CIANOBACTERIAS

GESTIÓN: monitoreoPropuesta de estrategias de muestreo de acuerdo con el uso del

sistema acuático a monitorear. Tomado de Kruk et al., 2009

2- inspección visual (diaria, semanal o quincenal)

3- monitoreo de desarrollo masivo de cianobacterias (al menos quincenalmente)

4- monitoreo de cianotoxinas

La CAPACIDAD TÉCNICA Y ANALÍTICA

determinará el grado de información alcanzado

Datos de

campo

Fecha y hora

Clima: viento,

sol, nubes, etc.

Altura del agua

Corrientes

Turbiedad

temperatura pH Concentración de OD nutrientes

bioensayos Inmunoensayo (lector ELISA) Bioquímico (HPLC)

1- monitoreo de parámetros ambientales (mensual o quincenal)

Muestras cualitativas

cuantitativas microscopio

EXPERTO clorofila

fotómetro

filtros

GESTIÓN: monitoreo

Fecha Proyecto Observador

Estación(Nombre, N°, característica)

Hora

Luz (Soleado/nublado/par

cialmente soleado)

Viento (intensidad,

dirección, duración)

Hidrología(Corriente, estancada,

transpar., turbia, profund.)

FloraciónPresencia/ausencia

OlorSi /no / a que?

Observaciones Niños jugando pesca Peces muertos

PLANILLA DE CAMPO (ejemplo)

Puente viejo Paso cangrejos

no

Sol intenso

Brisa del N

Llano (50cm),

estancado

Yerbas dispersas

en la orilla “S”

GESTIÓN: monitoreo

GESTIÓN: vigilancia

Bonilla y col., 2009

PLANILLA DE CAMPO PARA

PARÁMETROS AMBIENTALESEQUIPAMIENTO PARA

SALIDA DE CAMPO

Planilla de campo

Termómetro

Disco Secchi

Botellas plásticas

nutrientes

clorofila

fitoplancton

Conservadora

Balde + cuerda

Cámara de fotos

GPS

Muestreo de floración

red de plancton

botellas plásticas cualitativas

botellas plásticas cuantitativas

solución Lugol/formol

GUANTES

AGUA LIMPIA!

Muestreo de floraciones de cianobacterias en programas de

monitoreo y/o vigilancia

Muestreo para análisis cualitativo, cuantitativo y toxicológico

•Escala de muestreo

•Uso del sistema

•Ubicación de las

estaciones

•Frecuencia de

muestreo

•Horario de muestreo

•Parámetros

•Instrumentos

•Preservación de

muestras

•Actividades al regreso


La presencia de floraciones de

cianobacterias potencialmente

tóxica requiere ciertos cuidados

en la operativa de muestreo


DATO DE CAMPO + DATO LABORATORIO = “REGISTRO”


Gentileza Daniel Sienra, IMM

IDENTIFICACIÓN

CONTEO

CLOROFILA

DATO DE CAMPO + DATO LABORATORIO = “REGISTRO”


Gentileza Daniel Sienra, IMM

TOXICIDAD

Análisis cuali y cuantitativo

Kruk y col., 2009

ANALISIS CUALITATIVO: CLASIFICACIÓN TAXONOMICA

ORDEN STIGONEMATALES, actualmente

situado como Familia de Nostocales

ORDEN CHROOCOCCALES

FAMILIA Synechoccaceae

Merismopediaceae

Microcystaceae

ORDEN OSCILLATORIALES

FAMILIA Phormidiaceae

Pseudanabaenaceae

ORDEN NOSTOCALES

FAMILIA Nostocaceae

Rivulariaceae

ANALISIS CUANTITATIVO

ANALISIS TOXICOLÓGICOMétodos utilizados para la determinación de cianotoxinas. Cuali: cualitativo, Cuanti: cuantitativo,

S: sensibilidad, P: precisión. SinPC: no requiere pre-concentración, PC: requiere pre-concentración.

Modificado de Brena&Bonilla, 2009.

Tipo de cianotoxina Método Resultados Desventajas

Microcystinas y

nodularinas

Bioensayo con

ratón

Mide equivalente de

toxicidad

Muchos animales

Ensayo inhibición

de protein-

fosfatasa

Suma total de

equivalentes de

toxicidad

Inmunoensayo

ELISA

Suma total de

microcystinas

Falsos positivos o

negativos

HPLC (+ UV, +

MS)

Identifica toxinas

con estándares

disponibles

Costoso y parcial

Cylindrospermopsina HPLC Identifica toxinas

con estándares

disponibles

Costoso

ANALISIS TOXICOLÓGICOMétodos utilizados para la determinación de cianotoxinas. Cuali: cualitativo, Cuanti: cuantitativo,

S: sensibilidad, P: precisión. SinPC: no requiere pre-concentración, PC: requiere pre-concentración. Modificado

de Brena&Bonilla, 2009.

Tipo de

cianotoxina

Método Resultados Desventajas

Saxitoxina Bioensayo con

ratón

Mide equivalente de

toxicidad

Muchos animales

Ensayo

neurobiastoma

Suma total de

equivalentes de

toxicidad (STX)

Inmunoensayo

ELISA

Suma total de

microcystinas

Falsos positivos o

negativos

HPLC (+ UV, +

MS)

Identifica toxinas con

estándares disponibles

Costoso y parcial

Anatoxina a/

Homoanatoxina a

Biensayo

en ratón

ELISA Identifica toxinas con

estándares disponibles

Baja disponibilidad

estándares

HPLC GC

Anatoxina a-S Biensayo

en ratón

ELISA Baja disponibilidad

kits

¡MUCHAS GRACIAS!

CASOS DE ESTUDIO EN

URUGUAY

MSc. Lizet De León

DINAMA-DECA



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Red hidrográfica del Uruguay

SISTEMA DE

EMBALSES EN

CADENA SOBRE

EL RIO NEGRO

Salto Grande

Bonete

BaygorriaPalmar

EMB. SALTO

GRANDE SOBRE EL

RIO URUGUAY

verano inv-prim. verano

N D E E F M A MY S N D1 D2 E F MZ

Tem

pera

tura

(ºC

)

Co

nduct

ivid

ad (

µS

cm

-1)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Temperatura

Conductiv.


Tie

mpo d

e R

esi

denci

a (

d)

0

50

100

150

200

1000

1500

2000

2500

Ab

un

dan

cia

fito

pla

nct

on

(cé

l.ml-1

)

0

5e+3

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2e+4

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3e+4

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6e+5

8e+5

TR

Abundancia


Ab

un

dan

cia

fito

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nct

on

(cé

l.ml-1

)

0

1e+5

2e+5

3e+5

4e+5

5e+5

6e+5

7e+5

8e+5

Nu

trie

nte

s (µ

g l-1

)

0

50

100

150

200

Síli

ce r

eact

ivo

(m

g l-1

)

0

1

2

3

4

5

6

Abundancia

NO3

PO4

SiO2

N E E M S N D1 D2 E1 F MZ

Tie

mpo d

e R

esid

encia

(d)

0

20

40

60

80

Abundancia

de F

itopla

ncto

n (

cél.m

l-1)

0

1e+5

2e+5

3e+5

4e+5

5e+5

TR

Abundancia

N D E E F M A MY S N D1 D2 E1 F MZ

Tie

mpo

de

resi

denc

ia (

d)

0

100

200

300

400

Abu

ndan

cia

fitop

lanc

ton

(cél

.ml-1

)

0

2e+4

4e+4

6e+4

8e+4

1e+5

8e+52e+62e+63e+6

TR

Abundancia

BO

NE

TE

BA

YG

OR

RIA

PA

LM

AR

TIEMPO DE RESIDENCIA y FLORACIONES ALGALES

Ab

un

dan

cia

(cél.m

l -1)

Las

floraciones

estivales

en los tres

sistemas,

coinciden con

períodos de

mayor tiempo

de residencia

Quirós & Luchini (1982): diatomeas

dominantes, excepto por blooms de

cianobacterias en los brazos

Gualeguaycito y Mandisoví.

Berón (1990).

Cauce principal (95 % input)=Rio

brazos (<5% input) = lagos

Nutrientes no son limitantes

SST limitan crecimiento algal

O’Farrell & Izaguirre (1994)

La riqueza del fitoplancton disminuyó

con la construcción del embalse

Río Uruguay

N

Embalse de Salto Grande (Argentina-Uruguay)

De León & Chalar (2005)

Dos estaciones marcadas por la

composición del fitoplancton. Crecimiento

de cianobacterias limitado por turbidez

Regression

95% confid.

SALTO GRANDE

FITO_TOT = -9694. + 912.77 * TR

Correlation: r = .63258

TR

FITO_TOT

-20000

0

20000

40000

60000

80000

1e5

1.2e5

1.4e5

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

set0

0

dic0

0

ene0

1

feb0

1

mar

01

abr0

1jul0

1

oct0

1

dic0

1

ene0

2

feb0

2

mar

02

Tie

mpo d

e R

esid

encia

(d)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Abundancia

(cél.m

l-1)

0.0

2.0e+4

4.0e+4

6.0e+4

8.0e+4

1.0e+5

1.2e+5TR

Fitop. total

Flo

racio

ne

s a

lga

les

co

rre

lacio

nad

as c

on

TR

TIEMPO DE RESIDENCIA y FLORACIONES ALGALES

Menor abundancia de algas en períodos de bajo TR

¿ CUAL HA SIDO EL PROCESO DE CONOCIMIENTO SOBRE LAS FLORACIONES

DE CIANOBACTERIAS POTENCIALMENTE TÓXICAS EN URUGUAY?

ALERTA TEMPRANA

MODELOS Y PREVISION

MONITOREO

BASE DE DATOS

CAPACITACION

CONOCIMIENTO PREVIO

FUNCIONAMIENTO DEL

SISTEMA

Características físicas

Características químicas

Características biológicas

Actividades en la cuenca

FLORACIONES ALGALES

Especies dominantes

Toxicidad

Condiciones ambientales

Condiciones controladoras

MEDIDAS

PREVENTIVAS

PALMAR

BAYGORRIA

R. del BONETE

Floración

Sin análisis

toxicidad

Fuentes

de agua

potable

Toxicidad

comprobada

MEDIDAS ERRONEAS

DESCONOCIMIENTO

TEMOR

CAPACITACIÓN PARA LA GESTIÓN Y LA INFORMACIÓN PÚBLICA

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA

COMUNIDAD ALGAL

RECOMENDACIONES

PLANES DE PREVENCIÓN Y/O CONTINGENCIA

RESULTADOS DE LA COLABORACIÓN

INTERINSTITUCIONAL

1er. ENCUENTRO NACIONAL DE CIANOBACTERIAS: DEL

CONOCIMIENTO A LA GESTIÓN

LATU- FACULTAD DE CIENCIAS- FACULTAD DE QUIMICA– DINAMA -OSE

¿ CUALES SON LOS PASOS A SEGUIR?Desde nuestro lugar de participación

¡MUCHAS GRACIAS!

fito. floraciones algales

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