Monitoreo de la biota acuática en un área proyectada para la

conservación de especies

González, María Carolina

Hagelin, Karin

Masetti, María Clara

Area de estudio

Mergus octosetaceus - Mbiguá-í (en Guaraní) - Pato serrucho

Orden: Anseriformes

Familia: Anatidae

Tamaño: 55cm

Alimentación: Insectos acuáticos, peces

Predadores: Rapaces

Distribución mundial: América

Región: Brasil, Paraguay, Argentina

Hábitat: arroyos, ríos muy vegetados. Cubren áreas de 8 a 14km de ríos.

Anida en: en huecos de árboles como el Ybirá Pytá (Pelthophorum dubium)

Comportamiento: de hábitos solitarios o en parejas

Status de conservación (Arg): CríticoCausas: Reducción de hábitat por contaminación de ríos, deforestación por

expansión agrícola, actividad minera, construcción de represas y turismo.

Variables de calidad de agua- Físico químicas

2004 2014

Sitio A Sitio B Sitio C Sitio A Sitio B Sitio CT° (°C) 19.4 19.3 19.8 20.0 19.8 20.2

pH (UpH) 7,17 7,40 6,95 5,2 7,3 7

Conductividad (us/cm) 280 300 127 210 360 155

Turbidez (NTU) 86 75 69 80 85 90

Abs UV254 nm(m-1) 12.5 12.8 11.7 13.1 12.6 11.8

Cloruros (mg/l) 18.4 25.1 14.7 20.2 34.5 11.3

Nitrato (ug/l) 295 390 250 336 410 265

Amonio (ug/l) 266 334 118 245 315 110

Fósforo Total (ug/l) 160 228 96 175 280 104

Fosfatos (ug/l) 22 41 18 27 49 16

Oxígeno disuelto (mg/l) 6.9 6.2 7.9 4.2 5.3 7.8

DBO (ppm) 3,1 6.2 3.7 7.6 9.2 2.9

DQO (ppm) <30 <30 <30 40 32 <30

HC Totales (ppm) <0.4 <0.4 <0.4 5 0.9 <0.4

PHA (ppb) (Aromáticos) <0.2 <0.2 <0.2 0.3 <0.2 <0.2

Cr (ug/l) 0.2 0.3 0.2 0.7 0.5 0.2

Cu (ug/l) 3.8 4.0 3.5 70.4 51.6 3.1

Cd (ug/l) 0.9 1.2 0.05 6.3 8.4 0.06

Zn (ug/l) 7.9 15.6 8.0 85 102 12.1

Clorofila a (ug/l) 5.06 8.40 5.30 6.01 9.65 5.60

Escherichia coli (NMP/100ml) 87 588 10 92 650 5

Plaguicidas?? Plomo??

Plancton 2004 2014

Sitio Fitoplancton Géneros (cel/ml)

Zooplancton (# ind)

Fitoplancton Géneros (cel/ml) Zooplancton (# ind)

A

Phacus 3.8 Turbellaria 4V Phacus 6.0 Turbellaria 4V

Chlorella 196 Rotifera 35 V Chlorella 158 Rotifera 35 V

Eudorina 21.0 Copepoda 2V / 3M Eudorina 8 Copepoda 2V / 3M

Scenedesmus 85.3 Nauplii 5V/ 3M Scenedesmus 62 Nauplii 5V/ 3M

Pediastrum 87.0 Nemata 1V /1M Pediastrum 51 Nemata 1V /1M

Dictyosphaerium 37.4 Limnoperna 6V /

1M

Dictyosphaerium 18 Limnoperna 9V /

10M

Selenastrum 190 Staurastrum 6

Staurastrum 4.2 Microcystis 100

Microcystis 89 Oscillatoria 20

Oscillatoria 4.1

B

Merismopedia 80 Turbellaria 42V Merismopedia 290 Turbellaria 60V

Oscillatoria 32 Copepoda 2V / 3M Oscillatoria 158 Copepoda 24V /

13M

Euglena 21.5 Nauplii 15V/ 3M Microcystis 892 Nauplii 18V

Phacus 50 Nemata 3V Euglena 163 Nemata 72V

Scenedesmus 73 Cladocera 20V Phacus 110 Rotifera 50 V

Staurastrum 7.0 Rotifera 50 V Scenedesmus 80

Selenastrum 98 Staurastrum 12

C

Selenastrum 478 Turbellaria 18V Selenastrum 302 Rotífera 63V

Eudorina 15 Copepoda 12V /

3M

Eudorina 15 Copepoda 12V / 3M

Scenedesmus 50 Nauplii 25V/ 3M Scenedesmus 66 Nauplii 25V/ 3M

Pediastrum 19 Nemata 6V/ 2M Pediastrum 21 Nemata 6V/ 2M

Chlorella 102 Rotifera 38V Chlorella 138

Microcystis 62 Staurastrum 380

Oscillatoria 23 Aulacoseira 102

Aulacoseira 203 Oscillatoria 25

Fitoplancton

2004 2014

Sedimentos

Variables Fisicoquímicas

2004 2014

Sitio A Sitio B Sitio C Sitio A Sitio B Sitio C

pH (UpH) 7,2 7,12 6,7 7,3 7,2 6,67

Cu (mg/kg) 37,2 37,9 37,2 43,3 41,4 38,2

Cd (mg/kg) 95,2 100,1 10,5 264,1 119,2 10,7

Zn (mg/kg) 20,2 25,2 1,1 32,4 30,1 1,26

Cr (mg/kg) 0.1 0.3 0.1 4.1 2.2 0.2

HC Tot (ppm) <0.1 <0.1 <0.1 1.0 <0.1 <0.1

PHA (ppb) <0.1 <0.1 <0.1 0.6 0.3 <0.1

Impacts of Metals on Aquatic Ecosystems and Human Health

Frances Solomon. MINING.com April 2008. http://go.mining.com/apr08-a3

Zn

http://www.env.gov.bc.ca/wat/wq/B

Cguidelines/zinc/zinc.html#tab1

• En ecosistemas acuáticos los metales pesados, provenientes de procesos industriales (cuero, metales, minería, pinturas, lubricantes) o agrícolas (fertilizantes, plaguicidas) y pueden afectar a la biota en forma indirecta, por transferencia trófica o directamente por absorción.

• En términos generales es importante usar indicadores biológicos que detecten, cuantifiquen y predigan un contaminante antes de la ocurrencia de daños visibles a gran escala.

Salvinia auriculata

K.Hagelin

.

Macrófita, helecho flotante

Crecimiento vegetativo rápido en buenas

condiciones.

Coloniza rápidamente extensas áreas.

Su rápido crecimiento y alta sensibilidad a

contaminantes, la hacen un buen

bioindicador

Ventajas como bioindicador:

1.Su alta tolerancia2.El fácil muestreo3.Su absorción selectiva4.Los individuos son relativamente grandes y fáciles de manipular.

Especies bioindicadoras:

Palaemonetes argentinus:

Decápodo de distribución amplia en

Argentina.

Omnívoros: plancton, bentos y algunas

larvas.

Sensibles a sustancias químicas y

Metales pesados.

K. Hagelin

Bryconamericus iheringii

Especie sudamericana de amplia distri-

bución.

Presa de aves y otros peces ictiófagos.

Alta sensibilidad a metales pesados.

1. Morfologia (número promedio de hojas flotantes, número/presencia de hojas

sumergidas)

2. Biomasa (peso seco promedio por unidad) (por separado hojas flotantes y

hojas sumergidas)

3. Presencia de metales pesados en el tejido (digestión con HNO3 y

espectrometría de absorción atómica) (µg/kg de peso seco).

4. Ultraestructura por microscopía electrónica de barrido.

Recolección de S auriculata en los puntos de muestreo A, B

y C.

Determinación de :

Determinación de alteraciones en Salvinia sp:

Pe

so s

eco

(g

)

Biomasa de S. auriculata en los puntos de estudio

Concentración de Cu en hojas sumegidas de S. auriculata

(µg/kg)

•El Cd en ambientes acuáticos tiene una ocurrencia natural de 0,01 µg/L

•En aguas poluidas puede alcanzar valores muy superiores.

Concentraciones de 1 µg/L han demostrado efectos tóxicos en Salvinia en

experimentos similares (Wolff, G. et al. Braz. J. Biol., 2012, vol. 72, no. 1, p.

71-77)

0.0, 1, 2.5, 5 y 10 µmoles/L

Salvinia, así como otras especies de plantas acuáticas, en particular Eichhornia crassipes o jacinto de agua, tienen la capacidad de acumular grandes cantidades de Cd y otros metales pesados, de modo que pueden pensarse como probables factores biológicos para la bioremediación de aguas contaminadas.

K. Hagelin

Vestena et al. J. Braz. Soc. Ecotoxicol., v. 2, n. 3, 2007, 269-

274

Determinación de alteraciones en P. argentinus:

Se colectaron especímenes de P. argentinus

en los sitios de estudio.

Se separaron según sexo, peso y talla.

Se realizó la disección in situ del hepatopán-

creas de 100 individuos (3.5 y 4 cm) para

determinar presencia de metales pesados en

tejido ((digestión con HNO3 y espectrometría

de absorción atómica) (µg/g de peso seco)).

Se determinó la LC 50 para Cd, Zn y Cu, a fin de determinar la tolerancia de los individuos y

compararla con las concentraciones encontradas en los sitios A, B y C.

LC 50

LC 50: 12.26 ug / l.

Determinación de concentraciones en Bryconamericus iheringii

Se colectaron especímenes de B.

iheringii en los sitios de estudio.

Se separaron según sexo, peso y

talla.

Se realizó la disección in situ de

tejido muscular por encima de la

línea lateral y a nivel del inicio de la

aleta dorsal de 30 individuos ( 8 a 10

cm) para determinar presencia de

metales pesados en tejido

((digestión con HNO3 y

espectrometría de absorción

atómica) (µg/g de peso seco)

µg

/g d

e p

eso

se

co

µg

/g d

e p

eso

se

co

LC 50

LC 50 Cd = 22.96 mg/l = 22960 ug/l

Ensayos en CAMARÓN, MEJILLÓN y PECES

•mRNA (Real time PCR)

•actividad enzimática

o análisis de expresión y actividad enzimática

Enzimas detoxificantes: SOD, CYP2N2

En peces además mRNA FASN

�metabolismo central de lípidos

�almacenamiento energético.

Act

ivid

ad

re

lati

va

SO

D

HepatopáncreasBranquiasHígado

Diferencia en la Expresión relativa de CYP2N2, SOD y FASN en las localidades C, A y B

Se muestra el análisis promedio estacional (verano) en hígado de B. iheringii

qRTPCR

FASN

Family-level biotic index (FBI) and Biological Monitoring Working Party (BMWP).

Bieger, L. et al.

Análisis de la presencia de metales pesados y otros contaminantes en el agua de tres

localidades río arriba del área proyectada para la conservación de especies, en

particular el pato serrucho, Mergus octosetaceus.

•Zona periurbana con actividad agrícola-ganadera

•Estación de aprovisionamiento y distribución de combustibles.

Monitoreo de bioindicadores biológicos de contaminación por metales pesados,

contaminantes agro-ganaderos e hidrocarburos en representantes de la red trófica

de la región.

Las concentraciones de contaminantes detectadas en agua/sedimentos encontradas,

son superiores a los estándares indicados para la protección de la vida acuática en

dos de las tres localidades analizadas. Los niveles de Cd, Cu y Zn no son seguros para

la flora y fauna del lugar.

Dichos niveles acusan efecto tóxicos en modelos de Salvinia auriculata,

Palaemonetes argentinus, Bryconamericus iheringii, etc.

Estudios de la expresión y actividad de genes cuyos productos se relacionan con los sistemas

de detoxificación de los organismos mencionados. SOD, CYP2N2; FASN.

• Estrategias de prevención/bioremediación

1. Instalación de un sistema de Humedales aguas debajo de los

puntos generadores de contaminación (aguas arriba de la

reserva).

2. Regulación de la actividad agricola-ganadero de la región ???

•Clasificación del agua de las localidades A, B, C según Indices de Calidad

Propuesta de ManejoHumedales Artificiales para mitigación de contaminación

Objetivos principales: inmovilización de

contaminantes y evitar dispersión.

Mayor experiencia: contaminación por

metales pesados: Cd, Zn, Cu, Ni �

reduce o los elimina hasta nivel en que

no causen daños a la salud ni en el

ambiente.

Eficaz en sistemas rurales pequeños

Ventajas: Bajo costo

Fácil mantenimiento

Buena integración al paisaje/ecosistema

Aptos en sistemas con contaminación

difusa

Desventajas: Faltan estudios

Requiere mayores extensiones

Tiempo de retención mayor

Hexavalent Chromium-Induced Multiple Biomarker Responses in Liver and Kidney of Goldfish, Carassius auratus. Environ Toxicol. 26(6): 649–656. 2011 doi:10.1002/tox.20602.

Venkatramreddy Velma and Paul B. Tchounwou.

Changes in Gene Expression due to Chronic Exposure to Environmental Pollutants. Aquat

Toxicol. 2008 21; 90(3): 161–171. doi:10.1016/j.aquatox.2008.08.010. Marjorie F. Oleksiak

Bibliografía

Trace Metal Contamination in Estuarine Fishes from Vitória Bay, ES, Brazil. Brazilian

archives of Biology and Technology. Vol.47, n. 5 : pp. 765-774,2004. Joyeux, J. C. et al.

The use of Salvinia auriculata as a bioindicator in aquatic ecosystems: biomass and

structure dependent on the cadmium concentration. Braz. J. Biol., 2012, vol. 72, no. 1, p. 71-

77. Wolff, G. et al.

Enhancement of superoxide dismutase and catalase activity in juvenile brown shrimp, Farfantepenaeus californiensis (Holmes, 1900), fed β-1.3 glucan vitamin E, and β-carotene and infected with white spot syndrome virus. Lat. Am. J. Aquat. Res., 39(3): 534-543, 2011.

Rosario Pacheco et al.

Small effects of a large sediment contamination with heavy metals on aquatic organisms in the vicinity of an abandoned lead and zinc mine. Environ Monit Assess (2013) 185:9825–

9842 DOI 10.1007/s10661-013-3295-z. Dariusz Ciszewski et al.

Cadmium Accumulation by Water Hyacinth and Salvinia Under Different Sulfur Concentrations. J. Braz. Soc. Ecotoxicol., v. 2, n. 3, 2007, 269-274. S. Vestena et al.

Differential gene expression in anthracene-exposed mummichogs (Fundulus heteroclitus).

Aquatic Toxicology 66 (2004) 345–355. Janis S.K. Peterson, Lisa J. Bain

Trophic relationships between macroinvertebrates and fish in a pampean lowland stream (Argentina). Iheringia, Série Zoologia, Porto Alegre, 103(1):57-65, 31 de março

de 2013. López van Oosterom et al.

Are the streams of the Sinos River basin of good water quality? Aquatic macroinvertebrates may answer the question. Braz. J. Biol., 2010, vol. 70, no. 4 (suppl.), p. 1207-1215. Bieger, L. et al.

Evaluación de Impacto ambiental. 1ra edición, Espacio Editorial- Buenos Aires, 1ra ed.,

2002. Cap IV. Héctor Echechuri et al.The assessment of water quality in the lower Luján River (Buenos Aires, Argentina): phytoplankton and algal bioassays. Environmental pollution (2002) Draft. O´Farrell et al.