Factores que controlan el crecimiento de la comunidad perifítica en distintos ambientes acuáticos en Patagonia

Abstract

El perifiton es la comunidad acuática que crece adherida a diferentes tipos de sustrato y está compuesta por algas, bacterias, hongos, animales (uni y pluricelulares) y los productos extracelulares de los mismos. El presente trabajo plantea el estudio de distintos factores que controlan el crecimiento de la componente algal de la comunidad. En general, las algas están controladas por factores abióticos y bióticos. Entre los primeros se destacan la disponibilidad de luz, las concentraciones de nutrientes, etc., mientras que entre los bióticos la competencia y el pastoreo. De manera de determinar la relación entre los factores abióticos y los desarrollos algales, se planteó el estudio del perifiton en tres cuerpos de agua que ofrecían condiciones ambientales que permitían diferenciar los factores operantes: el embalse de Alicurá, el Lago Nahuel Huapi y el Río Agrio. En el primero de los ambientes, el trabajo se centró en los nutrientes y cómo la liberación de los mismos por la actividad de la cría de salmónidos en balsas-jaulas (piscicultura) influencia los desarrollos de perifiton. En tal sentido, se realizaron incubaciones de sustratos artificiales en el ambiente (durante 20 días) en sitios con influencia de pisciculturas y en sitios sin afectar. Asimismo, se realizaron experiencias de laboratorio en las que se determinó el efecto de los sedimentos contaminados sobre el perifiton, la respuesta de la comunidad a diferentes relaciones N/P y a los alimentos de peces como fuente de nutrientes para el perifiton. Los resultados mostraron que la comunidad reaccionó al aporte de nutrientes de la piscicultura aumentando su biomasa, aunque las concentraciones de nutrientes no mostraron diferencias marcadas entre sitios. En las experiencias de laboratorio se comprobó que los sedimentos afectados por la piscicultura son una importante fuente de nutrientes y que el perifiton es capaz de emplearlos para su crecimiento. Dependiendo del valor que tome la relación N/P, la comunidad perifítica estará dominada por cianofitas para relaciones menores a 4 o por diatomeas para relaciones mayores (debido a la alta disponibilidad de Si en el cuerpo de agua). Los alimentos para peces también representan una fuente de nutrientes altamente disponibles para el crecimiento perifítico. En el lago Nahuel Huapi, se estudió el crecimiento de la comunidad perifítica en relación a variables que operan a nivel cuenca del lago: diferencia de crecimiento entre distintos sectores del lago, efecto del aporte de contaminantes provenientes de la ciudad de San Carlos de Bariloche y efecto del oleaje como modelador de la comunidad. Los relevamientos in situ se realizaron a lo largo de dos años con diferentes frecuencias de muestreo (semanal, mensual y/o estacional) de acuerdo a los diferentes objetivos. Los resultados mostraron que existen diferencias en la biomasa del perifiton entre distintos sectores del lago y que las mismas se deben principalmente a los efectos que produce el ingreso de nutrientes desde la cuenca como consecuencia de las actividades antrópicas. Las diferencias encontradas en la biomasa guardaron relación directa con la magnitud del ingreso de nutrientes, encontrándose además variación en la estructura comunitaria en los sitios más afectados. El viento (como generador de olas) resultó un factor modelador de los desarrollos de perifiton, enmascarándose su importancia en sitios contaminados. Además se estudió semanalmente en este ambiente la un recambio de especies a medida que transcurre la estación y éstas están controladas fundamentalmente por los factores químicos (nutrientes), la temperatura, la radiación y el viento (como generador de olas). En el Río Agrio (pH < 2 y altas concentraciones de nutrientes naturales), el enfoque estuvo puesto en la influencia de la composición química del agua sobre la comunidad perifítica. En tal sentido, se realizó un estudio de la comunidad para registrar las especies algales presentes y relacionar su desarrollo con la composición química del agua así como también, se estudió la distribución del perifiton a lo largo de un gradiente de pH (2-7). Además, se realizaron experiencias de incubación in situ para determinar la posible limitación por C, la cual se ha hipotetizado que ocurre en los ambientes ácidos. La diversidad específica en el Río Agrio resultó baja como consecuencia de la acidez de sus aguas registrándose especies que han sido señaladas como acidófilas (Euglena mutabilis). Asimismo, se registró una especie de Chrysophyceae cuya taxonomía no está resuelta aún (Gloeochrysis sp) pero su importancia en el perifiton del Río Agrio Superior es considerable. Los resultados sugerirían que la limitación por C no se cumple para el Río Agrio a pH < 3, mientras que sería el N el nutriente limitante de los desarrollos algales. Por su parte, a medida que aumenta el pH del Río Agrio se producen cambios en la composición química del agua que tienen distintos efectos sobre la comunidad perifítica. La precipitación de hidróxidos de Fe (pH > 3), la fotoreducción de los mismos y su influencia en la disponibilidad de P condicionan una comunidad perifítica más productiva (en biomasa y densidad) a la que se encuentra cuando la precipitación es de hidróxidos de Al (pH > 5).

Periphyton is defined as the aquatic community that growth attached to any kind of submerged substrate and it is composed by algae, bacteria, fungi, animals (uni-multicellular) and the extracellular products of them. The present work deals with the study of different factors that controls the development of the algal part of the community. In general, algae are controlled by abiotic and biotic factors. The abiotic factors are represented by light availability, nutrient concentrations, etc. and the biotic factors by competition and grazing. In order to determine the relationship between abiotic factors and algae development, periphyton was studied in three environments in which factors could be identified according to environmental conditions: Alicura Reservoir, Nahuel Huapi Lake and Agrio River were studied. In the first environment, the work was focused on nutrients and how the releasing of them by the fishfarming activity influences periphyton development. Field incubations of artificial substrate were carried out during 20 days in fishfarm affected and unaffected sites. Laboratory incubations tested the effects of contaminated sediments on periphyton, the influence of N:P ratio on the community and the fishfood as source of nutrients for periphyton. Results showed that periphyton biomass was higher in the affected site as a consequence of the nutrient availability despite the concentration was not noticeable high compared with the unaffected site. In laboratory experiments, contaminated sediments represented an important source of nutrients for periphyton development. Periphyton community was dominated by cyanophytes at N:P ratios lower than 4 and by diatoms for higher ratios (because the high Si availability in the water body). Fishfoods represented a source of bioavailable nutrients for periphyton growth. In Nahuel Huapi Lake the study was focused on periphyton development related to basin-scale factors: development in different zones of the lake, effects of San Carlos de Bariloche contamination, effects of waves on the community. Along two years of field work, samples were taken on a weekly, monthly and/or seasonally bases according to the different objectives. Results showed differences in periphyton biomass between different zones of the lake as a consequence of nutrient inputs from the human activities (contamination). Periphyton biomass was related to the magnitude of nutrient inputs and in the most contaminated sites the community changed the algae composition. Wind (as wave generator) influenced the periphyton developments and this influence was lower in contaminated sites. Also was studied in Nahuel Huapi Lake the weekly dynamic of the community along the summer in different sectors of the lake. Results showed that algae species changed during this season and they were mainly controlled by chemical factors (nutrient concentrations), temperature, light and wind (as a wave generator). In Agrio River (pH < 2 and high nutrient concentrations) the study was focused on the effect of the chemical composition of the water on periphyton community. Sampling of periphyton community in the river was done in order to determine the algae species present and to relate the algae development with the chemical composition of the water, as well as, to study periphyton distribution along a pH gradient (2-7). An in situ incubation was carried out in order to determine a possible C limitation, as was quoted that it occurs in acid waterbodies. The algae diversity in Ag4rio River was low as a consequence of the water acidity and was represented by acidophilic species (Euglena mutabilis). Moreover, a chrysophycean species was registered with unknown taxonomic status (Gloeochrysis sp) but with a high importance in the periphyton of this environment. Results of the incubation suggest that periphyton in Agrio River at pH < 3 is not limited by C rather N controls algae growth. Along the pH gradient, as the pH increases the chemical composition of the water changes and the effects on periphyton are different in each case. The Fe hydroxides deposition (pH > 3), photoreduction of precipitates and the influence on P availability results in a more productive community (in terms of biomass and density) than if the precipitates are Al hydroxides (pH > 5).