-. LDETERMINACIÓN DE ICTIOTOXICIDAD EN ALGUNAS ALG.4S MARINAS

DEL CARIBE MEXICANO

Resumen

Se colectaron 15 especies de algas marinas. frente al arrecife de Puerto Morelos, Quintana Roo en el Caribe Mexicano, para determinar su efecto tóxico Se analizaron 45 muestras de algas pertenecientes a 3 tipos de Divisiones (Chlorophytas, Pheophytas y Rhodoph\;tas). de las cuales se realizaron extractos algales (acetónicos, etanolicos I; acuosos) para probar su toxicidad, usando como animal de laboratorio a peces de la especie(Porcrlra ret~cula~Lz), comúnmente llamados "Guppys" De las 15 especies perteneclentes a la División de las Pheophytas I; Rhodophytas presentaron caracteristicas ictiotoxicas y las especies tales como' Iktyotu cewlcornis, I i r rharm tlrrhlnatn y St~popodwn :onale presentaron efectos netamente Tóxicos Los solventes utilizados no alteraron la actividad tóxica producida por las macroalgas.

Autor: Catricia Guadalupe Mondragón Alarcón Matricula 8924 1 16 1 Licenciatura: 1E-Zldrobiologia. División: Ciencias Biologicas y de la Salud, Unidad. Iztapalapa

Asesor M . en C. Graciela De Lara-Isassi Profesor Titular "C" Departamento de Hidrobiología CBS

DETERMINACION DE ICTIOTOXICIDAD EN ALGUNAS ALGAS MARINAS DEL CARIBE MEXICANO

Las algas marinas son utilizadas como alimento en países en donde crecen en formas abundante a lo largo de las costas. Muchas de ellas son cultivadas a grande escala y son aprovechadas en forma fiesca o industrializada. Las algas son hente de proteínas, minerales, y aceites de buena calidad y ademas sintetizan polísacáridos espesantes de importancia industrial de demanda en la industria de alimentos como los carragenanos, agar, y alginatos (Baardseth, 1968; Chapman, 1970; Burns y Mathienson, 1972; Cooper,

' 1977).

En la investigación farmacológica actual se considera al mar como una fbente potencial de medicamentos por la gran variedad de organismos marinos que poseen

. sustancias con posibilidades farmacológicas y médicas. La mayoría de las investigaciones en este campo se han realizados con organismos animales tales como: equinodermos, moluscos y esponjas (Bakus 1968, 1969 1981; Ruggieri, 1976; Green, 1977; B a k u y Kawaguclu, 1984). Las algas marinas a pesar de su gran diversidad y abundancia no han sido consideradas como hente potencial de productos naturales biologicamente activos. Existen referencias de trabajos que se han hecho en este campo, entre los cuales podemos citar los de Sun y fenical (1979), los cuales realizaron pruebas de toxicidad indicando que los extractos de las algas marinas producian efectos subletales y letales, y que el extracto etanólico del alga (Laurencia obtusa) inhibe el desarrollo total de los huevos de erizo, otros estudios de toxicidadson los realizados por Genvik y fenical (198 l), Norris y Fenical (1982), reportaron que algunas especies de los géneros Caulerpa y Halimeda son tóxicas a peces; Freitas y Marsiglio en 1986, encontraron que algunos crustaceos que se alimentan con algas de los géneros Hypnea y Polysiphonia producen neurotoxinas; Tambien se ha encontrado que algunas algas marinas han desarrollado mecanismos de defensa en respuesta al intenso pastoreo planta-herbívoro (Paine y Vadas, 1969).

I ' 1

En México existen pocos trabajos realizados, respecto a la toxicidad de las algas marinas, ya que el número de investigadores en este campo es muy reducido, y la falta de recursos para apoyar este tipo de trabajos es practicamente nulo o simplemente se enfocan a estudios taxonómicos, ecológicos o de distribución. Green (1977) realizó estudios de toxicidad con esponjas marinas colectadas en las costas de Veracruz, México. Los únicos trabajos en esta área son los de, De Lara-Isassi (1992), y que a realizado investigaciones acerca de las propiedades tóxicas de algunas algas marinas y en general de la actividad biológica de estas algas en las costas de México. La finalidad de realizar este proyecto, hé determinar si existe toxicidad en las macroalgas marinas y su interacción con los peces, en su habitat, ademas de poder contribuir al conocimiento de la actividad biológica de las algas marinas existentes en México, pretendiendo contribuir la investigación en Ficologia Aplicada.

OBJETIVO GENERAL

Detectar el efecto tóxico de algunas algas marinas del Caribe Mexicano.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Aprender a colectar algas.

Determinar características morfométricas de los peces de la especie (Poecilia reticulata).

Acondicionar a los organismos de laboratorio en acuarios.

Elaborar extractos algales (acetónicos, etanólicos y acuosos).

Detectar a través de pruebas específicas su ictiotoxicidad.

Observar y registrar durante el periodo de experimentación los cambios pro( peces.

ducidos en los

Determinar las algas que presentaron actividad tóxica con respecto a los organismos de prueba.

METODOLOGIA

Los ejemplares de macroalgas se recolectaron en Julio de 1992, fi-ente al arrecife de Puerto Morelos, Quintana Roo en el Caribe Mexicano, estos se colectaron manualmente y con la ayuda de una espátula para extraer las algas del sustrato y sacar a los ejemplares completos, el material ficológico se enjuagó perfectamente con agua marina, se embolsaron y etiquetaron para ser congeladas y evitar la descomposición y pérdida de metabolitos. El material fbé transportadó al laboratorio de Ficologia Aplicada de la U A " I para su posterior procesamiento.

En el laboratorio se descongelaron las muestras y se limpiaron perfectamente con agua destilada y bajo el microscopio de disección para eliminar la arena, epifauna y epífitas acompañantes. Una parte del alga h e conservada en frascos con formo1 glicerinado al 4% para su posterior identificación y preparación de ejemplares de herbario, utilizando la otra parte del alga para la preparación de los extractos, los cuales se obtuvieron macerando 1Ogr. de alga, (a la que se le quito el exceso de agua con papel absorbente) con 50ml de los solventes utilizados (etanol, acetona y agua), esta mezcla se cen t f igó a 3400 rpm durante 20 minutos, el sobrenadante se concentró por rotoevaporación a una temperatura de 35 a 40 grados centigrados y los cristales obtenidos se utilizaron para determinar la ictitoxicidad, usando como animales de laboratorio peces de la especie (Poecilia reticulata) comunmente llamados guppys, los cuales se aclimataron en acuarios durante 30 días antes de los ensayos de toxicidad. Posteriormente los peces de prueba se colocaron en cristalizadores de 250ml con 200ml de agua del acuario y lml del extracto a probar, durante 2 horas se observó su comportamiento y se anotó en la hoja de registro, los testigos comparando con los peces experimentales, agregando a cada cristalizador lml. del solvente a utilizar para la extracción (De Lara-Isassi, 1992). (fig. I).

ACTIVIDADES REALIZADAS

Se llevó a cabo una revisión bibliográfica respecto al tema de toxicidad algal.

TRABAJO DE CAMPO

- Se preparó el material utilizado en la colecta de las macroalgas. - Las algas colectadas se etiquetaron y se congelaron para ser transportadas al laboratorio de Ficología Aplicada de la UAM-1.

TRABAJO DE LABORATORIO

- Las algas colectadas se descongelaron, se lavaron con agua corriente y se lrmpiaron para eliminar epífitas y epifauna presente.

- Los ejemplares de algas se identificaron hasta especie.

- Se realizaron extractos algales con agua, acetona y alcohol.

- Se realizaron pruebas de toxicidad.

- Observación y registro de resultados.

TRABAJO DE GABINETE

- Procesamiento de resultados (tablas, Gráficas y Mapas).

OBJETIVOS Y METAS ALCANZADAS

En este trabajo de investigación se cumpliron los objetivos planteados con anterioridad, ya que se colectaron las algas marinas en el área de muestre0 propuesta Puerto Morelos, Quintana Roo, logrando su identificación, se obtubieron los estractos y se montaron los bioensayos de toxicidad y se observaron y registraron los resultados de las pruebas.

Las metas alcanzadas heron las siguientes:

- Detección de la actividad tóxica en algunas de las macroalgas colectadas. - Contribución al conocimiento de la investigación ficológica de la zona del Caribe Mexicano.

I

AREA DE ESTUDIO

Puerto Morelos y en general la costa de Quintana Roo (Fig.II), se caracteriza por presentar un relieve muy escaso y por la ausencia total de ríos. Esto se debe al caracter Kárstico del terreno, el cual es de naturaleza calcárea. A lo largo de la costa se encuentran formaciones arrecifales sobre una plataforma continental muy estrecha. El clima es de caracter tropical, con vientos alisios en primavera y verano y "nortes" en otoño e invierno. Las lluvias son relativamente abundantes en verano, y por la zona transitan huracanes y depresiones tropicales. El medio marino esta dominado por la Corriente de Yucatán que fluye paralela a la costa con dirección hacia el Norte. Las aguas costeras presentan un carácter oceánico y oligotrófico con gran estabilidad vertical, elevada transparencia, y bajos niveles de nutrientes. Las principales comunidades de la zona costera son de Bosque tropical Pe redo l io , Manglar y pastizal holófito, pastos marinos y arrecifes coralinos (Merino, 1991).

I I

Figura 2. Localización del área de estudio. Puerto Morelos, p. ROO.

RESULTADOS

Los extractos algales se clasificaron en tóxicos (T), todos aquellos que tuvieron efectos letales en los peces; moderadamente tóxicos (MT) todos aquellos que produjeron reacciones diferentes a las de los organismos testigo y que puedan tener efectos subletales y los no tóxicos (NT), aquellos que no tuvieron ningún efecto diferente al organismo testigo despues del periodo de aclimatación.

Se analizaron 45 muestras algales de 15 especies, las cuales heron colectadas en frente del Arrecife de Puerto Morelos, Quintana Roo. Las especies estudiadas heron 4 de la división Chlorophyta: Halimeda opuntia (Linnaeus), Halimeda tuna (Ellis & Solander), Codium isthmocladum Vickers, Udotea flabellum (Ellis & Solander) Lamouroux. Ocho de la División Phaeophyta, Dictyota bartayresiana Lamouroux, Dictyota cervicornis Kutzing, Turbinaria turbinata (Linnaeus) Kuntze, Turbinaria tricostata Barton, Sargassum fluitans Barrgesen, Sargassum hystrix (J. Agardh), Sargassum polyceratium Montagne, Stypopodium zonale (Lamouroux) PapenfUss. Por ultimo se analizaron 3 de la División Rhodophyta Amphiroa fragilissima (Linnaeus) Lamouroux, Galaxaura oblongata (Ellis & Solander) Lamouroux y Laurencia poitei (Lamouroux) Howe (tabla l).. En las pruebas realizadas con el extracto acetónico los peces presentraon una serie de irregularidades en su comportamiento como: pérdida del equilibrio, con esto me refiero que el organismo de prueba presentaba movimientos de nado lateral, nadaba boca arriba y algunos movimientos rápidos o exageradamente lentos que denotaban estress, también presentaron irregularidades en la respiración , ya que durante el período de dos horas de prueba constantemente boqueaban y algunos peces murieron. (Tabla 2 y Fig. 2). Respecto a la actividad tóxica presentada por el extracto alcohólico encontramos que los efectos tóxicos se manifestaron con mayor precisión en las especies de las Divisiones Phaeophyta y Rhodophyta (Tabla 3 y Fig 3). En los resultados de las pruebas con el extracto acuoso encontramos nuevamente características tóxicas en la División Phaeophyta, con un 20% de especies moderadamente toxicas (MT) y un 73% no toxicas (NT) ( Tabla 4 y Fig 4).

DISCUSION

De los resultados obtenidos, podemos observar que algunos de los extractos algales (acetónicos y alcoholicos), heron tóxicos y moderadamente tóxicos a los peces de prueba, confirmando que dichos solventes recomendados por Green (1977), para pruebas de ictiotoxicidad con esponjas marinas son adecuados para realizar este tipo de trabajo.

La hipótesis sugerida por Fenical (1975) la cual dice que las algas han desarrollado mecanismos de defensa en contra de los predadores herbívoros entre los cuales está la producción de metabolitos secundarios. Por los resultados obtenidos con el 40% de especies con algun efecto tóxico (T) y (MT) en los organismos experimentales se reafirma la hipótesis.

Las especies de las División Phaeophyta, manifestaron un mayor porcentaje de toxicidad, esto coincide con las observaciones realizadas por Norris y Fenical (1982) los cuales mencionan que la mayor actividad biológica se encuentra en esta División.

El comportamiento de los peces testigo h e igual al comportamiento de los peces de experimentación en las soluciones de los extractos algales no tóxicos.

CONCLUSIONES

De las 15 especies de algas analizadas (100%) el 38% presentaron efectos moderadamente tóxicos (MT) , el 21% heron tóxicos (T) y las no tóxicas (NT) aportaron m 41% del total.

Las Divisiones Phaeophyta y Rhodophyta presentaron características ictiotóxicas.

Las especies de algas tales como: Dictyota cervicornis, Turbinaria turbinata y Stypopodium zonale presentaron efectos tóxicos.

Los solventes utilizados no alteraron la actividad tóxica producida por las macroalgas.

La técnica utilizada es adecuada para la detección de toxicidad.

RECOMENDACIONES

Realizar pruebas de toxicidad con otro tipo de organismos para poder comparar los efectos producidos con los extractos algales.

Los organismos que se utilizan en la realización de las pruebas deberán estar en condiciones sanas, no deberán padecer algún tipo de enfermedad, ya que esto alteraría los efectos producidos por 1s extractos alcoholicos, acetónicos y acuosos.

Realizar pruebas para determinar la dosis letal (LD 50), la conentración con la que se muere el 50% de la población.

Realizar pruebas químicas para determinar que tipos de sustancias afectan a los organismos de prueba.

Las investigaciones relacionadas con la actividad biológica de las algas marinas no deberán perder su continuidad ya que son un requisito indispensable para conocer su aplicabilidad a nivel industrial y farmacológico.

LITERATURA CITADA

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2 2 2 7 6 9

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ACTIVIDAD TOXICA DE ALGUNAS ALGAS MARINAS DEL CARIBE MEXICANO

\

TABLA 1

División Especie Estación Actividad Tóxica

CHLOROPHYTA Acuoso Alcoholico Acetonic0

Halimeda opuntia

NT NT NT 5 Udotea flabellum

NT NT NT 2 Codium isthmocladum

NT NT NT 3 Halimeda tuna

NT NT NT 1

-

PHAEOPHYTA

Dictyota bartayresiana

MT MT T 4 Turninaria turbinata ,

NT NT NT 3 Turbinaria tricostata

T MT T 4 Dictyota cervicomis

NT NT MT 11

Sargassum fluitans 7 MT MT NT

Sargassum hystrix

MT T T 3 Stypopodium zonale

NT NT NT 4 Sargassum polyceratium

MT MT NT 1

RHODOPHYTA

Amphima fragilisima

NT MT NT 4 Laurencia poitei

NT MT NT 5 Galaxaura oblongata

NT NT NT 5

* No T6xico NT

* Moderadamente T6xico MT

* T6xico T

J w Z w

c i,

O o W J

X" O m

> I- o 6 a

W n

.- S 3 I-

O a,

ACTIVIDAD TOXICA DE LOS EXTRACTOS ALGALES ACETONICOS

TABLA 2

División Especie Extracto Acetónico CHLOROPHYTA

Halimeda oountia NT Halimeda tuna

NT Codiurn isthrnocladum NT

i Udotea flabellum

T Dictvota cervicomis MT Dictyota bartayresiana

NT PHAEOPHYTA

Sargassum fluitans

T StvmDodium zonale NT Sargassum polyceratiurn NT Sargassum hysfrix MT

[RHODOPHYTA I I I ~

4

Amphiroa fragilisima NT Galaxaura oblongata NT

I ILaurencia poifei I NT J

EXTRACTO ACETONIC0

I 10 2

ITdxica Total I

FIG. 2

"" __- -

ACTIVIDAD TOXICA DE LOS EXTRACTOS ALGALES ALCOHOLICOS

\

TABLA 3

División ICHLOROPHYTA

Especie Extracto Alcohólico 7 I I

IPHAEOPHYTA

Halimeda opuntia

NT Codium isthmocladum NT Halimeda tuna NT

,

7Udotea flabellum 1 NT I

k= RHODOPHYTA

,

Dictyota bartayresiana MT Dictyota cervicomis NT

MT Turbinaria turbinata NT Turbinaria tricostata

I Sargassum tluitans I MT I Sargassum hystrix

T Stypopodium zonale NT Sargassum polyceratium MT

I I

1 Amohiroa fraailisima I NT I Galaxaura oblongata

MT Laurencia poitei MT

-

EXTRACTO ALCOHOLIC0 No T6xica

1 T6xica 6 Moderadamente T6xlca 8

Total I

FIG. 3

Tbxica 7%

Moderadamente

40% T6xico I

2 2 2 7 6 9

ACTIVIDAD TOXlCA DE LOS EXTRACTOS ACUOSOS

TABLA 4

División Especie Extracto Acuoso 1

RHODOPHYTA Amphima fragilissima

NT Galaxaura oblongata NT

i I Laorencia poitei I NT I

EXTRACTOACUOSO No T6xica

15 Total 1 T6xica 3 Moderadamente T6xica

11

FIG. 4

Moderadamente Tbxica

7%

73%