Estructura de la comunidad perifítica y sus …...esta tesis se estudió a través de variadas aproximaciones al perifiton desarrollado bajo estos distintos escenarios, analizándose

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Tesis Doctoral

Estructura Estructura de la comunidad perifítica y susde la comunidad perifítica y susinteracciones con la comunidadinteracciones con la comunidad

fitoplanctónica en lagunas turbias y clarasfitoplanctónica en lagunas turbias y clarasde la llanura Pampeana (Provincia dede la llanura Pampeana (Provincia de

Buenos Aires, Argentina)Buenos Aires, Argentina)

Sánchez, María Laura

2012

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Sánchez, María Laura. (2012). Estructura de la comunidad perifítica y sus interacciones con lacomunidad fitoplanctónica en lagunas turbias y claras de la llanura Pampeana (Provincia deBuenos Aires, Argentina). Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de BuenosAires.Cita tipo Chicago:

Sánchez, María Laura. "Estructura de la comunidad perifítica y sus interacciones con lacomunidad fitoplanctónica en lagunas turbias y claras de la llanura Pampeana (Provincia deBuenos Aires, Argentina)". Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de BuenosAires. 2012.

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UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Departamento de Ecología, Genética y Evolución

Estructura de la comunidad perifítica y sus interacciones con la comunidad

fitoplanctónica en lagunas turbias y claras de la llanura Pampeana (Provincia de

Buenos Aires, Argentina)

Tesis presentada para optar al título de Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área

Ciencias Biológicas

Lic. María Laura Sánchez

Directores de tesis: Dra. Irina Izaguirre

Dra. Haydée Pizarro

Consejero de Estudios: Dra. Irina Izaguirre

Lugar de trabajo: Laboratorio de Limnología, Departamento de Ecología, Genética y Evolución.

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires

Buenos Aires, 2012

ÍNDICECONTENIDO Página

Resumen i

Summary ii

Agradecimientos iii

Dedicatoria vi

Introducción General 1

Principales comunidades algales en lagos someros 2Equilibrios Alternativos en lagos someros 4

El rol del perifiton en el marco de la teoría de los equilibrios alternativos 8

La Llanura Pampeana 9

Objetivo General 12

Área de Estudio 14

Lagunas claras vegetadas: Kakel Huincul y El Triunfo 17

Lagunas turbias orgánicas: El Burro y San Jorge 19

Laguna turbia inorgánica: Yalca 21

Capítulo 1

Composición de la comunidad algal perifítica en lagunas claras y turbias de la llanurapampeana y su comparación con el fitoplancton 23

Introducción 24

Objetivo 26

Materiales y Métodos 26

Variables ambientales 27

Perifiton 29

Resultados 30

Composición algal del perifiton 32

Lagunas claras 32

Lagunas turbias orgánicas 32

Laguna turbia inorgánica 33

Discusión 38

Capítulo 2Composición de pigmentos de las comunidades productoras fitoplanctónicas y perifíticas enlos tres tipos de lagunas de la llanura pampeana 42

Introducción 43

Objetivos 45

Hipótesis 46


Diseño experimental 46


Perifiton 52

Fitoplancton 53

Determinación de pigmentos por HPLC 53

Análisis estadísticos 54

Resultados 55


Perifiton y Fitoplancton 60

Lagunas claras vegetadas 60


Laguna turbia inorgánica 69

Discusión 72

Capítulo 3Composición de los principales grupos de bacterias planctónicas y perifíticas en lagunas dedistintas propiedades ópticas de la llanura pampeana 80

Introducción 81

Objetivos 84

Hipótesis 84




CARD-FISH 88

Bacterioplancton 88

Bacterioperifiton 90


Resultados 91


Bacterioplancton 94

Bacterioperifiton 102

Discusión 110

Capítulo 4Producción primaria del perifiton y del fitoplancton en los tres tipos de lagunas de la llanurapampeana 116

Introducción 117

Objetivos 120

Hipótesis 120




Fitoplancton 124

Perifiton 124

Producción Primaria (PP) 125

PP del fitoplancton 125

PP del perifiton 126

Cálculos de las tasas de asimilación (PP) 127

Producción integrada en la columna de agua (PA) 127


Resultados 129


Fitoplancton 130

Perifiton 132

Producción Primaria 138

Fitoplancton 138

Perifiton 140

Fitoplancton vs Perifiton 142

Discusión 144

Capítulo 5Interacciones competitivas entre el perifiton y el fitoplancton: un enfoque experimental

152

Introducción 153

Objetivos 155

Hipótesis 155




Variables biológicas 159

Perifiton 160

Fitoplancton 160


Resultados 162

Discusión 171

Capítulo 6Resumen y Conclusiones Finales 175

Lagunas claras 176


Lagunas turbias inorgánicas 183

Interacciones entre las comunidades y los equilibrios alternativos 186

Perspectivas 187

Bibliografía 189Anexo 211

Resumen

i

Estructura de la comunidad perifítica y sus interacciones con la comunidad fitoplanctónica enlagunas turbias y claras de la llanura Pampeana (Provincia de Buenos Aires, Argentina)

En la llanura pampeana se han descripto tres tipos de lagunas, clasificadas según suscaracterísticas ópticas: claras vegetadas, turbias orgánicas (con elevada biomasa fitoplanctónica) yturbias inorgánicas (alta concentración de abioseston). Las lagunas claras vegetadas y las turbiasorgánicas representan estados opuestos de equilibrios alternativos en este tipo de sistemas. Enesta tesis se estudió a través de variadas aproximaciones al perifiton desarrollado bajo estosdistintos escenarios, analizándose su estructura y sus interacciones con el fitoplancton,evaluándose sus posibles implicancias en el pasaje de un estado de equilibrio al otro. Se describióla composición algal perifítica resultando dominantes las diatomeas, clorofitas y cianobacterias enlos tres tipos de lagunas. Se analizó la composición pigmentaria por HPLC para ambascomunidades, registrándose una variación de los pigmentos acorde a la disponibilidad lumínica enlas lagunas. Se estudió la composición bacteriana planctónica y perifítica mediante la técnicamolecular CARD-FISH, siendo el grupo de las alfaproteobacterias dominante en ambascomunidades y en los tres tipos de lagunas. Se midió en forma comparativa la producción primariafitoplanctónica y perifítica, resultando las lagunas turbias orgánicas las más productivas. Además,se estudiaron experimentalmente las interacciones entre las comunidades algales, encontrándoseel perifiton mejor adaptado a condiciones limitantes de nutrientes y el fitoplancton a condicionesde limitación lumínica.

Palabras clave: perifiton, fitoplancton, lagos someros, llanura pampeana, estados de equilibrioalternativos

�✁✂✂✄☎✆

✝✝

✞✟✠✡☛hytic community structure and its interactions with phytoplankton community in turbidand clear shallow lakes from Pampean plain (Buenos Aires Province, Argentina)

Summary

Three types of shallow lakes have been described in Pampean plain according to their opticalcharacteristics: clear-vegetated, organic-turbid (with high phytoplanktonic biomass) and inorganic-turbid (with high concentration of inorganic material). In these systems, clear-vegetated andorganic-turbid shallow lakes represent alternative steady states. Different approximations aboutperiphyton developed under these scenarios were carried out in this study, analyzing its structureand the interactions with phytoplankton community, taking into account its potential effects onthe shift between the two alternative steady states. Algal periphytic composition was described inthe three types of shallow lakes, being diatoms, clorophytes and cyanobacteria the dominantgroups in all types of systems. Pigments were determined using HPLC technique for bothcommunities, observing different pigment composition according to light availability in the lakes.Plankton and periphyton bacterial composition was studied with molecular CARD FISH technique,resulting alphaproteobacteria group dominant in both communities of the three types of lakes.Primary production was comparatively measured in phytoplankton and periphyton communities,being organic turbid shallow lakes the most productive systems. Moreover, interactions betweenalgal communities were experimentally studied observing that the periphyton is better adapted tolimiting nutrient conditions whereas phytoplankton is better adapted to light limitation.

Key words: periphyton, phytoplankton, shallow lakes, Pampean plain, steady states alternativeequilibria

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✫✕ ✬✍✓✔✑✍ ✭✮✌✎✍ ✯✮✓✘✓✑✍✎ ✎✌✍✎✏✑✒✑✍✭✑✘ ✎ ✔✓✘ ✏✓✍✑✒✖✗✍✎✘ ✰✍✓✕✎ ✱ ✲✎✱✏ée. A Irina por abrirme laspuertas del mundo de la limnología. Por transmitirme su pasión y compromiso por la ciencia. Porenseñarme los secretos del fitoplancton y las lagunas. Por su acompañamiento ante lasadversidades durante estos cinco años y ayudarme a encontrar mi camino dentro de la ciencia. AHaydée por guiarme a través del misterioso mundo del perifiton. Por su siempre superadoramirada de las cosas, por sus ideas y por su alegría contagiosa en el día a día. A las dos por suconfianza en mí y su eterna paciencia, por sus correcciones y su generosidad. Por alentarme acontinuar y darme la seguridad necesaria para seguir aunque las cosas se tornen difíciles.

Quisiera agradecer también a Guillermo, quien inició el laboratorio de Limnología, por permitirmeformar parte de este gran grupo de investigación. Por transmitirme sus conocimientos sobre lasalgas y la ciencia y por sus divertidas historias sobre la vida.

A Inés por sus muy buenos consejos, por compartir sus conocimientos limnológicos y su buenaonda. A Alicia por su ayuda en todo, especialmente con las diatomeas. A Rubén por sus sabiosconsejos estadísticos y científicos, y su paciencia para trasmitirlos. A todos ellos por habermeayudado en todo momento, y siempre con una sonrisa. De ustedes también aprendí mucho.

A Patri, por ser como una hermana mayor que me acompañó durante todos estos años, por estarsiempre dispuesta a darme una mano. A pesar de tener caracteres explosivos, nos hemos divertidomucho en nuestro pedacito de laboratorio. A Luchi, mi otra compañera de cupulines, porayudarme siempre▁siempre. Por sus interesantes charlas y los mates compartidos, por sus plantasy su linda energía. A Rodri por haberme enseñado a armar mesocosmos (aunque no logré nuncahacerlos a prueba de tormentas) y por ayudarme con todo lo relacionado con el mundocomputadoril, los gráficos y las fotos. Por hacer más divertidas las jornadas laborales. A Euge, porsu entusiasmo, generosidad y su luminosidad. Porque siempre puedo contar con vos. A Gri por sudulzura y sinceridad, por ser siempre tan atenta conmigo y compartir tantos momentos lindos. ASole por su escucha, sus muy buenos consejos, y por su cariño. A Paulita por su predisposición aayudarme en todo, por su alegría, y por sus divertidísimas historias. A Sol por haberme ayudado

Agradecimientos

iv

generosamente cuando lo necesité. A Juancito por ser tan buen compañero y colaborador, por susricos mates. A Luciana por el reencuentro después de tantos años.

A Romi, por haber compartido tantas horas desde nuestra inolvidable campaña en la Antártida.Por haber pasado momentos lindos y divertidos▁ pero también de los otros. Por ser una grancompañera de aventuras.

A todos los integrantes del labo por su amistad, por los almuerzos compartidos, por habermeayudado siempre en las pesadas tareas del 85, dándome ideas o escuchándome, porque hacenque el día a día sea mucho más alegre y den más ganas de venir a trabajar.

A Gabriela Mataloni, Gabita y Vicky, las chicas de la UNSAM, porque ha sido un placer habercompartido tanto tiempo juntas en el laboratorio. A Cristina Marinone, por ser nuestra madreantártica.

A Horacio Zagarese, Marcela Ferraro y todos los integrantes del Laboratorio de Ecología yFotobiología Acuática (IIB-INTECH): Fer, Anita, Nadia, Paulina, Leo, Gonza, María, Roberto y Pepe.Por haberme abierto las puertas de su laboratorio y haber colaborado en toooodo lo que necesité.Porque siempre me hicieron sentir muy cómoda, muchas gracias.

A todos los que me acompañaron a las campañas en las lagunas y me brindaron su tiempo yayuda: Romi, Rodri, Patri, Euge, Sol, Luchi, Gonzalo, Paulina, Fer, Anita, Leo, Roberto, Bernabé (mipapá)▁espero no olvidarme de nadie, porque fueron muchos.

A mis compañeras y compañeros del Taller de Aguas, por haber compartido tantas horas detrabajo en los barrios y por acompañarme en el aprendizaje de otros aspectos importantes delquehacer científico.

A mis compas del tambor, las Iyakerere, por ser mi cable a tierra.

A Silvia, por acompañarme durante todos estos años de aprendizajes.

A mi abuela y mis tíos Carlitos y Luis por estar. A Huguito y Edith por su compañía.

Agradecimientos

v

A mis hermanas de la vida, por ser tan imprescindibles. A mis amigas y amigos de la facu y de laescuela por todo el camino recorrido. A mis sobris, por la magia.

A mis hermanos Gabi y Ceci, porque simplemente son los mejores hermanos del mundo. A miscuñas por hacerlos felices.

A mi papá por acompañarme siempre, por su ayuda incondicional acá en Buenos Aires y enChascomús. Por estar siempre pendiente de la suerte de los ☜parafitos☝. A mi mamá, porescucharme, aguantarme y por sus astros que siempre me acompañan. A los dos por ser unejemplo de vida y por su amor infinito.

La presente tesis fue financiada con fondos provenientes de los subsidios UBACyT X838 y PIP 5354(CONICET).

✳ ✴✵ ✶✷✴✵✸✵✷ ✹✺✻✷✼ ✸✷ ✽✵✺✸ógica y la que me regaló la vida

ÓN GENERAL

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●

Principales comunidades algales en lagos someros

En los cuerpos de agua continentales los productores primarios están representadosprincipalmente por poblaciones pertenecientes a tres comunidades acuáticas: plancton❍ perifito n ymacrófitas acuáticas. Dentro de las comunidades microbianas, el fitoplancton comprende aorganismos fotosintéticos microscópicos adaptados a vivir parcial o totalmente en la columna deagua tanto de la zona litoral como de la pelágica (Reynolds, 2006). La comunidad microscópicacompleja del perifiton por su parte, además de presentar poblaciones fotosintéticas como lasalgas, también está compuesta por bacterias, hongos, animales y detritos orgánicos e inorgánicos,que se encuentran adheridos a un sustrato sumergido natural o artificial, orgánico o inorgánico,tanto vivo como muerto (Wetzel, 1983). Si bien ambas comunidades parecen estar biensegregadas espacialmente, los límites espaciales entre las mismas pueden no ser tan marcados,principalmente en el caso de lagos someros ya que existen organismos que se encuentranmomentáneamente en una comunidad pero que provienen de otra. En particular, se denomina☜ticoplancton☝ a aquellos organismos presentes en la columna de agua aunque provienen dehábitats adyacentes (i.e. pueden vivir en el bentos o adheridos a las plantas acuáticas) y seencuentran en el seno del agua fortuitamente (Reynolds, ■❏. cit.). Del mismo modo, se denomina☜ticoperifiton☝ a aquellos organismos que proviniendo de otra comunidad (e.g. plancton), puedenquedar adheridos ocasionalmente a la matriz del perifiton de sustratos sumergidos.

Tradicionalmente la limnología se ha centrado principalmente en el estudio de las comunidadespelágicas dejando relegada a las comunidades microbianas que se desarrollan adheridas a algúntipo de sustrato. El número de estudios sobre las comunidades de vida libre ha sidocomparativamente mayor que el que existe sobre las comunidades adheridas; particularmente esmuy escaso el número de estudios que incluyan a ambas comunidades productoras en conjunto yel análisis de sus interacciones. Vadeboncoeur et al. (2002) señalan que sobre 193 estudios deproductividad en lagunas, el 91% corresponde a estudios centrados en el fitoplancton, mientrasque tan sólo el 4,5% se focalizó en el perifiton y el restante 4,5% en ambas comunidades enconjunto. Probablemente, la explicación a este menor volumen de investigaciones relacionadascon el perifiton radique tanto en la tradición limnológica de estudios ecológicos sobre elfitoplancton, como en las dificultades que acarrea el estudio de las comunidades adheridas las que

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❩❖▲ ❬◆❙▲❘❙❬❲❳❭❱▲▼❱ ❭❱▼❖P❖❳❚❪❙❘❲❩ ❫❴❲▲P❵❛❱▲❩❱▲ ❜ ❝❖◆◗❭❞ ❡❢❢❡❣. A propósito, l os mismos autoresseñalan que la distribución heterogénea espacial de estas comunidades sobre distintos tipos desustratos naturales hace muy difícil su adecuada cuantificación.

Para solucionar los inconvenientes metodológicos que conlleva el análisis del perifiton, desde hacevarios años se ha implementado el uso de sustratos artificiales colocados por el investigador, quefacilitan la toma de muestras y la cuantificación de los atributos de la comunidad (Cattaneo y Kalff,1979). Sin embargo, esta metodología también tiene sus inconvenientes, siendo el principal la faltade realismo ya que el perifiton interactúa de manera directa con el sustrato sobre el que crece.Por lo tanto, el tipo de sustrato natural sobre el cual se desarrolla la comunidad adherida (rocas,macrófitas, sedimentos) influye en la comunidad por la interacción que presentan con losmicroorganismos adheridos ya que pueden ser una fuente liberadora de nutrientes (rocas,sedimentos, macrófitas) o pueden competir por recursos (macrófitas). A pesar de estosinconvenientes el uso de sustratos artificiales inocuos posee muchas ventajas en cuanto a quefacilita la realización de distintos diseños experimentales, aumenta la precisión en lacuantificación, permite la reproductibilidad, y posibilita el estudio de interacciones directas yexclusivas entre organismos adheridos y la columna de agua (Kalff, 2003).

Pese a la menor atención que se le ha conferido al estudio del perifiton y de sus interacciones conel fitoplancton, se sabe que en lagos someros donde las relaciones perímetro/área y área/volumenson relativamente altas la zona litoral es muy importante (Wetzel, 1990). Por lo tanto, estossistemas no se encuentran dominados por un solo tipo de comunidad productora (Schindler yScheuerell, 2002). Esto implica que las comunidades adheridas juegan un rol más importante eneste tipo de lagos que en lagos profundos, siendo también las interacciones ecológicas entre losdistintos hábitats más fuertes (Schindler y Scheuerell, ❤✐. cit.). Particularmente, cuando un recursoes utilizado en la zona pelágica de una laguna se reduce la disponibilidad de este recurso en elhábitat bentónico y viceversa (Vadeboncoeur et al., 2002). De esta manera las comunidadesalgales microscópicas pueden competir tanto por luz como por nutrientes. Por un lado, elfitoplancton posee cierta ventaja en el uso de la luz debido a que se encuentra en suspensión en lacolumna de agua pudiendo, en algunos casos, desplazarse en ella. Además, puede ejercer unefecto de sombreado sobre las comunidades sésiles (Hansson, 1988; Sand-Jensen y Borum, 1991).Por otro lado, el perifiton en algunos casos tiene mayor acceso a los nutrientes, especialmente enlagunas oligotróficas, disminuyendo la disponibilidad de éstos en la columna de agua (Hansson,

❥❦❧♠♥♦♣qqrs❦ t✉❦✉♠✈✇

①

②③④④; ②③③⑤⑥. En estos cuerpos de agua bien iluminado⑦⑧ los pocos nutrientes presentes tienden asedimentar lo que hace que las comunidades adheridas puedan desarrollarse muy bien.

La comunidad del perifiton adquiere distintas denominaciones según el tipo de sustrato al que seencuentra adherida. Entre varias denominaciones existe ntes podemos señalar que si el sustratosobre el cual se desarrolla se trata de sedimento limoso la comunidad se denomina ⑨⑩❶⑩⑨❷❸❹. Porotra parte⑧ cuando dicha comunidad crece sobre la superficie y raíces de plantas acuátic✈⑦⑧ tantosumergidas como flotan tes⑧ se conoce como epifiton. El término epiliton se refiere a la comunidadque crece adherida a roca⑦⑧ mientras que epipsamon a la desarrollada sobre arena (Stevenson⑧

②③③❺⑥.

Equilibrios Alternativos en lagos someros

Bajo ciertas condiciones ambientales algunos ecosistemas pueden existir en dos o más estados deequilibrio estables (Holling⑧ ②③❻❼; May⑧ ②③❻❻; Schröder et al.⑧ ❽⑤⑤❾⑥⑧ es decir estados contrastantescaracterizados por ciertos ensambles de especies que pueden cambiar abruptamente entre ellos(Scheffer et al.⑧ ❽⑤⑤②⑥. U n sistema exhibe un comportamiento de estados de equilibriosalternativos cuando la variación de sus estados responde a los cambios ambientales según laforma de una curva discontinua con forma de ☜S☝ o curva de histéresis (Fig. 1) (Schröder et al.,2005). El ambiente de un sistema comprende a los parámetros externos que influyen sobre él(Schröder et al., op. cit.). En el modelo de equilibrios alternativos un leve incremento en alguna delas condiciones ambientales puede desencadenar el cambio de un estado a otro si se supera elumbral crítico (Scheffer y Carpenter, 2003). Debido a la histéresis de estos sistemas, para volver alas condiciones iniciales no es suficiente con disminuir el nivel de la condición ambiental quedesencadenó el cambio de estado cuando se ha superado el umbral crítico. La estabilidad delsistema dentro de un gradiente de condiciones ambientales puede ser representada mediante undiagrama de paisajes de ☜valles☝ y ☜montañas☝ (Fig. 2). El sistema está representado por medio deuna esfera. La esfera tiende a caer en los ☜valles☝ (equilibrios estables) mientras que las☜montañas☝ son los estados de equilibrio inestables. En el rango de condiciones medias, dondeexisten los dos posibles estados, la ☜montaña☝ marca el límite entre un estado y el otro (Schefferet al., 1993). Bajo las condiciones en que se pueden dar estados alternativos en un ecosistema, elestado inicial del mismo (la posición en el paisaje) determina cuál será la condición de equilibrio a

❿➀➁➂➃➄➅➆➆➇➈➀ ➉➊➀➊➂➋➌

➍

➌➋ ➎➅➊ ➏➊ ➌➌➊➐➋➂á. Esto implica que una perturbación suficientemente fuerte puede inducir elcambio al otro estado de equilibrio (Scheffer y Carpenter, 2003). Por otro lado, cada ecosistemaposee un nivel de resiliencia, es decir la capacidad de volver al estado de equilibrio luego de unaperturbación (May, 1977). Cambios en las condiciones ambientales externas pueden reducir laresiliencia del sistema sin que éste cambie de estado. Pero a pesar de que el sistema no se veaalterado queda más susceptible a que ante cualquier pequeño aumento en dichas condiciones seproduzca el pasaje al otro estado (Scheffer y Carpenter, 2003). La hipótesis de los equilibriosalternativos en la naturaleza ha sido estudiada en un gran número de ecosistemas terrestres,marinos y de agua dulce (May, 1977; Suding ➑➒ ➓➔→ 2004).

Fig. 1 Curva de histéresis. Los estados estables están señalados con línea continua. Adaptado de Schröder ➣↔

↕➙➛ (2005)

➜➝➞➟➠➡➢➤➤➥➦➝ ➧➨➝➨➟➩➫

6

Fig. 2 Diagrama de variabilidad de estados de equilibrio en un gradiente de condiciones ambientales.Adaptado de Scheffer ➭➯ ➲➳➵ (2001)

En particular para lagos someros, Scheffer ➸➺ ➻➼➽ (1993) han postulado la existencia de dos estadosde equilibrio alternativos y sus mecanismos de estabilización. Según estos autores, bajo ciertasconcentraciones de nutrientes una laguna puede encontrarse en un estado de aguas claras oaguas turbias. El estado de aguas claras está caracterizado por bajos niveles de turbidez, altabiomasa de macrófitas arraigadas y bajas densidades de fitoplancton. El estado de aguas turbias esun estado dominado por altas densidades de fitoplancton que le confieren a la laguna su elevadaturbidez y carece de macrófitas arraigadas. El pasaje de un estado a otro puede ocurrir pordiversos mecanismos que están principalmente vinculados a la interacción positiva existente entrela vegetación sumergida y la transparencia de la laguna. La densidad de fitoplancton, el nivelhidrométrico, la turbulencia, la presencia de peces y/o de zooplancton, las sustancias alelopáticasde las macrófitas, la concentración de nutrientes y la resuspensión de sedimentos son diferentesfactores que conforman una red de interacciones positivas y negativas que contribuyen aestabilizar uno u otro estado (Fig. 3).

➾➚➪➶➹➘➴➷➷➬➮➚ ➱✃➚✃➶❐❒

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Fig. ❰ Principales interacciones positivas y negativas en lagos someros. Adaptado de Scheffer ÏÐ ÑÒÓ (ÔÕÕ❰Ö

La postulación de esta hipótesis ha dado lugar a numerosos trabajos de investigación sobre losdistintos factores o comunidades que pueden jugar un rol en el pasaje de un estado a otro. Enparticular, los distintos efectos de las macrófitas sumergidas sobre el fitoplancton han sidoprofundamente estudiados (Sand-Jensen y Borum, 1991; Søndergaard y Moss, 1998; van Donk yvan de Bund, 2002; Takamura ×Ø ÙÚÛ, 2003). Asimismo, existen antecedentes que han involucradodesde estudios regionales en lagunas en distintos estados de equilibrio (e.g. Allende ×Ø ÙÚÛ, 2009;Silvoso ×Ø ÙÚÛ, 2010), así como estudios a lo largo de gradientes climáticos (Kosten ×Ø ÙÚÛ, 2009) einvestigaciones a largo plazo de lagos que alternan entre un estado y otro (e.g. Liboriussen yJeppesen, 2003; Hargeby ×Ø ÙÚÛ, 2007). Por otro lado, algunos estudios han consistido en larealización de experimentos manipulativos, por ejemplo de adición de nutrientes, remoción oadición de peces, comparación en mesocosmos con o sin macrófitas o simulación de la variaciónde los niveles hidrométricos (e.g. Schriver ×Ø ÙÚÛ, 1995; Özkan ×Ø ÙÚÛ, 2010; Vanderstukken ×Ø ÙÚÛ,2010). Más recientemente se ha incorporado a las macrófitas flotantes en el marco de la teoría de

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ê

equilibrios alternativoëì definiendo al estado dominado por plantas flotantes como un nuevoestado de equilibrio (Scheffer íî ïðñì òóóôõ.

El conocimiento de las interacciones existentes entre los distintos componentes de l os lago ssomer o s que actúan como fuerzas que atraen hacia un estado u otro permite planificar medidasde restauración. Por ejemplo, una laguna que debido a la eutrofización ha pasado de un estado deaguas claras a un estado de aguas turbias con la consecuente desaparición de la vegetaciónsumergida, difícilmente pueda restaurarse únicamente disminuyendo la entrada de nutrientesdebido a la histéresis del sistema. Sin embargo, conociendo la dinámica del sistema puedenaplicarse otras medidas combinadas, por ejemplo mediante la disminución de su nivelhidrométrico de manera de aumentar el umbral de turbidez crítica y de esta manera permitir larecolonización de macrófitas y la retroalimentación positiva hacia un estado de aguas claras(Scheffer íî ïðñ, 1993). Cabe señalar que un disturbio (ej. tormentas fuertes, mortandad de peces,herbicidas), si es lo suficientemente intenso, puede provocar el pasaje al otro estado de equilibrio.Por otro lado, cambios en los factores externos (ingreso de nutrientes, fluctuaciones en el nivelhidrométrico) pueden modificar las propiedades de estabilidad del sistema (el paisaje). Es decirque un cambio de estado sea provocado por un disturbio o por cambios en los factores externosva a tener distintas implicancias en el diseño de las estrategias de manejo de una laguna (Scheffer,1998).

El rol del perifiton en el marco de la hipótesis de los equilibrios alternativos

En términos generales, el papel del perifiton en el marco de los equilibrios alternativos fuepobremente considerado. Algunos estudios han propuesto que el perifiton facilitaría el pasaje deun estado de aguas claras a un estado de aguas turbias debido a que a medida que aumenta elingreso de nutrientes, el perifiton crecería sombreando a las macrófitas provocando sudesaparición (Phillips íî ïðñ, 1978; Liboriussen y Jeppesen, 2006). Por otro lado, se ha propuesto unmodelo basado en la producción primaria epipélica y pelágica para lagunas con distintaconcentración de nutrientes (Liboriussen y Jepppesen, 2003). Según estos autores, lagunas turbiascon altas concentraciones de nutrientes tendrían una dominancia de fitoplancton en la producciónprimaria total, en cambio en lagunas claras con bajas concentraciones de nutrientes la comunidadepipélica sería la principal productora. A concentraciones medias de nutrientes habría un pasaje

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de dominancia de epipelon en invierno a fitoplancton en verano. El epipelon contribuiría aestabilizar un estado de aguas claras por disminuir la disponibilidad de nutrientes en la columna deagu a. Sin embargo✆ este efecto estabilizador del estado de aguas claras no sería tan fuerte como elde las macrófitas ya que las macrófitas además actúan como refugio de zooplancton, disminuyenla resuspensión de sedimentos y en muchos casos liberan sustancias alelopáticas inhibidoras delcrecimiento algal.

Por otro lado, otros estudios han incorporado al perifiton dentro de la cascada trófica junto apeces e invertebrados como desencadenantes del pasaje de un estado a otro (Jones y Sayer,2003). Estos autores sugieren que dentro del rango de nutrientes donde es posible la existencia delos dos estados de equilibrio, y en un estado dominado por macrófitas, el perifiton ejerce uncontrol más importante que el ejercido por el fitoplancton. Sin embargo, la biomasa del perifitonse encuentra modelada por la densidad de invertebrados predadores, a su vez controlados por ladensidad de peces y no por la concentración de nutrientes (Jones y Sayer, ✝✞. cit.).

La Llanura Pampeana

La llanura pampeana es una vasta planicie de la provincia de Buenos Aires que abarca el centro-este de la República Argentina (33°-39° S, 57°-66° O).

Dentro de esta región se encuentra un humedal muy importante conformado por numerososcuerpos de agua. Dichos cuerpos de agua son lagunas permanentes polimícticas sin estratificacióntérmica (Quirós et al., 2002), muchas de ellas formadas por procesos eólicos ocurridos durante elperíodo cuaternario (Tricart, 1973) y un número importante comprenden lagunas que han sidoremodeladas por acción fluvial (Quirós et al., 2002). En general, las lagunas de esta regióncontienen altos niveles de nutrientes (Quirós y Drago, 1999) por lo que son, en su mayoría,eutróficas e hipereutróficas (Quirós et al., 2002).

En la región pampeana existen tres tipos de lagunas que han sido clasificadas según suscaracterísticas ópticas (Quirós et al., 2002; Allende et al., 2009). En un primer grupo se incluyen las☜lagunas claras☝, que se caracterizan por la mayor transparencia de sus aguas debido a las bajasdensidades de fitoplancton y un gran desarrollo de macrófitas sumergidas. En un segundo grupose incluyen las lagunas turbias cuya turbidez es debida a grandes densidades de fitoplancton,

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denominadas por este motivo ☜lagunas turbias fitoplanctónicas☝ o ☜lagunas turbia s orgánicas☝, yque carecen de vegetación acuática sumergida. El último grupo de lagunas que se ha descripto enesta región está conformado también por lagunas turbias pero cuya turbidez es debida a grandescantidades de material inorgánico en suspensión y por ello fueron denominadas ☜lagunas turbiasinorgánicas☝ (Quirós ✘✙ ✚✛✜, 2002; Allende ✘✙ ✚✛✜, 2009).

En las últimas décadas la Región Pampeana ha sufrido un aumento considerable en la intensidaddel uso de las tierras para agricultura y ganadería. El efecto de este aumento se ve directamentereflejado en la transformación de pastizales naturales en campos de cosecha e indirectamente enla creciente tendencia a la implementación del engorde de ganado a corral (Quirós ✘✙ ✚✛✜, 2006).Estas prácticas han venido provocando un incremento en el uso de fertilizantes, pesticidas y otrosagroquímicos. Se estima que en la región el uso de fertilizantes y pesticidas agrícolas se haincrementado más de cuatro veces entre 1991-1993 y 2000-2002 (Quirós ✘✙ ✚✛✜, 2006). Esto hallevado a una degradación del humedal debido al aumento de los procesos de eutrofización de loscuerpos de agua de la zona, provocando el pasaje de las lagunas de un estado de aguas claras a unestado de aguas turbias orgánicas debido al incremento de las densidades de fitoplancton (Quirós✘✙ ✚✛✜, 2006). Crónicas de viajeros desde fines de los siglos XVIII y XIX (Vervoorst, 1967) sugierenque la mayoría de las lagunas pampeanas se encontraban originalmente en estado de aguas claras(Diovisalvi ✘✙ ✚✛✜, 2010). En un trabajo realizado en la región, Quirós ✘✙ ✚✛✜ (2002) muestran que laszonas de mayor intensidad en el uso de la tierra poseen una mayor abundancia relativa de lagunasen estado de aguas turbias, mientras que las lagunas claras predominan en las regiones con menoracción humana. En un estudio reciente se comprobó que el Roundup®, formulado de glifosatoutilizado en cultivos de soja y en la siembra directa, provocaría el enturbiamiento orgánico de loscuerpos de agua dulce (Vera ✘✙ ✚✛✜, 2010). Por otra parte, se cree que las lagunas turbias de tipoinorgánicas han sido el resultado del impacto directo del hombre sobre su cuenca de drenaje(Quirós ✘✙ ✚✛✜, 2002).

En lo que respecta al fitoplancton de las lagunas de la región, existen numerosos antecedentes detrabajos florísticos, entre los que pueden señalarse, por ejemplo, los trabajos de Guarrera ✘✙ ✚✛✜(1968) y Echenique (2001). Por otra parte, los primeros trabajos ecológicos en abordar en formacomparativa a esta comunidad en un conjunto de cuerpos de agua contrastantes (lagunas claras yturbias) fueron los de Izaguirre y Vinocur (1994 a y b), quienes propusieron una primeratipificación de las lagunas en base a sus comunidades fitoplanctónicas. Más recientemente, otros

✢✣✤✥✦✧★✩✩✪✫✣ ✬✭✣✭✥✮✯

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trabajos abordaron nuev as investigaciones en las que se comparan las lagunas de la región. Enparticular, el trabajo de Pérez ✱✲ ✳✴✵ (2010) muestra las diferencias en las características ópticas delas diferentes lagunas de la zona. Otras investigaciones en las que se analizaron en formacomparativa distintas lagunas de la región incluyeron otros aspectos de la comunidadfitoplanctónica, tales como la productividad primaria y la estructura del picoplancton autotrófico(Allende ✱✲ ✳✴✵, 2009; Silvoso ✱✲ ✳✴✵, 2010). Algunas lagunas en particular fueron estudiadas enforma más intensiva, involucrando el análisis de ciclos temporales completos. Por ejemplo, para lalaguna turbia Chascomús existen numerosos estudios recientes. En particular, Torremorell ✱✲ ✳✴✵(2007) analizaron las variaciones en un gran número de parámetros fisicoquímicos a lo largo de unciclo anual y sugieren que esta laguna se encontraría principalmente limitada por luz. Trabajosposteriores realizados en el mismo cuerpo de agua (Torremorell ✱✲ ✳✴✵, 2009) se han centrado en elestudio de la producción primaria y densidad fitoplanctónica durante un ciclo anual y relacionaronestos patrones anuales con parámetros ópticos, confirmando el rol central de la luz comolimitante en esta laguna. Un trabajo reciente (Diovisalvi ✱✲ ✳✴, 2010) recopila toda la informacióndisponible sobre la dinámica de esta importante laguna pampeana.

En relación al fitoplancton, la comunidad perífitica ha sido mucho menos estudiada en las lagunasde esta región. En particular, los estudios de Cano ✱✲ ✳✴✵ (2008) y Casco ✱✲ ✳✴✵ (2009) analizaroncomparativamente a las comunidades del epipelon, epifiton sobre sustratos naturales y alfitoplancton en la laguna Lacombe. Esta laguna presenta la particularidad de alternar períodos deaguas claras y turbias en breves lapsos de tiempo. Para la fracción algal del perifiton existentambién algunos trabajos taxonómicos puntuales realizados en lagunas de la región (e.g. Tell,1972, 1973 b) pero el volumen de información disponible sobre las comunidades sésiles es muchomenor que para las planctónicas.

✶✷✸✹✺✻✼✽ ✾✹✿✹❀❁❂

❃❄

❅l objetivo gene❀❁❂ de este t❀❁✷❁✸✽ de ❆esis ❇octo❀❁❂ fue c ❁❀❁❈teriz❁❀ ❁ ❂❁ comunid❁❉ perifític❁ de❂❁❊un❁❋ some❀❁❋ de ❂❁ ●egión Pampeana con distintos estados de equilibrio, que presentancaracterísticas ópticas contrastantes (claras vegetadas, turbias orgánicas y turbias inorgánicas) yanalizar las adaptaciones de los ensambles algales de esta comunidad en forma comparativa conel fitoplancton en relación a las condiciones lumínicas existentes en los distintos tipos de lagunas.

Otro de los objetivos centrales de esta tesis fue evaluar las interacciones entre los productores deambas comunidades algales productoras (principalmente en relación a la luz y a los nutrientes) através de experimentos controlados realizados en sistemas acuáticos de característicascontrastantes.

Los objetivos específicos de cada uno de los estudios realizados se detallan en los respectivoscapítulos de esta tesis.

Área de Estud io

❍■

El área de estudio de la presente tesis se encuentra restringida a la zona de la llamada ☜Pampadeprimida☝ ❏❑■° ❑▲ ▼́❑◆° 4❖´ P◗ 5❘° 4❘´ -5❖° 0❘´ ❙) (❚uirós ❯❱ ❲❳❨, 2006). El clima de la región estemplado-húmedo con precipitaciones anuales promedio de 800 mm (Quirós y Drago, 1999) y conuna alternancia entre períodos secos y húmedos (Allende ❯❱ ❲❳❨, 2009). En la Fig. 4 se muestra elregistro, provisto por el Servicio Meteorológico Nacional, de las precipitaciones totales mensualespara la región en el período enero 2007-octubre 2011, donde se pueden apreciar estasalternancias en los períodos. La temperatura media anual es de 15,3 °C con vientos de 10,1 km h-1

en promedio anual (Torremorell ❯❱ ❲❳❨, 2007).

Fig. 4 Registro de precipitaciones mensuales para la zona de Dolores, estación meteorológica más cercana ala región donde se ubican las lagunas seleccionadas. Datos provistos por el Servicio Meteorológico Nacional

Gran parte de la región pertenece a la cuenca del Río Salado (Fig. 5) y algunas de estas lagunas sehan denominado ☜lagunas encadenadas☝. Este sistema está compuesto por siete lagunasinterconectadas por canales y arroyos que desaguan en el Río Salado (Diovisalvi ❯❱ ❲❳❨, 2010). Poreste motivo estas lagunas se hallan influenciadas por las variaciones en los niveles hidrométricosdel Río Salado (Allende ❯❱ ❲❳❨, 2009), lo que provoca fuertes cambios fisicoquímicos y biológicos enlas lagunas (Renella y Quirós, 2006).

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❩6

Es importante destacar que en los últimos años se han incrementado las actividades agrícolas yganaderas que se desarrollan en la región (Quirós ❬❭ ❪❫., 2006) pudiendo esto tener una influenciasobre los cuerpos de agua presentes en la misma.

Las lagunas que han sido objeto de estudio de la presente tesis pertenecen a alguna de lascategorías previamente descriptas: claras vegetadas, turbias orgánicas y turbias inorgánicas. En laTabla 1 se presentan la ubicación geográfica, las características morfométricas más importantes ylas principales características ópticas y fisicoquímicas que llevaron a realizar la selección de lasmismas.

Fig. 5 Ubicación de las 5 lagunas estudiadas. Lagunas claras vegetadas: Kakel Huincul (1), El Triunfo (2);laguna turbia inorgánica: Yalca (3); lagunas turbias orgánicas: San Jorge (4), El Burro (5)

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❴❵

❛❜❝❞❡❜❢ ❣❤❜✐❜❢ ❥❦❝❦❧❜♠❜❢: Kakel Huincul y El Triunfo

Estas lagunas se encuentran profusamente colonizadas por macrófitas sumergidas (principalmenteMyriophyllum sp. y Ceratophyllum demersum) y por macrófitas emergentes (Schoenoplectuscalifornicus) (Allende et al., 2009). Ambas lagunas presentan mayores valores de profundidad deldisco Secchi (en relación a otras lagunas de la región) y menores valores de coeficientes deatenuación vertical (KdPAR). Respecto a la concentración de nutrientes, los valores de nitrógenoinorgánico disuelto (NID) que se registran en estas lagunas son relativamente bajos, lo que puededeberse a que el nitrógeno es mayormente utilizado por las macrófitas, tal como describen Villaret al. (1998) para otros ambientes vegetados, disminuyendo así su concentración en la columna deagua.

Por otra parte es de destacar que Kakel Huincul es la única laguna estudiada que se encuentraubicada fuera de la cuenca del Río Salado (Fig. 4). Debido a esto presenta algunas característicasfisicoquímicas diferentes al resto de las lagunas estudiadas, por ejemplo su conductividad es máselevada que las del resto del conjunto de lagunas (Tabla 1).

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♥♦

F♣qr s Imágenes de las lagunas claras vegetadas estudiadast arriba Kakel Huincu✉✈ abajo El Triunfo

Foto✇ Haydée Pizarro

Foto✇ Romina Schiaffino

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①②

③④⑤⑥⑦④⑧ ⑨⑥⑩❶❷④⑧ ❸⑩⑤ánicas: El Burro y San Jorge

Estas lagunas presentan bajos valores de profundidad del disco de Secchi y elevados valores deKdPAR ❹Tabla ①)❺ Su turbidez es debida a grandes concentraciones de fitoplancton ❹Allende et al.❻❼❽❽②)❺ Estos autores describen que el fitoplancton de la laguna San Jorge suele estar casiexclusivamente compuesto por cianobacterias filamentosas de la especie Raphidiopsismediterranea❻ llegando a desarrollar verdaderas floracione❾❺ La laguna El Burro pert enece alsistema de ☜lagunas encadenadas de Chascomús☝ y❻ aunque también puede clasificarse comoturbia ❿orgánic➀❻ sus características difieren de la anterior ya que su fitoplancton suele estardominado por clorofícea❾❺ Estas lagunas no presentan macrófitas sumergidas, pero sí seencuentran en su zona litoral, aunque no muy abundantes, macrófitas emergentes(principalmente Schoenoplectus californicus).

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➁➂

➃➄➅➆ 6 Fotografías de las lagunas turbias orgánicas bajo estudio: arriba laguna El Burro, abajo laguna SanJorge

Foto: Rodrigo Sinistro

Foto: Irina Izaguirre

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➇➈

➉➊➋➌➍➊ ➎➌➏➐➑➊ ➑➍➒➏➋ánica: Yalca

La laguna Yalca presenta los valores más altos de Kd PAR y menores valores de profundidad del discode Secch➓➔ Este cuerpo de agua se caracteriza por su mayor concentración de material inorgánicoen suspensión, lo que es típico de lagunas turbias inorgánicas. Como se mencionó anteriormente,según Quirós et al. (2002) las características ópticas del agua de estas lagunas serían el productode la acción humana directa sobre el espejo de agua o sus cuencas de drenaje.

Fig. 7 Laguna turbia inorgánica estudiada: fotografía de la zona litoral de la laguna Yalca

Foto: Haydée Pizarro

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→→

Tabla ➣ Principales carácteristicas morfométricas y posición geográfica de las lagunas estudiadas. Datosobtenidos de: * Google Earth; ** Pérez et al. (2010); ***http://irapescar.com/; ****Allende et al. (2009);*****http://www.chascomus.net/lasencadenadas.htm. KdPAR: coeficiente de atenuación de la luz; NID:nitrógeno inorgánico disuelto; NT: nitrógeno total; PT: fósforo total

Claras Vegetadas Turbias Orgánicas Turbia Inorgánica

Kakel Huincul El Triunfo El Burro San Jorge Yalca

Posición geográfica 36° 48´ S; 57°47Ó*

35° 51´ S; 57° 52Ó*

35° 42´ S; 57°55´ O*

35° 40´ S; 57°47Ó*

35° 35´ S; 57° 55Ó*

Area (km2) 20,0** 1,5** 10,2** 3,0** 10,6**

Profundidad máxima (m) 4*** 5***

Profundidad media (m) 1,8*** 1,8***** 2***

Desarrollo de línea de costa(km)

32,2* 5,1* 7,4* 16,2

Secchi (cm)**** >102 >100 17 12 7

KdPAR (m-1)** 3,5 4,8 13,9 17,2 46,9

Seston (mg L-1)**** 57 5 106 98 329

pH**** 9,18 9,79 9,04 9,23 8,63

Conductividad

(µS cm-1)****

2187 1650 1157 1380 670

NID (µg L-1)**** 114 58 636 1067 788

NT (µg L-1)**** 302 229 1179 1628 2022

PT (µg L-1)**** 135 179 202 229 297

ÍTULO ☜Composición de la co munidad algal perifítica en lagunasclaras y turbias de la llanura pampeana y su comparación

con el fitoplancton☝

↔↕➙ítulo ➛

➜➝

➞➟➠➡➢➤➥➦➦➧ón

El perifiton se encuentra conformad o tanto por organismos vivos microscópicos como por detritusorgánico e inorgánico, siendo las algas el principal componente fototrófico. Estas algas presentandistintas adaptaciones morfológicas que le confieren la capacidad de adherirse a los diferentestipos de sustratos presentes en los cuerpos de agua. Entre las adaptaciones más comunes seencuentran las estructuras conformadas por mucílago (e.g. pies, almohadillas) que presentan lamayoría de las algas de tipo filamentosas como así también algunas cocoides unicelulares ymuchas diatomeas. Por otro lado, las diatomeas en particular poseen una estructura denominadarafe, por donde pueden liberar mucílago, lo que no solo les confiere la capacidad de adherirse sinotambién de migrar dentro de la matriz perifítica según cambien las condiciones del medio que lasrodea (Stevenson, 1996).

Debido a sus características morfométricas, los lagos someros presentan un gran desarrollo dezona litoral, lo que permite el desarrollo significativo de comunidades algales adheridas. Sinembargo y, debido en parte a las dificultades metodológicas que implica su manipulación, estetipo de comunidades algales ha sido menos investigada en comparación con el fitoplancton. Estehecho se observa en los relativamente pocos estudios realizados sobre la composición perifítica delas lagunas de la región pampeana. Algunos trabajos del siglo pasado (e.g. Tell, 1972; Tell, 1973 ab) han abordado el estudio del perifiton desarrollado sobre sustratos naturales en las lagunasChascomús, El Burro, Yalca y Vitel desde un punto de vista taxonómico. El trabajo de Tell (1973 a)describe las diatomeas perifíticas de la laguna Chascomús distinguiendo entre especiesverdaderamente epífitas y aquellas especies típicamente de hábito planctónico pero que seencontraron adheridas a los sustratos de manera ocasional. Por otra parte, en Tell (1973 b) sedescribe la composición de esta comunidad en varias lagunas de la región haciendo especialénfasis en el estudio de las cianobacterias presentes. Recientemente, Casco et a➨➩ (2009) hanrealizado un estudio taxonómico focalizado en el análisis de las comunidades perifíticas en lalaguna Lacombe, la cual presenta alternancia de estados de turbidez. Los autores describen loscambios temporales en las distintas comunidades adheridas durante un período de tiempo queabarca un cambio de estado de la laguna. Asimismo, señalan que los valores más altos de riqueza

➫➭➯ítulo ➲

➳➵

en la comunidad epipélica se observaron durante las fases de aguas claras y que las cianobacteriasfilamentosas dominaron dicha comunidad a lo largo de todo el per íodo analizado (Casco et a➸➺ ➻ op➺cit➺ ➼➽

A diferencia de lo observado para la comunidad perifític➭➻ la composición taxonómica delfitoplancton de las lagunas de la llanura pampeana ha sido objeto de numerosos estudios en elsiglo pasado y en el presente (e.g. Yacubson, 1965; Guarrera et a➸➺ , 1968; Guarrera et a➸➺ , 1972;Mosto y Tell, 1977; Izaguirre y Vinocur 1994 b; Tell et a➸➺ , 2008; Allende et a➸➺ , 2009). Por su parte,Izaguirre y Vinocur (1994 a) realizaron un estudio ecológico sobre once lagunas de la regiónrelacionando las composiciones taxonómicas del fitoplancton con diferentes variablesambientales. Este trabajo también reportó la dominancia de cianobacterias y el desarrollo defloraciones algales en algunas lagunas turbias y la co-dominancia de especies flageladas en lasvegetadas. En particular, el fitoplancton de las lagunas que son objeto de estudio de esta tesis hasido recientemente descripto por Allende et a➸➺ (2009). Estos autores llevaron a cabo un análisiscuali y cuantitativo de la comunidad fitoplanctónica durante el año 2005 registrando un total de174 taxones en los diferentes cuerpos de agua. Posteriormente, Izaguirre et a➸➺ (en prensa )analizaron los grupos funcionales del fitoplancton en estos tres tipos de sistemas, comparandotres clasificaciones funcionales distintas. De tal manera, para las lagunas de la región se cuenta conun importante bagaje de información en lo que concierne a la composición de las comunidadesfitoplanctónicas.

➾➚➪ítulo ➶

➹➘

Objetivo

➾➴nsiderando la escasa información ha sta el presente el objetivo de este capítulo fue el de realizaruna descripción general de la estructura de la fracción algal del perifiton sobre macrófitasemergentes en lagunas claras, turbias orgánicas y turbias inorgánicas de la llanura pampeana.Adicionalmente, se comparó la composición de esta comunidad con la composición de lacomunidad fitoplanctónica tomada de datos bibliográficos para los tres tipos de sistemas.

Cabe señalar que en esta tesis el estudio florístico de la comunidad perifítica sobre sustratosnaturales se realizó en base a un muestreo estival. De tal manera, para una completa descripciónque involucre posibles cambios estacionales de los ensambles perifíticos, se debería realizar unseguimiento a lo largo de todo un año.

Materiales y métodos

Se seleccionaron para este estudio 5 lagunas pertenecientes a la llanura pampeana: 2 lagunasclaras (Kakel Huincul y El Triunfo), 2 lagunas turbias orgánicas (San Jorge y El Burro) y 1 lagunaturbia inorgánica (Yalca). Entre el 5-6 de noviembre de 2007 se tomaron muestras de perifitondesarrollado sobre sustratos naturales. El sitio donde se realizó el muestreo se eligió siguiendo elcriterio de seleccionar zonas litorales, accesibles, que fueran representativas del tipo de lagunaque se trataba. Para esto se tuvo en cuenta la información previa con que se contaba al momentode realizar el muestreo (Allende et al ., 2009). A fin de comparar entre las distintas lagunas setomaron muestras del mismo tipo de sustrato, juncos de la especie ➷choenoplect us californicus , yaque esta macrófita palustre se encontraba presente en todas las lagunas. De la zona litoral de cadacuerpo de agua se cortaron 2 o 3 trozos de distintos juncos cercanos, utilizando una tijera dejardinero. Los trozos de tallo fueron de aproximadamente 10 cm de la parte sumergida, de laporción correspondiente a la parte más cercana a la superficie del agua. Las secciones cortadas seconservaron dentro de bolsas herméticas, en frío y oscuridad para su traslado al laboratorio dondese procesaron. A las bolsas herméticas se les incorporó un poco de agua de la laguna para evitar eldesecamiento de las muestras durante el traslado, esta agua se descartó antes de proceder al

➬➮➱ítulo ✃

❐❒

raspado del mate❮❰➮ÏÐ En la FigÐ ✃Ð✃ se muestra como fueron tomadas la s muestras de perifiton enla laguna Kakel HuincuÏÑ del mismo modo se realizó el muestreo en el resto de las lagunas.

Fig. 1.1 Recolección de muestras de perifiton desarrollado sobre sustratos naturales en la laguna clara KakelHuincul

ÒÓÔÕÓÖ×ØÙ ÓÚÖÕØÛÜÓ×ØÙ

Con el objeto de realizar una caracterización general de las lagunas en el día del muestreo, setomaron muestras de agua subsuperficiales en el mismo sitio de donde se cortaron los juncos parala determinación de los principales nutrientes y de la clorofila Ó (Chl Ó) fitoplanctónica, las quefueron conservadas en frío y oscuridad hasta su traslado al laboratorio. También se obtuvieronmuestras para la determinación de sólidos totales en suspensión (STS) y materia orgánica ensuspensión (MO).

Foto: Irina Izaguirre

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Durante el muestreo se realizaron mediciones in situ de pHã conductividadã temperatura y oxígenodisuelto en el agua mediante la utilización de sensores de campo Hanna HI9143, HI991301 (HannaInstruments, USA). Se midió la profundidad del disco de Secchi, la irradiancia incidente y lasubacuática (cada 10 cm de profundidad de la columna de agua) mediante un sensor esféricosumergible Li-Cor PAR (Li-250) y se calcularon los coeficientes de atenuación vertical de la luzfotosintéticamente activa (KdPAR). Estos coeficientes se calcularon a partir de la ecuación 1 (Kirk,1994):

Iz= I0 e -kd z (1)

Donde Iz es la irradiancia medida a una profundidad determinada, I0 es la irradiancia subsuperficialy z es la profundidad en metros.

Las muestras para análisis de nutrientes disueltos se filtraron a través de filtros Whatman® GF/F losque se conservaron envueltos en papel aluminio a -20°C para la posterior determinación de Chl a.El volumen filtrado se utilizó para la determinación de nutrientes disueltos. Se calcularon laconcentración de fósforo reactivo soluble (FRS) (método ácido ascórbico), nitrato + nitrito(método de reducción con cadmio) y amonio (método del salicilato) utilizando unespectrofotómetro HACH® DR/2010 (HACH Company, USA) y sus correspondientes ☜kits☝ dereactivos HACH®; el límite de detección para la determinación de los nutrientes fue de 0,001 mg L-

1. La concentración de nitrógeno inorgánico disuelto (NID) se calculó mediante la suma de lasconcentraciones de nitrato + nitrito + amonio.

La Chl a se estimó espectrofotométricamente siguiendo la metodología descripta en Marker et al.,(1980). El pigmento se extrajo incorporando 8 ml de etanol caliente (60°- 70°C) y dejando lasmuestras toda la noche en heladera a 4°C. Al día siguiente se centrifugó la muestra durante 5minutos y luego se midió la absorbancia a 665 y 750 nm en un espectrofotómetro BECKMAN®. Conel objeto de realizar la deducción por feopigmentos, cada muestra se volvió a leer a las mismaslongitudes de onda luego de acidificarlas con 0,1 ml de HCl 0,1 N. La concentración de Chl a secalculó según las fórmulas propuestas por Lorenzen (1967):

(Chl a sin feopigmentos (µg L-1)) = F [(Absa665 - Absa750) ♠ (Absb665 - Absb750)] k V (2)

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Donde Abs a es la Absorbancia antes de acidificar; Abs b es la ab sorbancia después de acidificåéê F esun factor para equiparar la reducción en la absorbancia con la Chl a inicial 2,43 (específico para eletanol); k es el coeficiente de absorción específica de la Chl a (11,2 para el etanol) y V es elvolumen del extracto (ml) / volumen filtrado (L).

Por otro lado, se determinaron los sólidos totales en suspensión (STS) los que se estimaron comoel residuo seco que quedó luego de filtrar entre 100 y 150 ml de muestra de agua (dependiendode la laguna) a través de filtros Whatman® GF/C, previamente calcinados 2 horas a 440°C ypesados. El porcentaje de materia orgánica (MO) se calculó como la diferencia entre el residuoseco y el peso seco libre de cenizas luego de 3 horas de calcinación de las muestras a 440°C en lamufla (APHA, 2005).

ëìíîïîðñò

Una vez llevados al laboratorio los trozos de junco se rasparon cuidadosamente con un elementofiloso (trozo de policarbonato limpio) y el material obtenido se juntó en una única muestra paracada laguna que se fijó con formol (concentración final 4%) para su conservación hasta su análisis.La determinación de especies se realizó bajo un microscopio óptico Olympus BX 40 utilizandobibliografía especializada (Printz, 1964; Bourrelly, 1970; 1972; 1981; Ettl, 1983; Komárek y Fott,1983; Komárek y Anagnostidis, 1999; 2005). Para una correcta determinación de las diatomeas serealizaron preparados permanentes siguiendo la metodología descripta en Vinocur y Maidana(2010). Se tomó 1 ml de muestra la que se calentó hasta ebullición con agua oxigenada para laoxidación de la materia orgánica. Luego, se montó parte de la muestra procesada entre porta ycubreobjetos utilizando como medio de montaje la resina ☜Styrax☝. La bibliografía específicautilizada para la determinación de las diatomeas fue Krammer y Lange-Bertalot (1986; 1988; 1991a; 1991 b) y Vinocur ìð óôõ (1994). Adicionalmente se realizó un análisis semicuantitativo con elobjetivo de obtener las abundancias relativas de los taxones encontrados, según las abundancias yel tamaño de las especies siguiendo la escala arbitraria; 5: 100-75%, 4: 75-50%, 3: 50-25%, 2: 25-

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üýþ ùÿ �ü%✁ ✂✄☎ ✆÷✝✄✞✟☎ ☎✟ ÷☎✠✡☛÷✞✄☛ ☎✟✡ún el porcentaje de cobertura luego de la observación detodo el portaobjetos. Es importante señalar que debido a que son valores dentro de un rango ybasados en observaciones semicuantitativas, pueden superar el 100% de cobertura total debidotambién a la superposición espacial de los taxones en las muestras observadas.

Resultados

En la Tabla 1.1 se presentan las variables ambientales registradas durante el muestreo. Las lagunasclasificadas como ☜claras☝ fueron las que presentaron mayores valores de Secchi y menoresvalores de KdPAR (1,71 y 6,54 para Kakel Huincul y El Triunfo respectivamente). El material ensuspensión (STS y MO) en ambas lagunas también fue el menor registrado en el total de laslagunas estudiadas. Por otra parte El Triunfo presentó el mayor valor de oxígeno disuelto (18,02mg L-1) mientras que en Kakel Huincul se registró el menor valor (6,24 mg L-1). Las lagunas turbiasorgánicas presentaron valores intermedios de KdPAR y Secchi en comparación con el conjunto delagunas estudiadas (Tabla 1.1); en estas lagunas se observaron los mayores valores de Chl afitoplanctónica (238,05 µg L-1 y 188,04 µg L-1 para San Jorge y El Burro respectivamente). En lalaguna Yalca se registró el valor más alto de KdPAR (47,92) y el menor valor de Secchi (15 cm),indicando una alta limitación lumínica. En esta laguna se encontraron también los mayores valoresde STS y MO. Respecto a la concentración de nutrientes disueltos, las lagunas claras exhibieron losmenores valores (Tabla 1.1), mientras que el FRS fue alto en todas las lagunas estudiadas exceptoen Kakel Huincul (20 µg L-1).

☞✌✍ítulo 1

31

Tabla 1.1 Variables limnológicas para las 5 lagunas estudiadas. Sólidos totales en suspensión (STS), Materiaorgánica (MO), Nitrógeno inorgánico disuelto (NID), Fósforo reactivo soluble (FRS), Clorofila afitoplanctónica (Chl a fito)

Claras vegetadas Turbias

Orgánicas Inorgánicas


pH 7,93 9,45 8,64 8,93 8,15

Temperatura (°C) 15,9 21,0 18,8 17,8 17,3

Conductividad ( S cm-1) 1150 1860 1350 1540 690

Oxígeno disuelto (mg L-1) 6,24 18,02 10,4 9,19 8,32

Secchi (cm) > 120 > 70 15 22 8

KdPAR (m-1) 1,71 6,54 13,33 9,4 47,92

STS (mg L-1) 4,05 27,5 157,0 60,5 533,3

MO (mg L-1) 5,7 23,5 76,0 49,0 86,6

NID (µg L-1) 30 10 20 60 130

FRS (µg L-1) 20 280 100 240 1090

Chl a fito (µg L-1) 3,27 65,32 188,04 238,05 16,33

✎✏✑ítulo 1

32

✒✓mposición algal del perifiton

Lagunas claras

En la laguna clara vegetada El Triunfo se registró un total de 29 taxones, entre géneros y especies.La comunidad perífitica en esta laguna se encontró dominada por diatomeas. Entre las especiesmás abundantes se registraron Navicula peregrina, distintas especies pertenecientes al géneroGomphonema y varias especies de Nitzschia (Tabla 1.2). En segundo lugar, se observó una grancantidad aunque no dominante, de clorofitas filamentosas (Stigeoclonium sp., Bulbochaethe sp.).En esta laguna clara también se registraron varias cianobacterias de tipo filamentosas(Planktolyngbya limnetica, Oscillatoria sp.). Con menor frecuencia pudimos observar algunasdesmidiáceas (Closterium sp., Euastrum sp.) y cianobacterias coloniales (Aphanocapsa sp.).

En Kakel Huincul, la otra laguna clara, co-dominaron clorofitas de hábito filamentoso junto condiatomeas. En esta laguna se registró un total de 25 taxones, valor similar al reportado para ElTriunfo. Respecto a las clorofitas el género mejor representado fue Oedogonium seguido deespecies de Stigeochlonium. Por otro lado, se encontraron también individuos pertenecientes algénero Coleochaete. Las diatomeas más abundantes fueron distintas especies pertenecientes algénero Gomphonema, así como Cymbella cistula, Synedra acus y Cocconeis placentula. En estalaguna también se registraron, aunque en menor proporción, especies de desmidiáceas del géneroCosmarium y cianobacterias filamentosas (Leptolyngbya frigida) (Tabla 1.2).

Lagunas turbias orgánicas

El perifiton de la laguna El Burro no se encontró dominado por un solo grupo algal sino quepresentó una gran variedad, con un total de 25 taxones registrados. Entre estos taxones seencuentran varios tipos de diatomeas, distintas especies de clorofitas filamentosas (Bulbochaethesp., Oedogonium sp.), clorofitas unicelulares (Tetraedron minimum, Tetrastrumstaurogeniaeforme), algunas clorofitas cenobiales (e.g. Scenedesmus spp., Pediastrum boryanum)y cianobacterias filamentosas (Tabla 1.2).

✔✕✖ítulo 1

33

Respecto a la otra laguna turbia, San Jorge, se registró un total de 20 taxones. Si bien este valorfue similar al de la laguna El Burro, en San Jorge encontramos una co-dominancia de clorofitas detipo filamentosas (✗✘✙✚✛✜haethe sp., ✢✣✤✛✥✛✦✧✘★ sp.) que cubrieron gran parte de la matrizperifítica así como distintas especies de diatomeas principalmente pennadas (e.g. ✩✪★✚✣✙✙✫

★✘✣✙✙✣✬✧✭ ✮✯✧✰hemia adnata y varias especies del género Gomphonema). En la Tabla 1.2 se muestrael listado de especies registradas en esta laguna.

Laguna turbia inorgánica

En la laguna turbia inorgánica Yalca el total de taxones registrados fue de 16, siendo este valor elmenor en comparación con las otras lagunas estudiadas. En esta laguna las diatomeas fue el grupoclaramente dominante, entre ellas las céntricas Melosira varians y Biddulphia laevis; también seregistró una gran abundancia de diatomeas pennadas como Navicula peregrina, Gomphonemaparvulum y Gomphonema subclavatum (Tabla 1.2). Se encontraron también, aunque en muchamenor cantidad, algunas especies de clorofitas filamentosas como Stigeochlonium sp.Ocasionalmente se registraron individuos de la especie Characiopsis brevispina y algunasdesmidiáceas pertenecientes al género Cosmarium.

✱✲✳ítulo 1

34

Tabla 1.2 Lista de algas perifíticas encontradas sobre macrófitas emergentes en las 5 lagunas estudiadas.Entre paréntesis se señala el nombre actual para aquellas especies que cambiaron de denominación. Losnúmeros indican porcentajes relativos de cobertura: 5: 100-75%, 4: 75-50%, 3: 50-25%, 2: 25-5%, 1: >5%

Claras Turbias orgánicas Turbiasinorgánicas

KakelHuincul

El Triunfo San Jorge El Burro Yalca

HeterokontophytaBacillariophyceae✴✵✶✷✸✹✺✻✼✽✷ ✾✽✷✿✵✶✷❀✷ 1 1 1❁✼❂❂✵✶❃hia lae❄✼✺(❅✶✻✵✽✹✺✼✽✷ ✶✷✻❄✼✺) 2

❆✹✸✸✹✿✻✼✺ ❃✶✷✸✻✿❀✵✶✷ 3 2 1❆❇✸✶✹❀✻✶✶✷ ❈✻✿✻✾hiniana(❉tephanocyclusmene✾hiniana )

1 1 1

❆ym❊✻✶✶✷ ✸✼✺❀✵✶✷ ❋ ✸✼✺❀✵✶✷ 2❆❇❈❊✻✶✶✷ ❈✵✻✶✶✻✽✼

(●✿✸❇✹✿✻❈✷ ❈✵✻✶✶✻✽✼) 2 2 3 2

❆❇❈❊✻✶✶✷ sp. 1❍✻✿❀✼✸✵✶✷ sp. 1❍✼❃✶✹✿✻✼✺ ✻✶✶✼❃❀✼✸✷ 1●❃✼❀hemia adnata 2 1 3 1●✵✿✹❀✼✷ ❊✼✶✵✿✷✽✼✺ 1●✵✿✹❀✼✷ ❃✻✸❀✼✿✷✶✼✺ 2

■❏❑ítulo 1

35

Tabla 1.2 Continuación


KakelHuincul


▲▼◆❖P◗◆▼P◆ ❘❙❚❯❱▼❲❳❚❯(❨❱◆❲▼❙❯P▼◆ ❘❙❚❯❱▼❲❳❚❯) 1 1 2 1

▲▼◆❖P◗◆▼P◆ ❘❙❚❯❱▼❲❳❚❯ f.❯❲❩❯◆◗P❚◆

(❬❯❳❲❭❙❯❱◆❲▼❙❯P▼◆❯❲❩❯◆◗P❚◆)

1

▲▼◆❖P◗◆▼P◆ ◗❳❪❱❙❯❱◆❲▼❙❚(❨❱◆❲▼❙❯P▼❳◗◗◆◗❳❪❱❙❯❱◆❲▼❙❚)

2

▲▼◆❖P◗◆▼P◆ sp. 1Gomphonema affine 3 3 3Gomphonema parvulum 3 3 2 3Gomphonemasubclavatum

3 2 2 3

Gomphonema truncatum 3 2 2Hantzschia amphioxis 1 2 1Hantzschia sp. 2Melosira varians 3Navicula gregaria 1Navicula peregrina 2 3 2 3Navicula slesvicensis 1Navicula sp. 2

❫❴❵ítulo 1

36



KakelHuincul


❛❜❝zschia amphibia 1 3 2Nitzschia palea 1 2Nitzschia sigma 1 2Nitzschia sp. 2 2Pinnularia biceps 2Synedra acus 3 3Synedra ulna 1ChlorophytaChlorophyceaeAphanochaete sp. 2Bulbochaethe sp. 2 3 2Oedogonium sp. 4 3 2Oedogonium undulatum 1Pediastrum tetras 1Pediastrum boryanum 1Scenedesmus sp. 1 1Scenedesmus longispina 1Stigeoclonium sp. 3 2 1 2Tetraedron minimum 1Tetrastrumstaurogeniaeforme

1

Charophyceae

❞❡❢ítulo 1

37



KakelHuincul


❣haetosphaeridium❤✐❥❦❥❧♠♥

1

❣✐❥❧♦♣qr♠♥ sp. 2❣❥✐♣❥shaete soluta 2❣osmarium sp. 1 2 1 1t♠✉❧♦q♠♥ sp. 1 1✈♦✉♠q✉❧♦q♠♥ sp. 1Zignematal filamentosa 1Cyanobacteria✇①✉❦✉♣①✉ sp. 2✇②hanocapsa delicatissima 1 1③♣②♦❥✐④①❤❦④✉ ⑤qr❤r⑥✉ 1❣qr①✉✐r♠♥ sp. 1⑦❧sr✐✐✉♦❥qr✉ ❥q①✉♦✉ 2⑦❧sr✐✐✉♦❥qr✉ sp. 2 1 1⑧✐✉①ktolyngbya limnetica 1 2OchrophytaXantophyceaeCharaciopsis brevispina 1 1EuglenophytaEuglena sp. 1Phacus sp. 1

⑨⑩❶ítulo 1

38

Discusión

En general, el perifiton de todas las lagunas analizadas se caracterizó por una gran presencia dedistintas especies de diatomeas. Las clorofitas de hábito filamentoso también fueron de granimportancia en casi todas las lagunas seleccionadas, seguidas de cianobacterias tambiénfilamentosas. En coincidencia con el patrón general observado en este estudio, Goldsborough yRobinson (1996) señalan que los principales grupos algales presentes en los ensambles de lascomunidades algales adheridas de los humedales son típicamente las diatomeas, las clorofitas ylas cianobacterias. Como hemos señalado en la ❷❸❹❺❻❼❽❾❾❿➀❸ de este capítulo, las especies algalesadaptadas a la vida sésil presentan una serie de estructuras que les permiten la adhesión a losdiferentes sustratos. Es así que encontramos que las clorofitas filamentosas suelen presentardiscos o almohadillas de adhesión mucilaginosos mientras que las diatomeas pueden estar fijadasa la matriz perifitica a través de pies de mucílago o directamente por el rafe (Stevenson, 1996).

En contraposición a la co-dominancia de clorofitas filamentosas y diatomeas registrada en esteestudio, Casco ➁❹ ➂➃➄ (2009) observaron una dominancia de cianobacterias filamentosas en elepipelon de la laguna Lacombe a lo largo de un ciclo anual durante el cual se sucedieron cambiosen los estados de equilibrio del cuerpo de agua. Independientemente de los cambios registradosen las características de la columna de agua y en la composición del fitoplancton, la comunidadepipélica siempre estuvo dominada por tres especies pertenecientes a la familia Oscillatoriaceae,evidenciando que la comunidad permaneció dominada por especies tolerantes a bajas condicioneslumínicas. Por otra parte estudios realizados sobre la composición taxonómica de la comunidadperifítica de una laguna subtropical del sur de Brasil conectada al Río Paraná, mostraron unadominancia de diatomeas y de varias especies de zignematales, variando la riqueza de especiesacorde a las fluctuaciones en el nivel hidrométrico (Rodrigues y Bicudo, 2001; Murakami ➁❹ ➂➃➄,2009). En estos estudios los autores plantean que la abundancia de zignematales aumenta con laaparición de macrófitas sumergidas, mientras que las diatomeas son importantes colonizadoras alposeer estructuras de fijación.

En particular, en las lagunas claras vegetadas el perifiton se encontró caracterizado por especiesde diatomeas y clorofitas filamentosas netamente epífitas que, como ya hemos mencionado,

➅➆➇ítulo 1

39

presentan estructuras de fijación que les permiten adherirse al sustrato, como el rafe de lasdiatomeas, pies y almohadillas de mucílago (Stevenson, 1996). Además, en una de las lagunasclaras se registró también una importante presencia de cianobacterias filamentosas. Encontraposición a lo observado para el perifiton, el fitoplancton se ha caracterizado principalmentepor estar compuesto de algas unicelulares flageladas crisofíceas y criptofíceas (➈➉➊➋➌➍➎➏➉➐➌➎

➑➊➑➍➒➉➊➑➓➔➌➓➊ → ➣↔→➒➔➍➐➍➑➊➎ ➐➊↔➎➍➑➌➌); en el fitoplancton de estas lagunas también fueronregistradas algunas clorofíceas unicelulares (↕onoraphidium circinale , ↕onoraphidium contortum ,➣➙lamydomonas spp. y ➣➙lorella spp.) y diatomeas (➛↔➊➋➌➉➊↔➌➊ sp. y ➣➍➓➓➍➑➏➌➎ ➒➉➊➓➏➑➔➜➉➊) en unestudio realizado sobre muestras tomadas durante el año 2005 (Allende ➏➔ ➊➉➝, 2009). Por otraparte Izaguirre y Vinocur (1994 a), en un trabajo realizado con muestras tomadas entre los años1987 y 1989, han reportado para otras lagunas vegetadas de la región, una dominancia deespecies flageladas volvocales y euglenofíceas. Entre las volvocales fueron encontradas Goniumpectorale, Eudorina elegans y Pandorina morum. Las euglenoideas registradas pertenecieron a losgéneros Euglena, Leponcinclis y Trachelomonas (Izaguirre y Vinocur 1994 a; Allende et al., 2009).La gran cantidad de macrófitas sumergidas presentes en este tipo de lagunas reduceconsiderablemente la turbulencia del agua, aumentando la sedimentación de las algasfitoplanctónicas. La presencia de algas flageladas en los cuerpos de agua vegetados puede debersea la ventaja adaptativa que presentan al poseer una menor tasa de sedimentación en comparacióncon algas más grandes que carecen de adaptaciones para la flotabilidad (Søndergaard y Moss,1998; Allende et al., 2009) así como una defensa contra el pastoreo. Cabe destacar que a pesar deque tanto en el fitoplancton como en el perifiton se registró una gran presencia de algasclorofíceas, debido quizás a las buenas condiciones lumínicas que se encuentran en estas lagunas,comparando la composición fitoplanctónica tomada de la bibliografía con la composición algal delperifiton de este estudio, ambas comunidades fue muy diferente. Probablemente la escasa mezclade la columna de agua que se da en este tipo de lagunas vegetadas promueve el desarrollo yestablecimiento de dos comunidades microalgales bien diferenciadas, registrándose pocasespecies planctónicas en las muestras perifíticas.

El perifiton de las lagunas turbias orgánicas también se encontró co-dominado por clorofitasfilamentosas y diatomeas. Sin embargo, al analizar las muestras de perifiton se registraron varias

➞➟➠ítulo 1

40

especies planctónicas. Esto se debe probablemente a la capacidad de mezcla completa de lacolumna de agua que presentan estas lagunas someras y polimícticas lo que provoca el estrechocontacto entre el fitoplancton y el perifiton (Cano et a➡➢ , 2008). Es por esto que se han observadoespecies planctónicas presentes en el perifiton. También puede darse el fenómeno inverso, esdecir algas perifíticas que por resuspensión pasan a la columna de agua, afectando la composiciónde la comunidad fitoplanctónica (Hansson, 1996). A pesar que estas dos comunidades compartenalgunas especies es importante destacar que siguen siendo comunidades distinguibles conensambles algales particulares y diferenciados. Respecto al fitoplancton de las lagunas turbiasorgánicas, Allende et a➡➢ (2009) describen grandes diferencias en su composición fitoplanctónicasobre muestras tomadas en el año 2005. Estos autores señalan que El Burro se encontródominado por clorofitas, principalmente ➤➥smarium lae➦➧ , seguido de cianobacterias coloniales(➨➩hanocapsa delicatissima ). Por otra parte la laguna San Jorge se encuentra casi exclusivamentedominada por cianobacterias filamentosas (➫aphidiopsis mediterranea ).Las lagunas turbias inorgánicas presentan una fuerte limitación lumínica dada por grandescantidades de material inorgánico en suspensión, visualizado a partir de los valores de KdPAR y desólidos totales en suspensión. Las diatomeas, así como las cianobacterias, han sido descriptascomo algas adaptadas a tolerar bajas intensidades lumínicas (Hill, 1996), lo cual les permitecolonizar estos tipos de ambientes bajo condiciones de luz adversas. El perifiton de este tipo delagunas estuvo casi exclusivamente dominado por diferentes especies de diatomeas tantopennadas como céntricas. En coincidencia con el patrón observado, en Allende et al ➢ (2009) paramuestras tomadas en el año 2005, se describe al fitoplancton de la laguna Yalca como unacomunidad también dominada por diferentes especies de diatomeas, y se han registrado ademásclorofitas unicelulares. No podemos descartar en este tipo de lagunas la existencia de especiescompartidas entre ambas comunidades debido a la mezcla casi permanente que se produce en lacolumna de agua.

Las variables ambientales de las lagunas seleccionadas para este estudio reflejaron lascaracterísticas de cada una de las categorías a la que pertenecen en la época del año en la que serealizó el muestreo. De este modo, las lagunas claras vegetadas exhibieron menores valores de

➭➯➲ítulo 1

41

KdPAR y mayores valores de Secchi. Las lagunas turbias orgánicas presentaron valores intermediosde estas variables así como altos valores de Chl a fitoplanctónica característico de este tipo delagunas. Por su parte la laguna Yalca (turbia inorgánica) fue la que presentó los valores másextremos de KdPAR y Secchi, así como los mayores valores de STS indicando una fuerte limitaciónlumínica debida a altas densidades de materia inorgánica en suspensión, en este cuerpo de agua.Por otra parte los valores de nutrientes indicaron que todas las lagunas estudiadas son de tipoeutróficas.Conocer la composición taxonómica de la comunidad perifítica es de gran importancia para unaprimera aproximación en el entendimiento del rol de esta comunidad productora dentro de ladinámica de los lagos someros de la llanura pampeana y de este modo poder avanzar en el análisisde las interacciones que se dan en estos importantes cuerpos de agua.

☜ ón de pigmentos de las comunidades

productoras fitoplanctónicas y perifíticas en los tres tipos delagunas de la llanura pampeana☝

➳➵➸ítulo 2

43

➺➻➼➽➾➚➪➶➶➹ón

Los organismos autotróficos captan energía lumínica del medio acuático a través de pigmentosfotosintéticos. La absorción de estas moléculas varía entre 400 y 700 nm, rango correspondiente ala radiación fotosintéticamente activa o PAR (en inglés, Photosynthetically Active Radiation).Existen tres tipos de pigmentos fotosintéticos agrupados según su estructura química: clorofilas,carotenoides y biliproteínas, teniendo, cada tipo de pigmento, una eficiencia diferente respecto aluso de las distintas longitudes de onda del espectro lumínico (Kirk, 1994). El proceso defotosíntesis se divide en dos conjuntos de reacciones lumínicas que tienen lugar en losdenominados fotosistemas I y II. Cada fotosistema está constituido por un núcleo de clorofila ➘

que se encuentra ensamblado a otras moléculas captadoras de luz que funcionan como ☜antenas☝;éstas pueden ser otras moléculas de clorofila ➘ o moléculas de clorofila ➴, clorofila ➷, carotenoidesy/o biliproteínas (Hill, 1996). La función de estos pigmentos accesorios es ampliar el espectro deabsorción de la clorofila ➘ (Kirk, 1994) y de esta manera optimizar la energía lumínica incidente. Lacomposición de los fotosistemas varía entre los diferentes grupos taxonómicos de algasincluyendo a las cianobacterias.

En condiciones de luz desfavorables, para evitar la limitación por luz, las comunidadesmicroalgales desarrollan diferentes estrategias. En particular, el fitoplancton puede regular suposición en la columna de agua hacia zonas de mejor luminosidad, cambiando su flotabilidad omoviéndose por medio de flagelos (Falkowski y Raven, 2007). Por otro lado, también puedeaumentar la capacidad de colectar luz de la célula mediante la síntesis de más moléculas declorofila o aumentando la concentración de pigmentos accesorios (☜adaptación cromática☝)(Reynolds, 2006). En lagos someros, el sombreado que experimenta el fitoplancton es producto dela atenuación de la luz y de la profundidad de mezcla de la columna de agua, que en este tipo deambientes suele ser igual a la profundidad total (Scheffer, 1998). La mezcla permanente ycompleta de la columna de agua en los lagos someros presenta una ventaja para esta comunidadya que les permite a los organismos acceder a zonas con mejores condiciones lumínicas (Reynolds,1994).

➬➮➱ítulo 2

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Por otro lado, el efecto de la luz sobre la fracción algal del perifiton y las adaptaciones de estacomunidad, han sido en comparación menos estudiados que para el fitoplancton (Hill, 1996). Cabeseñalar que estas algas pueden estar expuestas a condiciones de luz extremas, tanto porencontrarse sometidas a altas irradiancias en lagunas de aguas claras como a limitación por luz enlagunas turbias. Algunos trabajos muestran que según las condiciones lumínicas, las algasadheridas tienen la capacidad de migrar dentro de su propia matriz desde la superficie hacia elinterior y ✃❐❒❮✃❮❰ÏÐ (Falkowski y Raven, 2007). Otros estudios muestran que las algas adheridaspresentan también ciertas adaptaciones o aclimatación al sombreado dadas por ejemplo por elincremento en la concentración de los pigmentos accesorios que funcionan como ☜antenas☝ (Hill,1996).

Cuando en un cuerpo de agua la luz es un factor limitante, las algas del perifiton compiten con elfitoplancton por el acceso a ésta. En este contexto el fitoplancton posee cierta ventaja sobre elperifiton ya que por encontrarse en suspensión en la columna de agua accede primero a la luz yreduce la disponibilidad de este recurso para el perifiton (Hansson, 1988).

Por otra parte, los espectros de absorbancia de las comunidades microalgales varían entreespecies y están determinados, entre otros factores, por la forma y el tamaño de los cloroplastos,la forma de vida del alga (i.e. si se trata de filamentos, células individuales o colonias) y por sucomposición de pigmentos (Kirk, 1994). Debido a que la composición de pigmentos de losdiferentes grupos taxonómicos algales se encuentra bien descripta (Kirk, 1994) es posible utilizar lapresencia de los principales pigmentos como marcadores taxonómicos para identificar losdiferentes grupos algales dentro de una comunidad.

Como ya fuera mencionado, en la llanura pampeana hay una gran cantidad de lagos someros quese encuentran clasificados según sus características ópticas como lagunas claras, turbias orgánicasy turbias inorgánicas. Es decir, que en una misma región encontramos distintos escenarioslumínicos, que varían en su disponibilidad de luz en la columna de agua. Estas diferencias se daninclusive entre lagunas turbias pero que contienen distinto tipo de material particulado (Pérez ❮Ñ

ÐÒÓ, 2010), como son las lagunas turbias de tipo orgánicas y las inorgánicas. Cabe destacar que,debido al uso intensivo de fertilizantes y pesticidas en actividades agrícolas, en los últimos años ha

ÔÕÖítulo 2

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habido un cambio progresivo de las lagunas de la región desde un estado de aguas claras hacia unestado de aguas turbias (Quirós et ×ØÙ , 2002; 2006). Además, el desmonte asociado a la creación deáreas para cultivo incrementa la entrada de material disuelto y particulado desde la cuenca hacialos sistemas acuáticos.

Objetivos

El objetivo general de este capítulo fue el de analizar las posibles adaptaciones de las algas de lacomunidad planctónica y perifítica ante los diferentes escenarios lumínicos presentes en laslagunas de la llanura pampeana: lagunas claras vegetadas, turbias orgánicas y turbias inorgánicas através de la composición pigmentaria de ambas comunidades algales. En el caso particular delperifiton, se analizó la existencia de posibles variaciones en profundidad, tanto de su biomasacomo de su composición algal. Paralelamente y para completar el estudio estructural, se analizó lacomposición de los grandes grupos taxonómicos en ambas comunidades.

ÚÛÜítulo 2

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Hipótesis

1. Tanto la composición taxonómica como pigmentaria de la fracción algal del perifitondesarrollado sobre sustratos artificiales difiere entre lagunas con diferentes escenariosópticos.

2. En una misma laguna la biomasa y estructura de la fracción algal del perifiton varía con elaumento de la profundidad.

3. El aporte relativo de la comunidad perífitica a la biomasa microalgal total (considerandocomo total a la biomasa microalgal fitoplanctónica y perifítica; estimada comoconcentración de Chl Ý) es mayor en las lagunas claras que en las lagunas turbias.

4. En lagunas claras la biomasa algal del perifiton es mayor que la del fitoplancton en tantoque en las turbias la biomasa fitoplanctónica es superior a la perifítica.


Se analizó la composición pigmentaria de las comunidades algales perifíticas y planctónicas encinco lagunas pertenecientes a la llanura pampeana. Las lagunas seleccionadas fueron lassiguientes: Kakel Huincul y El Triunfo (claras vegetadas); San Jorge y El Burro (turbias orgánicas);Yalca (turbia inorgánica). Estos lagos someros ya fueron descriptos en la sección ÞßàÝ áà âãäåáæç.Los experimentos se llevaron a cabo en la zona litoral de cada uno de ellos. Este estudio se realizócon la colaboración de investigadores pertenecientes al IIB-INTECH (Chascomús, Prov. de BuenosAires).

èæãàéç àêëàßæìàíäÝî

Para el análisis de la comunidad perifítica se utilizaron sustratos artificiales (tiras de policarbonatode 3 cm de ancho x 70 cm de largo) los que se colocaron verticalmente y por triplicado en la zonalitoral de cada laguna sujetos a estacas colocadas para tal fin. El criterio de selección del sitiodonde se colocaron los sustratos fue que se tratara de zonas representativas del tipo de laguna

ïðñítulo 2

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que se había elegido. En las lagunas claras se colocaron cerca de las macrófitas sumergidas peroalejados de las macrófitas emergentes. Se dejaron colonizar en las lagunas durante un mes, entreel 5-6 de noviembre de 2007 y el 5-6 de diciembre de 2007. Una vez transcurrido ese tiempo seretiraron los sustratos artificiales de las lagunas. En la Fig. 2.2 se muestran los sustratos artificialesluego de un mes de colonización. Posteriormente cada sustrato se cortó en porciones de 10 cm.Para asegurarnos de conservar la porción de sustrato que hubiera estado en contacto permanentecon la columna de agua a lo largo de todo el mes de colonización, se descartaron los 10 cmsuperiores y los 10 cm inferiores de cada tira de policarbonato (Fig. 2.1). De esta maneraobtuvimos un perfil de 50 cm de profundidad, fraccionado cada 10 cm, para todas las lagunasexcepto para Kakel Huincul donde, debido a su bajo nivel hidrométrico en el momento del estudio,el perfil obtenido fue de un total de 40 cm. Para poder realizar comparaciones entre ambascomunidades algales productoras, se tomaron muestras integradas con un balde del fitoplanctonde cada laguna.

Fig. 2.1 Esquema en donde se muestra la ubicación de los sustratos artificiales en cada laguna y cómo secortaron posteriormente

òóôítulo 2

48

Fig. 2.2 sustratos colonizados antes de ser cortados en la laguna El Triunfo (izquierda) y en Yalca (derecha)

õö÷øöùúûü öýùøûþÿöúûü

En cada laguna se midieron subsuperficialmente las siguientes variables físico-químicas durante lacolocación de los sustratos en el mes de noviembre y en el muestreo del mes de diciembre: pH,conductividad, oxígeno disuelto y temperatura con sensores de campo Hanna HI9143, HI991301(Hanna Instruments, USA).

Además se estimaron, durante el muestreo de diciembre, distintas variables ópticas de cadalaguna. Los perfiles espectrales de radiación incidente (380-750 nm) se midieron con un espectroradiómetro USB2000 (Ocean Optics) equipado con una fibra óptica y un difusor de teflón. Estasmediciones se realizaron en cada laguna cerca de mediodía y dentro de un contenedor de plástico(50 x 50 x 40 cm) dejando la fibra óptica fijada al fondo del recipiente. Se fue llenando el recipientecon agua de la laguna a medir, realizándose lecturas cada 1cm de aumento en profundidad. Estametodología de medición (Fig. 2.3) se utilizó para minimizar el error en las lecturas de irradianciaque provoca la presencia de oleaje en la laguna.

Foto: María Laura Sánchez

Foto: Romina Schiaffino

�✁✂ítulo 2

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Fig. 2.3 Dispositivo para la medición de los perfiles de atenuación de la luz. En la imagen se muestra elcontenedor plástico lleno con el agua de la laguna, dentro del cual se encuentra el sensor conectado a lacomputadora portátil

Se calcularon los coeficientes de atenuación de la luz PAR (KdPAR) a partir de la ecuación (1) del✄☎p✆✝✞✟✠ ✡ . Además se estimó la profundidad de la capa eufótica como 4,6/KdPAR.

Se midió la turbidez nefelométrica de cada laguna (como estimador de la dispersión de la luz)utilizando un turbidímetro 2100P (HACH®).

Los coeficientes de absorción de la materia orgánica cromofórica disuelta (CDOM, del inglés☜chromophoric disolved organic matter☝) simbolizada como [ag( )] se estimaron midiendo laabsorbancia entre 380 y 750 nm de la muestra filtrada (a través de un filtro de 0,2 m), aintervalos de 1 nm. La absorbancia de CDOM se midió en una cubeta de cuarzo, comparandocontra un blanco de muestra de agua (mQ) utilizando un espectrofotómetro HITACHI U-2000®.Siguiendo la metodología propuesta por Shooter ☛✝ ☎✟. (1998), la absorbancia a 750 nm se


☞✌✍ítulo 2

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consideró despreciable. Para minimizar posibles errores producidos por dispersión, los valores decada longitud de onda se corrigieron sustrayéndole la lectura a 750 nm. El coeficiente de absorcióndel CDOM [ag (タ)] se calculó como:

rAa filtrado303,2

g (3)

Donde ✎ ✏✑✒✓✔✕✖✗ (タ✘ es la absorbancia medida en ese タ y ✙ es la longitud de la cubeta en metros (Kirk,1994).

Además se determinó el espectro de absorción por parte de las partículas, [ap ( )], sobre elmaterial colectado en los filtros GF/F (Trüper y Yentsch, 1967). Para minimizar la dispersión de laluz se colocaron los filtros enteros húmedos sobre el sensor del espectrofotómetro y se midieroncontra un filtro limpio embebido con agua mQ. Los coeficientes de absorción se estimaron segúnMitchell y Kiefer (1984).

タザVsAa

filt

filtrado303,2p (4)

Donde ✚ es el área del filtro que tiene el material filtrado, ✛ ✜✢✣✤ es el volumen de agua filtrado y✥タ✘ es el factor de amplificación calculado según Bricaud y Stramski (1990),

0,221,63 タAタザ filtrado (5)

✦✧★ítulo 2

51

Dentro de la fracción particulada pudimos distinguir entre i) la absorción dada por la clorofilainterna de las células y pigmentos accesorios (absorción del fitoplancton [aph ( )]) y ii) la absorcióndada por otros componentes de las algas, organismos heterotróficos, detrito y partículasinorgánicas (absorción no algal [ad ( )]). Se utilizó el método de Kishino (Kishino et ✩✪✫ , 1985) paraestimar el [ad ( )]; la absorción del fitoplancton se estimó como la diferencia entre [ap ( )]-[ad ( )].

También se determinó la concentración de los principales nutrientes para lo cual se tomó unamuestra de cada laguna en el mismo sitio donde se colocaron a colonizar los sustratos artificiales ydonde se tomaron las muestras de fitoplancton. El fósforo total (PT) se estimó a partir de lamuestra sin filtrar para lo cual se convirtió en fósforo reactivo soluble (FRS) utilizando una soluciónde digestión ácida con persulfato de potasio. El FRS se determinó luego como molibdato reactivode P, siguiendo los procedimientos analíticos descriptos en APHA (2005). Los nitratos + nitritos(método de reducción con cadmio) y el amonio (método de salicilato) se determinaron utilizandoun espectrofotómetro HACH DR/2010 (HACH Company, USA) con sus correspondientes ☜✬✭✮✯☝ dereactivos HACH®. El nitrógeno inorgánico disuelto (NID) se calculó sumando las concentraciones denitrato + nitrito + amonio.Los sólidos totales en suspensión (STS) se estimaron siguiendo la metodología descripta en APHA(2005), como fue detallado en el ✰✩✱✲✮✳✪✴ ✵.

✶✷✸ítulo 2

52

✹✺✻✼✽✼✾✿❀

Una vez cortados cada 10 cm en el campo, los sustratos se trasladaron al laboratorio en frío yoscuridad dentro de bolsas herméticas. Se raspó cuidadosamente el material adherido a cadasustrato, el material se suspendió en un volumen conocido de agua destilada y se sometió aagitación mecánica. Luego de la homogeneización de la muestra se dividió en 3 alícuotas paraanalizar las diferentes fracciones de la comunidad.

Una de las alícuotas se fijó con lugol acidificado (concentración final 1%). Posteriormente serealizó el análisis cuantitativo de los principales grupos taxonómicos algales utilizando unmicroscopio invertido Zeiss® siguiendo la metodología descripta en Utermöhl (1958); el error derecuento se estimó según Venrick (1978). Para expresar los recuentos como abundanciasconsideramos las células, filamentos o colonias como individuos teniendo en cuenta el númeropromedio de células por filamento y por colonia que aparecieron en las muestras.

La segunda alícuota de perifiton se utilizó para determinar la concentración de los diferentespigmentos presentes. Para esto se filtró la muestra a través de un filtro Whatman® GF/F que luegose guardó en un sobre de papel aluminio a -80°C hasta su procesamiento (ver ❁✺✾✺✻❂✼❀❃❄✼❅❀ ❁✺❆✼❇❂✺❀✾✿❈ ❆✿✻ ❉✹❊❋).

Una tercera alícuota del material raspado se filtró a través de un filtro Whatman® GF/C para ladeterminación de peso seco (PS), cenizas y peso seco libre de cenizas (PSLC). Los filtros secalcinaron en mufla previamente a ser usados (durante 3 horas a 440°C). El PS se calculó pesandoel filtro una vez que el material filtrado se secó hasta peso constante en estufa a 60°C. Las cenizasse determinaron luego de 3 horas de calcinación (440°C) de las muestras secas. El PSLC sedeterminó como la diferencia en peso entre el PS y las cenizas (APHA, 2005).

Todas las variables del perifiton fueron relativizadas al área de sustrato raspada.

Por último, utilizando la concentración de clorofila ❃ (Chl ❃) y el PSLC se calculó el índiceautotrófico (IA) como PSLC/Chl ❃. Valores del IA superiores a 200 estarían indicando una altaproporción de organismos heterotróficos y de detritus orgánico en la comunidad perifítica (APHA,2005).

●❍■ítulo 2

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❏❑▲▼◆❖P◗❘▲▼◗

Se tomó una muestra sub-superficial de cada laguna para la determinación de la concentración delos diferentes pigmentos, la que se transportó en frío y oscuridad hasta el laboratorio donde sefiltró a través de un filtro Whatman® GF/F y se procedió de la misma manera que para el perifiton.Se fijaron además muestras con lugol acidificado (concentración final 1%) para la determinacióncuantitativa de los principales grupos taxonómicos del nano y microfitoplancton. Estas muestras secontaron bajo microscopio invertido de la misma manera que para el perifiton.

❙❚▲❚❯❱❑◗P❘❑❲◗ ❳❚ ◆❑❨❱❚◗▲▼❩ ◆▼❯ ❬❭❪❫La determinación de concentración de pigmentos mediante la técnica de HPLC se llevó a cabo enel laboratorio de Ecología y Fotobiología Acuática del IIB-INTECH (Chascomús, provincia de BuenosAires).Se determinó la concentración de pigmentos en una muestra de fitoplancton por laguna, mientrasque para el perifiton se determinaron por triplicado en las muestras previamente filtradas a travésde filtros Whatman® GF/F. La extracción de los pigmentos se realizó con acetona 90 % durantetoda la noche a 4°C y en una atmósfera saturada de nitrógeno. Al día siguiente, el extracto secentrifugó a 3000 rpm por 10 min. Los extractos de pigmentos se midieron en un HPLC de fasereversa (método modificado de Mantoura y Llewellyn, 1983; Hurley, 1988) usando uncromatógrafo Äkta (Amersham, Buckinghamshire, UK) mediante el programa Unicorn (Amersham,Buckinghamshire, UK). Se utilizaron estándares de Sigma Inc. (Buchs, Switzerland) para laidentificación y cuantificación de los pigmentos. Algunos carotenoides, de los cuales no seconsiguieron estándares, se identificaron en base a los tiempos de retención que se encuentranpublicados en la bibliografía por otros autores. Estos carotenoides fueron cuantificados usando ala fucoxantina como referencia. El procedimiento utilizado no nos permitió separar a la zeaxantinade la luteína, y por lo tanto nos referiremos a ellas como zeax+lut.Para poder estudiar la estratificación en profundidad del perifiton y la composición delfitoplancton se seleccionó un grupo de pigmentos, tanto fotosintéticos como fotoprotectores, queson marcadores taxonómicos. Entre las clorofilas, xantofilas y los carotenoides determinados

❴❵❛ítulo 2

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podemos destacar que la Chl ❜ y el ザ-caroteno (ザ-carot) son característicos de todos los gruposalgales (Van den Hoek et ❜❝❞ , 1998). La clorofila ❡ (Chl ❡) es característica de las clorofitas yeuglenofitas, mientras que la luteína (lut) solamente se encuentra en clorofitas. Por otra parte, lamixoxantofila (mixo) y la zeaxantina (zeax) son pigmentos muy importantes de las cianobacterias(Van den Hoek ❢❣ ❜❝❞, 1998). La fucoxantina (fucox) es un pigmento importante tanto de lasdiatomeas como de las crisofíceas mientras que la diadinoxantina (diad) es característico de lasxantofíceas y de las diatomeas y también se encuentra presente en las crisofíceas (Van den Hoek❢❣ ❜❝❞, 1998). La aloxantina (alox) es característica de las criptofitas, sin embargo este pigmento nofue identificado en nuestras muestras.Por otra parte, para poder comparar las comunidades fitoplanctónicas y perifíticas utilizamos elcriterio propuesto por Goldsborough y Robinson (1996), calculando para el fitoplancton lasconcentraciones de pigmentos referidas al área. Se consideró para esto una columna de aguaimaginaria de 10 m x 10 m x la profundidad del sitio de muestreo. Además para obtener un únicovalor referido al perifiton se promedió todo el perfil en profundidad.

❤✐❥❝❦❧❦❧ ❢❧❣❜♠♥❧❣❦♦♣❧

Se analizaron estadísticamente las distintas variables del perifiton (Chl ❜, pigmentos accesorios,PS, PSLC, cenizas, IA, densidades totales) mediante ANOVA de uno y dos factores (Underwood,1997) con laguna y profundidad como factores principales. Se realizaron contrastes de Tukey oanálisis de efectos simples en el caso de los ANOVAS de 2 vías que presentaron interacciónsignificativa de sus factores. Se comprobaron los supuestos de normalidad y homocedacia, en loscasos en que no se cumplieron se realizaron las transformaciones necesarias. Se utilizaron losprogramas STATISTICA 7® y SPSS15.0®.

qrsítulo 2

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Resultados

t✉✈✇✉①②③④ ✉⑤①✇③⑥⑦✉②③④

En la Tabla 2.1 se presentan las variables físico-químicas y ópticas para los lagos somerosestudiados. Según las concentraciones de nutrientes obtenidas las cinco lagunas son eutróficas.Sin embargo, en la mayoría de ellas se registraron valores de NID bajos (18,6-53 µg L-1). KakelHuincul presentó el menor valor de fósforo total (PT) con un valor de 20 g L-1 mientras que la otralaguna clara, El Triunfo, exhibió valores más altos (PT= 168 g L-1) (Tabla 2.1). Las lagunas turbiasorgánicas mostraron altos valores tanto de PT como de NID. Por su parte, la laguna Yalca (turbiainorgánica) fue la que presentó los valores más altos de concentración de nutrientes (PT, NID yFRS). El pH varió entre 7,4 y 9,4 con el menor valor registrado en la laguna Kakel Huincul. Engeneral, la conductividad fue alta en todos los cuerpos de agua estudiados y osciló entre 690 y1860 S cm-1, valores típicos de las lagunas de esta región.

Respecto a las características ópticas las lagunas presentaron un gradiente en sus condicioneslumínicas. Entre los lagos someros clasificados como claros se encontraron diferencias; KakelHuincul resultó ser una laguna más clara que El Triunfo tal como se desprende de su menor valorde KdPAR (3,3 m-1) y turbidez (1,45 NTU). Los valores registrados en El Triunfo mostraron que estalaguna, aunque también clara, durante el período de estos estudios presentaba una turbidezligeramente mayor (KdPAR: 6,1 m-1; turbidez: 9,48 NTU) (Tabla 2.1). Las lagunas turbias orgánicasSan Jorge y El Burro no presentaron diferencias entre ellas en sus características ópticas ya queambas mostraron valores de turbidez intermedia en relación al conjunto total de lagunasestudiadas. Por su parte la laguna turbia inorgánica Yalca resultó la más turbia de todos loscuerpos de agua analizados presentando valores extremadamente altos de turbidez (316 NTU) yKdPAR (45,1 m-1). Esta laguna también presentó los valores más altos de material en suspensiónprincipalmente inorgánico, corroborando su condición de laguna turbia inorgánica.

⑧⑨⑩ítulo 2

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Tabla 2.1 Chl ❶ fitoplanctónica y variables fisicoquímicas que caracterizan trófica y ópticamente a los cincolagos someros estudiados (OD: oxígeno disuelto, Chl ❶ fito: clorofila ❶ fitoplanctónica, NID: NitrógenoInorgánico Disuelto; FRS: Fósforo Reactivo Soluble; PT: fósforo total; STS: Sólidos Totales en Suspensión;MO: Materia Orgánica en suspensión; KdPAR: coeficiente de atenuación vertical de la luz; ad: coeficiente deabsorción de otros componentes algales, organismos heterotróficos, detrito y partículas inorgánicas; aph:coeficiente de absorción de clorofila y pigmentos accesorios; ag: coeficiente de absorción de CDOM). Entreparéntesis se muestran los valores de noviembre y diciembre respectivamente. Las variables que presentanun solo valor fueron medidas únicamente en el muestreo de diciembre

Claras vegetadasTurbias



pH 7,4 9,1 8,9 8,7 8,4

Conductividad ( S cm-

1) (1150-1300) (1860-1540) (1350-1460) (1540-1590) (690-770)

OD (mg L-1) (6,2-6,2) (18,1-11,6) (10,4-10,1) (9,2-7,2) (8,3-7,2)

Temperatura (°C) (15,9-22,7) (21,0-25,4) (18.8-24,8) (17,8-21,0) (17,3-22,0)

Chl ❶ fito (µg L-1) (3,27-1,93) (65,32-21,07) (188,04-93,06)

(238,05-207,64) (11,14-16,33)

NID (µg L-1) 18,6 13,8 30 24 53

FRS (µg L-1) 6,2 63 40 17,8 336

PT (µg L-1) 20 168 - 198 570

❷❸❹ítulo 2

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Claras vegetadasTurbias



STS (mg L-1) (4,1-2,4) (27,5-10,8) (157-93) (60,5-61,5) (533-299)

MO (mg L-1) (5,74-2,4) (23,5-10,8) (76-51) (49-43) (86-49)

Turbidez (NTU) 1,45 9,48 66,9 74,9 316,0

KdPAR (m-1) 3,3 6,1 9,6 9,4 45,1

Profundidad eufótica(cm) 139,5 75,5 48,0 49,0 10,2

ad(PAR) (m-1) 0,18 0,62 1,44 1,16 10,11

aph(PAR) (m-1) 0,09 0,42 1,35 2,78 1,05

ag(PAR) (m-1) 2,55 3,94 1,21 1,31 21,9

❺❻❼ítulo 2

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La Fig. 2.4a muestra el porcentaje de irradiancia incidente en las diferentes profundidades de lacolumna de agua para cada una de las lagunas estudiadas. En la Fig. 2.4b se muestran loscoeficientes de atenuación espectral Kd (タ). Todas las lagunas exhibieron los valores de Kd (タ) másaltos cerca de la región azul del espectro. Tanto San Jorge como El Burro presentaron un aumentoen la atenuación de la luz en la región roja del espectro que se corresponde con el segundo pico deabsorción de la Chl ❽ (Fig. 2.4a).

Las lagunas claras mostraron los valores más altos de coeficientes de absorción de CDOM (ag). EnEl Triunfo también fue importante la absorción por materia particulada (e.g. detrito (ad)). Laslagunas turbias orgánicas exhibieron los valores más altos de absorción por parte del fitoplancton(aph) y bajos valores de absorción por parte del CDOM. Por el contrario, la laguna Yalca tuvoelevados valores de coeficientes de absorción, tanto de detrito como de CDOM (Tabla 2.1).

❾❿➀ítulo 2

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Fig. 2.4 a) Porcentaje de irradiancia incidente a las diferentes profundidades de la columna de agua en loscinco lagos someros estudiados. Notar que las irradiancias correspondientes a la las lagunas San Jorge y ElBurro se encuentran solapadas. b) Espectro de atenuación de la luz [Kd (タ)] en las cinco lagunas

➁➂➃ítulo 2

60

➄➅➆➇➈➇➉➊➋ ➌ ➍➇➉➊➎➏➐➋➑➉➊➋

Lagunas claras vegetadas

A pesar de haber sido ambas lagunas caracterizadas como claras, Kakel Huincul y El Triunfodifirieron en sus patrones de concentración de pigmentos perifíticos (Fig. 2.5ab, Fig. 2.6ab) asícomo en la abundancia de sus principales grupos algales (Fig. 2.7ab) y en las otras variables demasa analizadas (Fig. 2.8ab).

En la laguna Kakel Huincul no se registraron diferencias significativas en cuanto a la concentraciónde Chl ➐ a lo largo del perfil de profundidad, variando sus valores entre 0,3 y 0,45 µg cm-2 (Fig.2.5a). Los pigmentos accesorios estuvieron en general dominados por Chl ➒, seguida de fucox yzeax+lut. La concentración total de pigmentos accesorios no varió con la profundidad, siguiendo elmismo patrón observado para la Chl ➐. Sin embargo, aunque no significativamente, lasconcentraciones de Chl ➒ y fucox variaron con la profundidad. La concentración de fucox y suaporte relativo estimado como fucox/Chl ➐ tendieron a aumentar con la profundidad. Un patrónopuesto se observó para la Chl ➒ y la relación Chl ➒/Chl ➐ (Fig. 2.6a).

La densidad total de los principales grupos taxonómicos del perifiton decreció significativamentedespués de los 30 cm (ANOVA factor profundidad, p<0,05), variando entre 3,02 104 ind. cm-2 en losprimeros 10 cm hasta 1,05 104 ind cm-2 en las muestras más profundas. El principal grupo algal fueel de las clorofitas en las muestras más superficiales, mientras que las diatomeas pasaron a serdominantes a profundidades mayores; también se observó un aumento en la importancia relativade las crisofíceas (Fig. 2.7a). Tanto el PS como el PSLC del perifiton no presentaron diferenciassignificativas en profundidad. El PS varió entre 95,9 y 151,8 µg cm-2 mientras que el PS osciló entre13,8 y 142,5 µg cm-2. Por su parte el IA presentó un pico máximo a profundidades intermedias (Fig.2.8a). El fitoplancton (>2 µm) estuvo principalmente representado por diatomeas, seguido declorofitas unicelulares. La densidad total que se registró para el fitoplancton fue de 263 ind. ml-1,siendo la más baja entre todas las lagunas estudiadas (Tabla 2.2). La concentración de Chl ➐

fitoplanctónica fue de 1,9 µg L-1 (Tabla 2.1) y los principales pigmentos accesorios fueron Chl ➒,zeax+lut, neox, fucox y diad (Tabla 2.2).

➓➔→ítulo 2

61

Tabla 2.2 Variables fitoplanctónicas en las cinco lagunas estudiadas

Claras vegetadas Turbias



Densidadfitoplancton

(ind. ml-1)

263 1,18 104 5,59 104 2,15 105 731

Principalesgrupos

taxonómicos(% de la

densidadtotal)

Diatomeas(68%),

Clorofíceas(21%)

Cianobacterias(43%), Clorofíceas

(36%)

Diatomeas (10%)

Clorofíceas(81%)

Cianobacterias(98%)

Diatomeas(58%)

Clorofíceas(35%)

Principalespigmentosaccesorios

(µg L-1)

Chl ➣ (0,27)Zeax+lut (0,25)

Neox (0,16)

Fucox (0,12)

Diad (0,09)

Chl ➣ (3,79)

Zeax+lut (1,99)

Fucox (1,42)

Mixox (0,21)

Zeax+lut (27,75)

Mixox (9,99)

Chl ➣ (2,58)

Carot ↔↕➙5➛(267,66)

ザ-carot (20,69)

Zeax+lut(19,89)

Mixox (13,56)

Zeax+lut (2,77)

Chl ➣ (0,83)

Fucox (0,14)

➜➝➞ítulo 2

62


Principalespigmentos

accesorios/ Chl➟

Chl ➠/Chl ➟(0,14)

Zeax+lut/Chl ➟(0,06)

Neox/Chl ➟(0,08)

Fucox/Chl ➟(0,06)

Diad/Chl ➟(0,05)

Chl ➠/Chl ➟ (0,18)


Fucox/Chl ➟(0,06)

Mixox/Chl ➟(0,01)


Mixox/Chl ➟(0,10)

Chl ➠/Chl ➟(0,02)

Carot ➡➢➤5➥/Chl ➟(1,28)

ザ-carot/Chl ➟(0,10)


Mixox/Chl ➟(0,06)


Chl ➠/Chl ➟(0,07)

Fucox/Chl ➟(0,01)

➦➧➨ítulo 2

63

En El Triunfo se observaron diferencias significativas en la concentración de Chl ➩ perifítica a lolargo de las cinco profundidades muestreadas, disminuyendo desde 0,6 µg cm➫2 en las muestrasmás superficiales hasta 0,06 µg cm➫2 en las más profundas (ANOVA factor profundidad, p<0,005)(Fig. 2.5b). La concentración total de pigmentos accesorios también disminuyó significativamentecon la profundidad (ANOVA factor profundidad, p<0,005), y se encontró en promedio dominadapor Chl ➭ y fucox, seguida de zeax+lut y diad (Fig. 2.6b). Respecto a los aportes relativos de lospigmentos accesorios sobre la Chl ➩, se registraron diferentes tendencias. Las relaciones Chl ➭/Chl➩ y zeax+lut/Chl ➩ mostraron un patrón decreciente en profundidad. Por otra parte, para fucox/Chl➩ y diad/Chl ➩ se observó una tendencia opuesta ya que el aporte relativo de estos pigmentosaumentó con la profundidad (Fig. 2.6b). Las densidades totales de perifiton variaron en un rangoentre 1,85 105 ind. cm-2 en los primeros 10 cm hasta 3,48 103 ind cm-2 en los últimos 50 cm. Lasdiatomeas fueron dominantes en los primeros 20 cm seguidas de las clorofitas y cianobacterias,mientras que a mayores profundidades todos los grupos taxonómicos disminuyeronsignificativamente (ANOVA factor profundidad, p<0,005) siendo dominantes las diatomeas (Fig.2.7b). El PS y PSLC disminuyeron luego de los 40 cm de profundidad (ANOVAs factor profundidad,p<0,05 y p<0,05 respectivamente). El máximo valor registrado de PSLC fue 212,1 µg cm-2 en losprimeros 10 cm y el mínimo fue de 65,1 µg cm-2 en los últimos 50 cm. El rango de variación del PSfue entre 53,8 y 254,3 µg cm-2. El IA no varió con la profundidad (Fig. 2.8b). La densidad delfitoplancton en esta laguna (1,8 104 ind. ml-1) fue mucho mayor que la registrada en la otra lagunaclara y estuvo co-dominada por cianobacterias y clorofitas, seguidas en menor medida pordiatomeas (Tabla 2.2). La concentración de Chl ➩ fitoplanctónica fue de 21,07 µg L-1 (Tabla 2.1) ylos principales pigmentos accesorios que se encontraron en esta comunidad fueron Chl ➭, seguidosde zeax+lut, fucox y mixox (Tabla 2.2).

➯➲➳ítulo 2

64

Fig. 2.5 Perfiles de variación de la concentración de Chl ➵ perifítica en los cinco lagos someros estudiados.Las barras representan desvíos estándar (n=3)

➸➺➻ítulo 2

65

Fig. 2.6 Panel de la izquierda: perfiles de variación de la concentración de los pigmentos accesorios(marcadores taxonómicos) con la profundidad. Panel de la derecha: Contribución relativa de los pigmentosaccesorios/Chl ➼

➽➾➚ítulo 2

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Lagunas turbias orgánicas

Las dos lagunas turbias orgánicas estudiadas, San Jorge y El Burro, exhibieron patrones similaresrespecto a las variables perifíticas a lo largo del perfil de profundidad analizado.

En San Jorge, la concentración de Chl ➪ perifítica decreció significativamente con la profundidad(ANOVA factor profundidad, p<0,005), disminuyendo los valores desde 1,8 µg cm-2 en los primeros10 cm hasta 0,2 µg cm-2 en los últimos 50 cm (Fig. 2.5c). En concordancia con el patrón observadopara la Chl ➪, la concentración total de los pigmentos accesorios también decreció en profundidad(ANOVA factor profundidad, p<0,01). La fucox fue el principal pigmento accesorio seguido de unisómero de fucox, diad y Chl ➶ (Fig. 2.6c). En general la relación pigmentos accesorios/Chl ➪

decreció a mayores profundidades, excepto para zeax+lut/Chl ➪ y ザ-carot /Chl ➪ que mostraron latendencia opuesta. La densidad total de perifiton disminuyó por debajo de los 20 cm (ANOVAfactor profundidad, p<0,005). En aguas más superficiales esta comunidad se encontró dominadapor diatomeas, mientras que a mayores profundidades pasó a estar dominada por cianobacterias.Particularmente, en las muestras más profundas la comunidad se encontró dominada porcianobacterias de hábito filamentoso (Fig. 2.7c). El PS y PSLC no variaron con la profundidad. ElPSLC osciló entre 812,9 µg cm-2 y 1121,5 µg cm-2 y el PS entre 2196,8 y 3918,4 µg cm-2. El IAaumentó significativamente con la profundidad (ANOVA factor profundidad, p<0,005) lo cualindicaría un incremento en las características heterotróficas de esta comunidad (Fig. 2.8c).Respecto a la comunidad fitoplanctónica en San Jorge, la densidad algal total fue de 2,15 105 ind.ml-1 con dominancia de cianobacterias filamentosas (98% del total) (Tabla 2.2) casi exclusivamentede las especies ➹➘➪➴➷➬➮➬➱✃❐❒ ➪❮➱➪✃❰❐❐ y Ï➪Ð➱❐❰❐➮ÐÑ❐Ñ ÒÓ❰❐➬Ó✃✃➪➴Ó➪. La Chl ➪ fitoplanctónica fue207,64 µg L-1, siendo el valor más alto de Chl ➪ planctónica registrado para el conjunto de lagunasestudiadas (Tabla 2.1). Un carotenoide no identificado (carot ÔÕÖ×Ø) fue el dominante entre lospigmentos accesorios, seguido de ザ-carot, zeax+lut y mixox (Tabla 2.2).

Respecto a la laguna El Burro, la Chl ➪ perifitica varió entre 1,4 y 0,6 µg cm-2, aumentandosignificativamente entre los 10 y 30 cm (ANOVA factor profundidad, comparación de Tukeyp<0,05) y decreciendo luego entre los 30 y 50 cm (ANOVA factor profundidad, comparación deTukey p<0,005) (Fig. 2.5d). Los pigmentos accesorios mostraron un patrón similar que el de la Chl ➪

ÙÚÛítulo 2

67

(Fig. 2.6d). En general, estos pigmentos estuvieron dominados por fucox seguida de Chl Ü, diad yzeax+lut. Las tasas de pigmentos accesorios/Chl Ý variaron levemente con la profundidad, aunquese pudo observar que fucox/Chl Ý presentó un valor máximo a los 30 cm (Fig. 2.6d). La densidadtotal de perifiton disminuyó significativamente con la profundidad (ANOVA factor profundidad,p<0,0005), variando entre 1,95 105 y 2,97 104 ind. cm-2. Las diatomeas dominaron a lo largo detodo el perfil seguidas de clorofitas y cianobacterias (Fig. 2.7d); además se detectó una importantepresencia de ciliados en los últimos centímetros del perfil de profundidad. Por su parte el PSLC novarió con la profundidad (463,1 µg cm-2 en promedio), mientras que el PS y las cenizas aumentaron(ANOVAs factor profundidad, p<0,05; p<0,001 respectivamente). El PS aumentó desde 380,9 µgcm-2 hasta 1235,7 µg cm-2. El IA exhibió una tendencia a aumentar, aunque esta tendencia noresultó significativa (Fig. 2.8d). El fitoplancton de El Burro estuvo dominado por clorofitas,principalmente desmidiáceas, clorofitas unicelulares y diferentes especies del géneroÞßàáàâàãäåã, seguidas en menor proporción por diatomeas y cianobacterias (Tabla 2.2). Ladensidad total fue de 5,6 104 ind. ml-1 (Tabla 2.2) y la concentración de Chl Ý fue de 93,06 µg L-1

(Tabla 2.1). Los principales pigmentos accesorios estuvieron representados por zeax+lut, seguidosde mixox y Chl Ü (Tabla 2.2).

æçèítulo 2

68

Fig. 2.7 Variación del PSLC, PS e IA en profundidad en las cinco lagunas estudiadas. Las barras indican desvíosestándar (n=3)

éêëítulo 2

69

Laguna turbia inorgánica

En Yalca la Chl ì perifítica decreció muy marcadamente, desde 0,9 µg cm-2 en los primeros 10 cmhasta 0,02 µg cm-2 a los 20 cm (ANOVA factor profundidad, p<0,001), siendo casi no detectable enlas muestras siguientes (Fig. 2.5e). Los pigmentos accesorios mostraron la misma tendencia que laChl ì, y estuvieron compuestos mayormente por fucox seguida de diad y Chl í (Fig. 2.6e). Lacontribución relativa de los pigmentos accesorios respecto a la Chl ì fue casi constante enprofundidad, excepto para fucox/Chl ì que aumentó entre los 20 y 50 cm, y zeax+lut/Chl ì queaumentó entre los 10 y 40 cm. La densidad total de algas perifíticas exhibió un patrón similar queel observado para los pigmentos, disminuyendo luego de los primeros 10 cm desde 8,91 104 ind.cm-2 hasta 3,20 103 ind. cm-2 (ANOVA factor profundidad, p<0,00005). Las diatomeas dominaronen los primeros 10 cm y a mayores profundidades aumentó la contribución relativa de lascianobacterias (Fig. 2.7e). A pesar de no ser incluidos en ningún análisis estadístico, se observó quelos ciliados fueron muy importantes en las muestras más profundas del perifiton. El PSLCdisminuyó significativamente (ANOVA factor profundidad, p<0,001) desde 131,3 µg cm-2 en losprimeros 10 cm hasta 71,1 µg cm-2 a los 20 cm. El rango de variación del PS fue de 418,2 µg cm-2 enlas muestras más superficiales hasta 47,5 µg cm-2 en las más profundas. El IA aumentó con laprofundidad (ANOVA factor profundidad, p<0,05) marcando una tendencia a una mayorheterotrofia de la comunidad con el aumento de la profundidad (Fig. 2.8e). La densidad total defitoplancton en Yalca fue de 110 ind. ml-1; esta comunidad se encontró dominada principalmentepor diatomeas seguidas de clorofíceas (Tabla 2.2). La concentración de Chl ì fitoplanctónica fue11,14 µg L-1 (Tabla 2.1) y los principales pigmentos accesorios fueron zeax+lut seguidos de Chl í yfucox (Tabla 2.2).

îïðítulo 2

70

Fig. 2.8 Densidad de los principales grupos taxonómicos presentes (izquierda) y sus aportes relativos en %(derecha) en el perifiton en las cinco lagunas estudiadas a lo largo del perfil de profundidad. Las barrasrepresentan desvíos estándar (n=3)

ñòóítulo 2

71

Respecto a la comparación de la Chl ô y los pigmentos accesorios entre ambas comunidades seobservó que el fitoplancton presentó una mayor concentración de pigmentos en la laguna turbiaorgánica San Jorge. Por otro lado, Kakel Huincul mostró la mayor concentración de pigmentos parala comunidad de perifiton. El Burro y Yalca exhibieron mayores valores de concentración depigmentos para el fitoplancton que para el perifiton, aunque las diferencias entre ambascomunidades fueron menores que para las otras lagunas (Fig. 2.9).

Fig. 2.9 Chl õ fitoplanctónica y perifítica expresada por superficie (arriba) y aporte relativo de cadacomunidad a la Chl õ de las comunidades productoras microalgales (abajo) para las 5 lagunas estudiadas

ö÷øítulo 2

72

Discusión

Los cuerpos de agua estudiados presentaron diferencias no sólo en cuanto a sus característicasópticas, en base a las cuales fueron seleccionados, sino también en sus concentraciones denutrientes. La combinación de estas diferencias ejerce una influencia sobre la composiciónpigmentaria y taxonómica de la fracción algal, tanto del perifiton como del fitoplancton.

En correspondencia con lo planteado en la hipótesis 2, la comunidad perifítica registró un cambioen su estructura algal a lo largo del gradiente de profundidad de la columna de agua que secorrespondió con las diferencias en la penetración de la luz tanto en cantidad como encomposición espectral. Se observó un patrón general de disminución de la densidad algal perifíticacon la profundidad, probablemente debido al aumento en la limitación por luz a lo largo de lacolumna de agua. Además se registró una estratificación en profundidad respecto a los ensamblesde las comunidades algales adheridas, que se correspondieron con los perfiles verticales de lospigmentos accesorios. Es importante señalar que, a pesar de no haber sido incluido en esteestudio, la predación, en particular la herbivoría, también es un factor que puede afectar tanto labiomasa como la estructura taxonómica de las comunidades algales adheridas (Steinman, 1996) ydebería ser tenido en cuenta para obtener un panorama más completo de la influencia de losdistintos factores sobre la estructura de estas comunidades.

En las lagunas claras, cerca de la superficie, la fracción algal del perifiton se encontró dominadapor clorofíceas y diatomeas. A profundidades mayores las diatomeas pasaron a ser las únicasdominantes. En comparación con las clorofitas, las diatomeas presentan una mejor adaptación acondiciones de baja intensidad lumínica (Hill, 1996; Huisman et ùl ., 1999) y es por esto que fuerondominantes en los estratos más profundos de estos cuerpos de agua. En particular, en la lagunaKakel Huincul, se observó una disminución en la abundancia de diatomeas con la profundidad peroque no se correspondió con una disminución en la concentración de fucox. Este resultado podríaestar indicando algún tipo de fotoaclimatación de las diatomeas con la profundidad,probablemente debido a un aumento de la concentración del pigmento accesorio fucox. En unestudio reciente sobre la comunidad perifítica natural de un arroyo Laviale et ùúû (2009)

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describieron cambios en la concentración de pigmentos accesorios en diatomeas bentónicasdebido a procesos de fotoaclimatación.

Por otra parte, en las lagunas turbias (orgánicas e inorgánicas) los ensambles algales del perifitonmás superficial estuvieron dominados principalmente por diatomeas. En los casos particulares delas lagunas San Jorge (turbia orgánica) y Yalca (turbia inorgánica) la contribución relativa de lascianobacterias aumentó con la profundidad. Este patrón no es muy común de observar ya que engeneral en el perifiton los estratos más profundos se suelen encontrar dominados por diatomeas,mientras que las cianobacterias dominan en los estratos más superficiales, tal como fueraseñalado por Hawes y Smith (1994) y Rouf et ÿ�✁ (2010), aunque esto fue reportado para cuerposde agua profundos. Sin embargo, otros autores han descripto a las cianobacterias como buenascompetidoras por la luz en cuerpos de agua turbios (Huisman et ÿl ., 1999; Scheffer et ÿ�✁ , 1997).Las cianobacterias pueden captar efectivamente luz correspondiente a la región naranja-roja delespectro debido a que su pigmento ficocianina tiene un máximo de absorbancia a los 630 nm(Huisman et ÿ�✁ , 1999). De esta manera, las cianobacterias pueden tener una ventaja adaptativa enaguas turbias ya que en este tipo de lagunas la luz de la región azul del espectro decrecerápidamente y hay una mayor disponibilidad de luz de la región naranja-roja. Particularmente, enel patrón espectral de la laguna Yalca se observó este comportamiento de la luz. Además, elaumento de la relación fucox/Chl ÿ con la profundidad podría estar indicando un aumento deconcentración intracelular de la fucoxantina debido a un aclimatación de las diatomeas a ladisminución de la disponibilidad de la luz.

Por otra parte, la dominancia de las cianobacterias en los estratos más profundos del perifiton dela laguna San Jorge podría atribuirse a una contribución de cianobacterias planctónicas sobre lamatriz perifítica. En el momento de realizarse el estudio la comunidad del fitoplancton de estalaguna se encontraba casi exclusivamente compuesta por especies de cianobacterias filamentosas,algunas de las cuales se encontraron presentes también en la matriz perifítica. Este tipo de lagossomeros turbios suelen presentar, como un posible estado de equilibrio, un fitoplanctondominado por cianobacterias filamentosas, en particular las pertenecientes a la familiaOscillatoriaceae (Scheffer et ÿ�✁ , 1997). La gran abundancia de este tipo de cianobacterias en el

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plancton de la laguna San Jorge pudo llevar a la adherencia y/o sedimentación de estosorganismos sobre el perifiton. La incorporación de organismos planctónicos en el perifiton escomún en los lagos someros polimícticos y ya ha sido observado en otras lagunas de la región(Sánchez et ✆✝✞ , 2010). Sin embargo, es importante señalar que a pesar de que en varias lagunaspampeanas se ha observado que ambas comunidades comparten algunas especies (Cano et ✆✝✞ ,2008) son comunidades diferentes y bien distinguibles entre ellas (observación personal).

La interacción entre la luz y los nutrientes, así como la importancia relativa de cada uno de estosfactores en lagos someros con diferentes estados de turbidez, podrían explicar los distintospatrones observados con respecto al desarrollo de la comunidad perifítica a lo largo de ungradiente de aumento de la eutrofización. En nuestro estudio se observó un menor desarrolloperifítico (medido como Chl ✆ y densidad algal) en las lagunas Kakel Huincul y Yalca; estas lagunaspresentaron valores límites en cuanto a las restricciones, ya sea por nutrientes o por luz. En KakelHuincul, la laguna más clara de todo el conjunto, la luz puede penetrar profundamente, siendoprincipalmente absorbida por CDOM. En esta laguna la disponibilidad de luz no pareciera ser unfactor limitante para el desarrollo algal, lo que se refleja en la casi constante concentración de Chl✆ y pigmentos accesorios perifíticos a lo largo del perfil de profundidad y en la prevalencia de lafracción autotrófica en la composición del perifiton (bajos valores de IA). Por otra parte, debido ala baja disponibilidad de nutrientes (particularmente NID) que presentó esta laguna, éste podríaestar siendo el recurso limitante para un mayor desarrollo algal. En este escenario de bajasconcentraciones de nutrientes, y alta disponibilidad de luz, el perifiton y el fitoplancton podríancompetir directamente. Eminson y Moss (1980) sugieren que el perifiton es una comunidadadaptada a tomar nutrientes directamente de la columna de agua cuando éstos se encuentran enbajas concentraciones; además esta comunidad tiene la capacidad de ajustar su tasa decrecimiento en relación a la tasa de suplemento de los nutrientes. Estas características resultan enque el perifiton sea un mejor competidor bajo condiciones ambientales de limitación pornutrientes. Las respuestas de las comunidades microalgales a estas condiciones en Kakel Huinculmuestran que la comunidad perifítica resultó estar mejor adaptada que el fitoplancton, quepresentó la menor concentración de Chl ✆ registrada en todo el estudio (< 2 µg L-1). Por otro lado,la limitación por nutrientes en Kakel Huincul provocó probablemente una restricción en el

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desarrollo de la comunidad perifítica a lo largo del perfil de profundidad como se observa en lamenor, aunque constante, concentración de Chl ☛ perifítica en comparación con las otras lagunas.En este tipo de lagunas es de esperar un mayor desarrollo del perifiton sobre sustratos naturales(e.g. sedimentos, macrófitas, rocas) que el registrado en este estudio, en el que se utilizaronsustratos artificiales, debido a que el perifiton puede tomar nutrientes de los sustratos naturalescuando éstos no se encuentran disponibles en la columna de agua (Eminson y Moss, 1980), lo cualle conferiría una ventaja adaptativa aún mayor frente al fitoplancton bajo condiciones limitantesde nutrientes (Hansson, 1988).

En la laguna turbia inorgánica Yalca se observó una fuerte limitación por luz debido a la altaabsorción y dispersión por parte de la gran cantidad de partículas inorgánicas presentes en elagua. En esta laguna el perifiton se desarrolló casi exclusivamente en los estratos más superficiales(10 cm), donde la irradiancia disponible fue cerca del 1% de la luz PAR incidente, aun cuando ladisponibilidad de nutrientes fue muy alta en la columna de agua. Debajo de los 10 cm deprofundidad el desarrollo de la comunidad perifítica estuvo limitado por la deficiencia de luz,disminuyendo drásticamente, tanto en los valores de densidad algal como en la concentración deChl ☛. Bajo estas condiciones de restricción lumínica las diatomeas fueron dominantes tanto en lacomunidad fitoplanctónica como en la perifítica. Por otra parte, a pesar de que el fitoplancton sedesarrolló poco en esta laguna en comparación con las lagunas turbias orgánicas (San Jorge y ElBurro), la contribución relativa de esta comunidad fue mayor que la del perifiton. En los lagossomeros polimícticos el fitoplancton pareciera tener cierta ventaja competitiva respecto a la luzdebido a que la mezcla permanente del agua permite a las algas planctónicas acceder a capassuperficiales y entrar en contacto con mejores condiciones lumínicas (Vadeboncoeur y Steinman,2002).

También puede inferirse limitación por nutrientes en la otra laguna clara, El Triunfo. Sin embargo,esta laguna presentó una mayor concentración de fósforo total y FRS que probablementefavoreció una mayor densidad de perifiton en las muestras más superficiales en comparación conla laguna Kakel Huincul (entre 3 y 6 veces mayor). Por otra parte, el perifiton en El Triunfopresentó una marcada disminución en las variables de masa perifítica por debajo de los 20 cm; en

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esta profundidad la disponibilidad de luz fue menor que la estimada para mayores profundidadesen Kakel Huincul. Contrariamente a lo que se observó en Kakel Huincul, pero en concordancia consu mayor grado de turbidez, las diatomeas dominaron las muestras más superficiales del perifitonen El Triunfo. El patrón particular de distribución del perifiton a lo largo de la profundidad en lalaguna El Triunfo sugiere una limitación simultánea de nutrientes y luz. Como ya se mencionó, estecuerpo de agua mostró valores más altos de atenuación vertical de la luz y turbidez que la otralaguna clara. Además, en El Triunfo la zona eufótica fue aproximadamente la mitad de profundaque en Kakel Huincul, debido tanto a la mayor absorción y dispersión por parte de las partículassuspendidas (fitoplancton y detrito) como a la mayor absorción por parte del CDOM. Por otro lado,en las capas más superficiales, la combinación de suficiente cantidad de luz y nutrientesdisponibles posibilitó un mayor desarrollo del perifiton. Al aumentar la profundidad, y enconsecuencia la limitación por luz, los nutrientes parecieran ya no ser suficientes para promover elcrecimiento perifítico observándose su disminución. Cabe señalar que en condiciones naturales lalaguna El Triunfo podría estar sufriendo una limitación por luz mayor que la estimada en nuestroestudio. Para realizar las mediciones de irradiancia y calcular los valores de Kd en cada laguna seutilizó un contenedor plástico que se llenó con agua de la laguna lo que nos permitió obtener unamedida comparativa de atenuación vertical de la luz independiente del efecto del oleaje y elsombreado producido por las macrófitas. El Kd es una propiedad del agua que es independientede otros factores que pueden generar la disminución de la luz incidente en la columna. Tal es elcaso de las macrófitas de la laguna El Triunfo (e.g. ✎✏r✑tophyllum sp.) que, en condicionesnaturales, cubren importantes porciones de la superficie del espejo de agua provocando el fuertesombreado en la columna de agua. Posiblemente durante el período de colonización de lacomunidad perifítica, ✎✏r✑tophyllum sp. podría haber cubierto de manera ocasional los sustratosartificiales, provocando un gradiente vertical de la luz mucho mayor que el estimado a través denuestras mediciones, es decir que el sombreado real en la laguna pudo haber sido mayor que elestimado durante este estudio. Podemos señalar que durante el desarrollo de esta tesis seobservó un cambio en la importancia relativa de los productores primarios en esta laguna haciauna mayor preponderancia del fitoplancton, situación diferente a la observada en estudiosanteriores llevados a cabo en el mismo cuerpo de agua (Sánchez et ✑✒✓ , 2010). De todas maneras,

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se puede considerar que El Triunfo mostró características típicas de una laguna clara vegetada y elincremento de la importancia relativa del fitoplancton podría estar mostrando oscilaciones delsistema dentro de un estado de equilibrio de aguas claras.

En las lagunas turbias orgánicas San Jorge y El Burro, tanto el perifiton como el fitoplanctontuvieron un gran desarrollo, exhibiendo altos valores de densidad, Chl ✗, PS y PSLC a lo largo detoda la columna de agua. Estas dos lagunas fueron muy similares en cuanto a sus propiedadesópticas y las concentraciones de nutrientes registradas en ambas fueron no limitantes para elcrecimiento algal. En este tipo de lagos someros turbios orgánicos una importante fracción de laabsorción y dispersión de la luz está dada por el fitoplancton (Pérez et ✗✘✙ , 2010), lo que fue másevidente en la laguna San Jorge. Ambos cuerpos de agua presentaron altos valores de atenuaciónde la luz y turbidez que provocaron un fuerte gradiente vertical de luz. En este escenario deriqueza de nutrientes pero restricción lumínica, el perifiton aunque disminuyó con la profundidad,se llegó a desarrollar hasta en las capas más profundas. Cabe destacar que la comunidad adheridaque creció en estos tipos de cuerpos de agua estuvo dominada por la fracción heterotrófica(bacterias y otros organismos heterotróficos, así como detritos orgánicos), lo que quedóevidenciado por los altos valores de IA registrados para ambos cuerpos de agua. Resultainteresante destacar que las lagunas turbias orgánicas mostraron a los 40 cm (con ~ 5% de lairradiancia incidente) mayores valores de densidad algal y Chl ✗ que el observado en las capas másprofundas de las lagunas claras (con irradiancias incidentes ~ 10 y 30%). Este patrón podría estarindicando, en un escenario rico en nutrientes, la presencia de comunidades algales adaptadas abajas intensidades de luz. Sin embargo, aunque el crecimiento del perifiton fue importante, lasaltas concentraciones de nutrientes y la mezcla permanente de la columna de agua favorecieronmás el desarrollo del fitoplancton que el de las algas adheridas en estas lagunas. En condicionesnaturales esperaríamos una mayor importancia relativa de los productores primarios planctónicosrespecto de los adheridos si consideramos las restricciones físicas existentes en las lagunas turbias,debidas a la limitación en la disponibilidad de sustratos naturales (por ausencia o escasez demacrófitas). En este sentido, sólo en las zonas litorales, donde la columna de agua es muy somera,podría desarrollarse una comunidad adherida.

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Para entender más profundamente las relaciones existentes entre las comunidades microalgaleslimnéticas y perifíticas en lagos someros se debe considerar los efectos de la interacción de la luz ylos nutrientes disponibles. Como se observó en este estudio y acorde a lo planteado en la hipótesis1, la comunidad del perifiton exhibió distintos grados de desarrollo bajo las diferentescombinaciones de nutrientes y luz en las lagunas que representan alguna de las tres categoríasdescriptas en esta región (Quirós et ✢✣✤ , 2002; Allende et ✢✣✤ , 2009). Además se detectó unaumento en el desarrollo fitoplanctónico y en las variables de masa del perifiton así como en el IA,al aumentar la atenuación vertical de la luz, la turbidez y la concentración de nutrientes entrelagunas vegetadas claras y turbias orgánicas. En términos generales, en estos lagos somerosobservamos también un incremento en la importancia relativa del fitoplancton respecto alperifiton junto con la disminución de la disponibilidad de la luz, el incremento de la turbidez y de laconcentración de nutrientes como fuera planteado en la hipótesis 3.

Considerando los patrones observados, puede inferirse un mayor desarrollo fitoplanctónico encomparación al perifítico al aumentar la eutrofización. En particular, la laguna Yalca, caracterizadapor tener los valores más altos de atenuación de la luz y una elevada concentración de nutrientes,presentó un bajo crecimiento tanto del fitoplancton como del perifiton. Sin embargo, a pesar de larestricción en su desarrollo, el fitoplancton mostró mayor importancia relativa que el perifiton enesta laguna.

Respecto a los grupos taxonómicos algales, en condiciones limitantes de luz fueron dominantes lascianobacterias o las diatomeas, tanto en lagunas turbias orgánicas como inorgánicas, debido a quemuchas especies pertenecientes a estos grupos algales se encuentran adaptadas a crecer a bajasintensidades lumínicas (Hill, 1996).

Además podemos señalar que el perifiton de las lagunas claras estuvo dominado principalmentepor clorofíceas, siendo la Chl ✥ el principal pigmento accesorio. En las lagunas turbias orgánicas, lasdiatomeas fueron dominantes seguidas de cianobacterias, y la fucox y -caroteno fueron losprincipales pigmentos accesorios. En la laguna turbia inorgánica el perifiton estuvo casiexclusivamente representado por diatomeas con la fucox como principal pigmento accesorio. En

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general, la composición pigmentaria observada coincidió con los grupos algales presentes yevidenció las estrategias de los diferentes grupos a las distintas condiciones de luz.

La técnica utilizada en este estudio para la determinación de pigmentos por HPLC ha sidopropuesta como un método de monitoreo de los principales grupos taxonómicos fitoplanctónicosa través del cálculo de relaciones entre las concentraciones de los principales pigmentosaccesorios, siendo esta metodología particularmente útil para grandes lagos y ambientes marinos(Fietz y Nicklisch, 2004). Sin embargo, y como fuera observado por Havens et ✩✪✫ (1999), enambientes tan heterogéneos como las lagunas que hemos estudiado, no se pueden generalizar losresultados obtenidos a través del análisis de la composición pigmentaria sin el recuento bajomicroscopio de los grupos algales. En este tipo de ambientes la variabilidad ambiental provocacambios en la concentración de pigmentos de las células. Este efecto es más notorio en elperifiton, ya que debido a su característica sésil se encuentra más expuesto a las variacioneslumínicas, muchas veces provocando contradicciones entre los resultados obtenidos a través delrecuento bajo microscopio y la determinación de los pigmentos accesorios (Havens et ✩✪✫ , op✫ cit✫ ).En este contexto, para lograr un completo entendimiento de los diferentes patrones desarrolladosen estos escenarios es necesario un análisis conjunto tanto de la composición pigmentaria comode los recuentos algales.

El estudio de la composición pigmentaria evidenció que existen diferencias marcadas entre ambascomunidades microalgales. El perifiton al ser una comunidad sésil exhibió una marcadaestratificación en los grupos algales dominantes y en la concentración de pigmentos, dependiendode las características ópticas de la laguna y de la profundidad estudiada. Además, los resultadosobtenidos mostraron una tendencia al aumento de la heterotrofia con el aumento de la turbidez.Por otro lado, se observó la presencia de distintos grupos algales dominantes en el fitoplancton yel perifiton en lagunas pertenecientes a una misma categoría, lo que podría deberse a que elrégimen polimíctico de estas lagunas permite al fitoplancton explotar de manera más eficienteuna gran parte de la columna de agua.

☜ ón de los principales grupos de bacterias

planctónicas y perifíticas en lagunas de distintaspropiedades ópticas de la llanura pampeana☝

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Introducción

Las bacterias son un componente muy importante en las tramas tróficas de los cuerpos de agua.Tradicionalmente, se les ha asignado el rol de re-mineralizadoras, convirtiendo materia orgánicaen inorgánica a través del reciclado de nutrientes para los productores primarios. En la década del80, a partir del descubrimiento del llamado ☜bucle microbiano☝ (Azam ✯t ✰✱✲ , 1983), se compruebaque las bacterias juegan otro importante papel en las tramas tróficas acuáticas devolviendo partede la materia orgánica disuelta a niveles superiores. En este contexto en las últimas décadas y,gracias al desarrollo de nuevas técnicas que permiten el estudio de bacterias no cultivables (Logue✯t ✰✱✲ , 2008), ha habido una ☜explosión☝ en la cantidad de publicaciones referidas a la descripción ycuantificación de las comunidades bacterianas acuáticas. En los primeros años, los estudios sefocalizaron principalmente hacia comunidades bacterianas marinas, pero ya en la década del 90comenzaron a realizarse estudios en sistemas de agua dulce (e.g. Methé ✯t ✰✱✲ , 1998).

Una de las principales diferencias que se han registrado en la composición bacteriana de losocéanos y de los cuerpos de agua dulce es que en estos últimos se ha reportado la presencia debacterias pertenecientes al grupo de las betaproteobacterias, prácticamente ausentes en losambientes marinos. Este grupo bacteriano se caracteriza por presentar altas tasas de crecimientobajo grandes concentraciones de nutrientes (Newton ✯t ✰✱✲ , 2011). Por otra parte, se haencontrado que las alfaproteobacterias son más abundantes en los océanos que en cuerpos deagua dulce (Methé ✯t ✰✱✲ , 1998; Glöckner ✯t ✰✱✲ , 1999). Los grupos de alfaproteobacterias que sehan encontrado en aguas dulces se han caracterizado por ser buenos competidores bajocondiciones de poca disponibilidad de nutrientes y por poseer la capacidad de degradarcompuestos orgánicos complejos (Newton ✯t ✰✱✲ , 2011). Otro grupo de gran importancia y ampliadistribución en los ambientes de agua dulce es el de las actinobacterias. Este tipo de bacterias hasido profundamente estudiado y se ha encontrado que presentan genes codificantes pararodopsina, siendo esta una fuente alternativa de energía. Además estas bacterias presentan untamaño muy pequeño lo que les proporciona una defensa contra los predadores y poseen tambiénresistencia contra la luz UV. Todas estas características explicarían la amplia distribución quepresenta este grupo en ambientes de agua dulce. Otro grupo muy estudiado en los últimos años es

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el de las gamaproteobacterias, que si bien se encuentra más frecuentemente en ambientesmarinos, son también de gran importancia en los ambientes de agua dulce. Se ha sugerido queestas bacterias son de tipo copiótrofas, es decir adaptadas a desarrollarse en ambientes de altasconcentraciones de nutrientes (Newton ✶t ✷✸✹ , op✹ ✺it✹ ). Finalmente dentro del agua dulce podemosdescribir a los bacteroidetes, un gran grupo formado por citofagas-flavobacterias♠bacteroidetes,que se presentan habitualmente asociados a partículas y cumplen un rol muy importante en ladegradación de biopolímeros (Lemarchand ✶t ✷✸✹ , 2006).Las lagunas seleccionadas para el presente estudio difieren tanto en sus condiciones ópticas comoen sus concentraciones de nutrientes. Estas condiciones contrastantes podrían ejercer unainfluencia sobre la composición de las comunidades bacterianas ya que como hemos señaladocada grupo bacteriano presenta características ecológicas particulares.

Recientemente se ha destacado la importancia de los ☜biofilms☝, definidos como la comunidadformada en la interfase que separa un medio líquido de un medio sólido, temporal yespacialmente heterogénea, que puede presentar mecanismos específicos de adhesión al sustrato(Wimpenny, 2000). Esta definición concuerda con la de perifiton dada por Wetzel (1983) sólo queel término biofilm se extiende a todo tipo de microcomunidad biológica, incluyendo las quetapizan cavidades bucales como epitelios digestivos en humanos (Wimpenny, 2000). Dentro deesta comunidad distinguimos a la fracción bacteriana a la que podemos llamar bacteriofilm obacterioperifiton. Las matrices que conforman estas comunidades adheridas permiten elalmacenamiento de nutrientes y enzimas extracelulares que hidrolizan macro-moléculas decompuestos orgánicos haciéndolas disponibles para ser tomadas por las comunidades bacterianas(Pohlon ✶t ✷✸✹ , 2009). En los ambientes de agua dulce la estructura de la comunidad bacterianaestá representada principalmente por alfaproteobacterias, betaproteobacteriasygamaproteobacterias (Glöckner ✶t ✷✸✹ , 2000) y la proporción relativa de estos grupos dentro de lamatriz cambia acorde a las variables ambientales (Pohlon ✶t ✷✸✹ , 2009). Se ha propuesto que a altasconcentraciones de nutrientes la comunidad del bacterioperifiton tiende a ser más densa y gruesaque cuando las condiciones de nutrientes son pobres, sin embargo no se conoce aún cuál es lainfluencia de los distintos tipos de nutrientes y las concentraciones de éstos sobre la morfología de

✻✼✽ítulo 3

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dichas comunidades (Stoodley ✾t ✿❀❁ , 2000). Respecto a la formación de estas comunidadesadheridas, se han reconocido una serie de etapas (Busscher y van der Mei, 2000), comenzandoeste proceso con una formación de las condiciones del ❂❃❄❀❅❆, es decir la adhesión demacromoléculas a la superficie donde luego se adherirán las bacterias. Seguido a esta etapa se handescripto las etapas de transporte, adhesión inicial y anclaje. El proceso continúa con elcoagregado de bacterias planctónicas que posteriormente se adhieren a la superficie y además elcrecimiento de toda la comunidad. Finalmente, por la acción de diversas fuerzas se puedenproducir eventos de despegue de partes de la comunidad bacteriana. El proceso de formación delbacterioperifiton, así como la estructura de los mismos, implica la interacción tanto de factoresambientales como genéticos (Stoodley ✾❇ ✿❀❁, 2000). Para entender este proceso es importanteentonces incluir el estudio de algunos de estos factores.

El desarrollo de nuevas técnicas en los últimos años permitió una mejor cuantificación de lasbacterias no cultivables, a través de técnicas de microscopía de epifluorescencia y citometría.Actualmente existe una gran variedad de técnicas moleculares que posibilitan la secuenciación y elanálisis filogenético de las comunidades bacterianas. En particular, la aplicación de la técnica deDeposición Catalizada e Hibridación ❄❈ ❉❄❇❊ con Sondas Fluorescentes (CARD-FISH: CatalyzedReporter Deposition-Fluorescence ❄❈ ❉❄❇❊ Hybridization) (Pernthaler ✾❇ ✿❀❁, 2002; Pernthaler ✾❇ ✿❀❁,2004) permite distinguir y cuantificar los principales grupos bacterianos mediante el uso de sondasespecialmente diseñadas. El blanco al que se adhieren las sondas son secuencias especificas deARN ribosomal de las células intactas, posibilitando de esta manera la localización e identificaciónde las células individuales bajo el microscopio adaptado para epifluorescencia. En particular, estatécnica ha sido modificada de manera tal que cada sonda contiene una enzima (Horseradishperoxidase) que amplifica la señal a través del procesamiento del sustrato tiramida que seencuentra marcada fluorescentemente y que se deposita sobre las proteínas celulares (Pernthalery Amann, 2005). De esta manera la señal es más intensa y visible por más tiempo, lo que facilita lacuantificación de los distintos grupos bacterianos.

❋●❍ítulo 3

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Objetivos

Los objetivos del presente capítulo fueron:

Describir la composición, teniendo en cuenta los grandes grupos bacterianos, del planctony del perifiton en los tres tipos de lagunas presentes en la llanura pampeana.

Analizar los cambios en la fracción bacteriana que ocurren durante el proceso decolonización de la comunidad perifítica en cada una de estas lagunas.

Estudiar cuáles son las variables ambientales que influyen sobre la composición bacterianaen cada comunidad.

Hipótesis

1. La composición bacteriana de la comunidad planctónica difiere según el tipo decuerpo de agua estudiado (claro, turbio orgánico o turbio inorgánico) los cuales varían en ladisponibilidad de luz y nutrientes.

2. A lo largo del proceso de sucesión perifítica cambia la abundancia relativa de losprincipales grupos bacterianos.


Se analizó la composición de los principales grupos de bacterias del plancton y del perifiton en tresde las lagunas seleccionadas según sus características ópticas, las que fueron descritas en lasección ■❏❑▲ ▼❑ ◆❖P◗▼❘❙❚ El Triunfo (clara), El Burro (turbia orgánica) y Yalca (turbia inorgánica). Elestudio se llevó a cabo simultáneamente en las tres lagunas entre el 22 de octubre y el 1 denoviembre de 2010.

❯❱❲ítulo 3

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❳❨❩❬❭❪ ❬❫❴❬❵❨❛❬❜❝❞❡

En cada laguna se analizó la composición bacteriana, tanto de la comunidad planctónica(bacterioplancton) como perifítica (bacterioperifiton). En particular, para el bacterioperifiton seestudió la variación de su composición durante el proceso de colonización y sucesión. A lo largo deeste proceso se tomaron también muestras subsuperficiales del bacterioplancton utilizando paraesto un balde, de manera de poder comparar ambas comunidades entre los distintos cuerpos deagua y a lo largo del tiempo. Para el estudio de la comunidad de bacterias perifíticas se utilizaronsustratos artificiales colocados en la zona litoral de cada laguna y de forma vertical respecto a lasuperficie del agua en dispositivos acrílicos diseñados ❞❢ ❣❪❤ (perifitómetros). El criterio deselección de los sitios donde se colocaron los perifitómetros y se tomaron las muestras debacterioplancton fue que éstos sean representativos de cada tipo de laguna seleccionada. Lossustratos artificiales consistieron en trozos de policarbonato de 1 mm de espesor y de 2 cm deancho x 7,5 cm de largo. Los sustratos no tenían bordes rugosos. En cada laguna se colocaron porlo menos dos perifitómetros sujetos a dispositivos de flotación. En la Fig. 3.1 se observa ladisposición de los perifitómetros en cada laguna.Se tomaron dos muestras de bacterioplancton al inicio del experimento (t0), a los 3 días (t1), 10días (t2) y 20 días (t3). La bacterias del perifitton también se muestreó por duplicado en cadalaguna. En las lagunas Yalca y El Burro se muestrearon a los 3 días (t1), 10 días (t2) y 20 días (t3),mientras que en El Triunfo, debido a inconvenientes logísticos, se tomaron muestras a los 3 días(t1), 7 días (t2), 10 días (t3) y 17 días (t4).Cada muestra planctónica se pre-filtró por una red de zooplancton (55 µm de tamaño de poro)para excluir a las fracciones mayores del plancton. Todas las muestras se fijaron con formaldehídoa una concentración final del 10%. Los sustratos artificiales se conservaron en frío y oscuridaddentro de bolsas herméticas hasta su traslado al laboratorio donde se procedió al raspado yfijación del material adherido a los mismos. En la Fig. 3.2 se muestra cómo se colectaron lossustratos artificiales durante el muestreo.

✐❥❦ítulo 3

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Fig. 3.1. Perifitómetros con dispositivos de flotación (marco con cilindros celestes). a) laguna El Burro, b)laguna Yalca, c) laguna El Triunfo

c)

a)

b)

Fotos: María Laura Sánchez

❧♠♥ítulo 3

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♦♣qr♣st✉✈ ♣✇sr✉①②♣t✉✈

En cada fecha de muestreo se midieron distintas variables fisicoquímicas r① ✈r②③ para caracterizarlos cuerpos de agua: pH, conductividad y temperatura mediante un sensor de campo HORIBA®

modelo D-54E (Japón), oxígeno disuelto mediante un sensor HANNA® HI 9146 (Hanna Instruments,USA), turbidez mediante un turbidímetro HACH® modelo 2100P.

En cuanto a las variables ópticas, se midieron los perfiles espectrales de radiación incidente (380-750 nm) mediante un espectrorradiómetro USB2000 (Ocean Optics) equipado con una fibra ópticay un difusor de teflón (corrector coseno). Estas mediciones se realizaron de la misma manera quefue descripto en el ④♣⑤⑥②③t⑦ ⑧. En base a estas determinaciones se estimaron los coeficientes deatenuación verticales de la luz PAR (KdPAR) y de las longitudes de onda correspondientes a la luzverde, azul y roja a partir de la ecuación (1) detallada en el ④♣⑤⑥②③t⑦ ⑨. Adicionalmente se midió laprofundidad del disco de Secchi.

Por otra parte, en cada fecha de muestreo se tomaron dos muestras de agua subsuperficiales decada laguna para determinar los principales nutrientes disueltos y totales en la columna de agua.Se midieron nitritos, nitratos y amonio y fósforo reactivo soluble (FRS) de la misma manera quefue explicado en el ④♣⑤⑥②③t⑦ ⑨ Se estimó la concentración de nitrógeno inorgánico disuelto (NID)como la suma de los nitritos+ nitratos y amonio. Se determinó la concentración de fósforo ynitrógeno total (PT y NT respectivamente) para lo cual se realizó una digestión previa de lamuestra sin filtrar en autoclave durante 50 minutos utilizando una solución de digestión de ácidobórico y persulfato de potasio con bajo contenido de nitrógeno siguiendo la metodología descritaen APHA (2005) y luego se utilizaron los mismos ☜kits☝ HACH® que para los nutrientes disueltos.

También se tomaron muestras por duplicado para la determinación de la concentración declorofila ♣ (Chl ♣) fitoplanctónica (subsuperficiales) y perifítica (de un sustrato artificial) en cadafecha de muestreo. Estas muestras, tanto las planctónicas como las perifíticas, se filtraron a travésde un filtro Whatman® GF/F y los filtros se conservaron en frío a -20°C. Se extrajo la Chl ♣

utilizando etanol caliente (60-70 °C) y se midió la absorbancia con un espectrofotómetroBeckman® siguiendo la metodología descripta en el ④♣⑤⑥②③t⑦ ⑨.

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Para el cálculo de la concentración de clorofila a perifítica se utilizó la siguiente fórmula,modificada de Lorenzen (1967):

Chl ❸ perifítica= (C* V* (Abs665 - Abs750 - Abs665a + Abs750a))/área raspada sustrato (6)Donde C es una constante específica para el solvente de extracción utilizado y V es el volumen delextracto

Fig. 3.2 Toma de muestra de sustratos colonizados en la laguna El Triunfo

❹❺❻❼❽❾❿➀➁

La hibridación de las muestras mediante la técnica de CARD-FISH se llevó a cabo en el laboratoriode Ecología y Fotobiología Acuática del IIB-INTECH, Chascomús (provincia de Buenos Aires).

BacterioplanctonEn el laboratorio se procesaron las muestras aplicando la técnica de CARD-FISH siguiendo lametodología descripta en Pernthaler ➂➃ ❸➄➅ (2004). Primero se homogeneizó cada muestrautilizando un vortex Velp Scientifica® y posteriormente se filtró un volumen conocido de ésta a

Foto: Romina Schiaffino

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través de una membrana blanca de policarbonato de 0,2 µm de poro que se conservó en frío a -20°C.Cada filtro se embebió en una solución de agarosa 0,1% y se dejó secar; de esta manera seadhirieron las células al filtro evitándose cualquier posible pérdida de material durante elprocesamiento. Luego se cortaron los filtros en porciones rotuladas con lápiz para la posteriorhibridación de cada muestra con las diferentes sondas. Una vez cortadas las porciones de filtro, seprocedió al proceso de permeabilización de las membranas bacterianas mediante soluciones delisozima y acromopeptidasa. El proceso de hibridación se realizó utilizando las siguientes sondas:EUB338 I-III que es una mezcla de 3 sondas (I, II, III) diseñadas para hibridar la mayoría de lasbacterias incluyendo Verrucomicrobia y Planctomycetes (Amann et al., 1990; Daims et al., 1999);ALF968, específica para Alfaproteobacteria (Neef, 1997); BET42a, específica paraBetaproteobacteria (Manz et al., 1992); GAM42a, para hibridar Gamaproteobacteria (Manz et al.,1992); CF319a, para hibridar al grupo Citofaga-Flavobacteria-Bacteroidete (Manz et al., 1996) yHGC69a, específica para Actinobacteria (Amann et al., 1995). En la Tabla 3.1 se indican en detallelas sondas utilizadas en el estudio con sus secuencias de nucleótidos. Cada una de las sondas secolocó en su correspondiente solución de hibridación. Debido a que las sondas BET42a y GAM42ason sondas muy similares, que sólo difieren en una base, se adicionaron sondas competidoras (esdecir sondas del otro grupo de bacterias pero sin la enzima HRP), para evitar de este modo que lasonda GAM42a se hibridara con bacterias beta y viceversa. El proceso de hibridación se dejóactuar a lo largo de toda la noche. Al día siguiente se lavaron los filtros con sus correspondientessoluciones de lavado. Luego se realizó la amplificación de la señal mediante la adición de unasolución de tiramida marcada fluorescentemente (Alexa 488) en un buffer de amplificación.Finalmente se lavaron los filtros y una vez secos se montaron entre porta y cubreobjetos utilizandoaceite de inmersión conteniendo 4´, 6´-diamidino-2-fenilindol (DAPI) (Vecta Shield®) para la tincióndel ADN de las bacterias. Las muestras se conservaron a -20°C hasta su recuento en unmicroscopio Olympus BX40 adaptado para epifluorescencia. Se calculó la densidad de bacteriashibridadas con la sonda correspondiente y la densidad de bacterias totales (teñidas con DAPI) secalculó también el % de hibridación de cada grupo de bacterias. Para calcular la densidad de

➉➊➋ítulo 3

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bacterias totales se contaron bacterias teñidas con DAPI bajo luz UV. Se contaron los campossuficientes hasta que obtener un error del 20% o menor. Se aplicó la fórmula:

Nro. Org. ml-1= (media K)/Vol muestra filtrado (7)

Donde la media fue el promedio de los recuentos realizados en cada campo y K una constanteparticular del microscopio utilizado.De cada campo se contó bajo luz azul la cantidad de bacterias hibridadas para cada sondaespecífica. La densidad total de sondas hibridadas se calculó con la misma fórmula que para lasbacterias totales. Finalmente, considerando al total de bacterias (teñidas con DAPI) como un 100%se estimó el porcentaje de hibridación de cada sonda utilizada.

BacterioperifitonEl primer paso para el procesado de estas muestras fue el raspado cuidadoso del material. Este seresuspendió en agua mQ y se separó mecánicamente utilizando para ello el vortex yposteriormente sometiéndolo a la acción de un sonicador Sonics® para lograr una completahomogeneización de la muestra (Velji y Albright, 1993). Luego se procedió al filtrado del material através de una membrana de policarbonato blanca de 0,2 µm de poro. Estos filtros se conservaronen frío a -20°C hasta su hibridación. Las siguientes etapas de procesamiento fueron idénticas a lasdescriptas para el bacterioplancton y se realizaron de manera simultánea.

Tabla 3.1 sondas utilizadas en el estudio con los grupos bacterianos blanco y sus secuenciasSonda Grupo bacteriano blanco Secuencia (5´ a 3´)

EUB I-III Bacteria GCWGCCWCCCGTAGGWGTBet42a Betaproteobacteria GCCTTCCCACTTCGTTTCF319a Citofaga-Flavobacteria-

BacteroideteTGGTCCGTGTCTCAGTAC

ALF968 Alfaproteobacteria GGTAAGGTTCTGCGCGTHGC69a Actinobacteria TATAGTTACCACCGCCGTGam42a Gamaproteobacteria GCCTTCCCACATCGTTT

➌➍➎ítulo 3

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➏➐➑➒➓➔➓➔ →➔➣↔↕➙➔➣➓➛➜➔Para analizar la variación de los grupos bacterianos a lo largo del tiempo se realizaron ANOVAs deMedidas Repetidas (MR) con los factores grupos bacterianos (5 niveles: alfaproteobacteria,betaproteobacteria, gamaproteobacteria, actinobacteria, citofaga) y tiempo. En caso de que no secumplieran los supuestos correspondientes se transformaron los datos. Cuando la interacciónentre el tiempo y grupo bacteriano fue significativa se realizó análisis de efectos simples. Por otraparte para comparar las abundancias de los distintos grupos bacterianos entre lagunas a tiempofinal se realizaron ANOVAs de dos factores: lagunas (3 niveles: El Triunfo, Yalca y El Burro) y gruposbacterianos (5 niveles: alfaproteobacteria, betaproteobacteria, gamaproteobacteria,actinobacteria, citofaga). Como la interacción de ambos factores resultó significativa se analizaronlos efectos simples. Para realizar ambos tipos de ANOVAs se utilizó el programa SPSS 17.0®.Para analizar la relación entre las variables ambientales y la composición bacteriana se llevó a caboun análisis multivariado para cada comunidad utilizando el programa CANOCO® (Ter Braak, 1986).Previamente se realizó un Análisis de Correspondencia Rectificado (DCA, del inglés ➝→➣➞→➐↕→↕

➟➜➞➞→➔➠➜➐↕→➐➛→ ➏➐↔➒➡➔➓➔) para determinar qué análisis resultaba adecuado y dado que el largo delgradiente resultó ser < 2, el análisis seleccionado fue un análisis de redundancia (RDA, del inglés➢→↕➤➐↕↔➐➛➡ ➏➐↔➒➡➔➓➔). Posteriormente se realizó una selección ☜forward☝ para determinar cuáleseran las variables ambientales de mayor importancia en el ordenamiento de los sitios.

Resultados➥↔➞➓↔➦➒→➔ ↔➧➦➓→➐➣↔➒→➔

En la Tabla 3.2 se muestran los resultados de las variables ambientales medidas a lo largo delperíodo de estudio. El pH fue mayor en la laguna clara (9,4-9,8) que en las lagunas turbias (8,4-8,8). La conductividad también fue mayor en El Triunfo, variando entre 1108 y 1480 S cm-1; en ElBurro los valores variaron entre 961 y 1300 S cm-1 mientras que en la laguna Yalca se registraronlos menores valores (entre 428 y 588 S cm-1). Respecto a la concentración de nutrientes, en lalaguna clara y en la turbia inorgánica se registraron los menores valores de NID, siendo los rangosde 15-75 g L-1 para El Triunfo y de 25-65 g L-1 para Yalca. La concentración de FRS fue similar en

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las tres lagunas; el mínimo valor se registró en El Burro (90 g L-1) y el máximo en El Triunfo (355g L-1). El NT fue mayor en la laguna El Triunfo (8950-10150 g L-1) y menor en Yalca (3680-7060 g

L-1). El PT no presentó variaciones entre las lagunas variando entre 400 g L-1 en El Triunfo y 550g L-1 en El Burro. Las variables ópticas indicaron una mayor limitación lumínica para El Burro

(Secchi: 16-16,5 cm; KdPAR: 8,6-16,7) y Yalca (Secchi: 12-16,5 cm; KdPAR: 11,4-26,1) mientras que losvalores registrados en El Triunfo evidenciaron la mayor claridad de esta laguna (Secchi: 70-88 cm;KdPAR: 3,7-5,4). Por otra parte, los valores de Kd espectrales indicaron una mayor atenuación de laluz perteneciente a la región verde del espectro en Yalca (Kd 500-570 nm 17,1-32,1 m-1) y de la luz azulen El Burro (Kd 450-500 nm 10,1-20,3 m-1). En las tres lagunas la luz perteneciente a la región roja delespectro fue la que presentó menores valores de coeficientes de atenuación.

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Tabla 3.2 Variables ambientales medidas en las tres lagunas estudiadas. Entre paréntesis se indican el valormínimo y máximo a lo largo de todo el período estudiado. NID: nitrógeno inorgánico disuelto; FRS: fósfororeactivo soluble; NT: nitrógeno total; PT: fósforo total

El Triunfo (clara) El Burro (turbiaorgánica)

Yalca (turbiainorgánica)

pH (9,4-9,8) (8,4-8,8) (8,4-8,8)

Conductividad ( S cm-1) (1108-1480) (961-1300) (428-588)

Oxígeno disuelto (mg L-1) (7,3-10,2) (8,6-12,3) (8,4-10,4)

Temperatura (°C) (15,9-25,0) (17,2-23,0) (17,4-27,4)

NID ( g L-1) (15-75) (375-440) (25-65)

FRS ( g L-1) (110-355) (90-245) (105-255)

NT ( g L-1) (8950-10150) (1390-7490) (3680-7060)

PT ( g L-1) (400-530) (420-550) (420-490)

Secchi (cm) (70-88) (16-16,5) (12-16,5)

KdPAR (m-1) (3,7-5,4) (8,6-16,7) (11,4-26,1)

Kd450-500 nm (m-1) (6,1-8,8) (10,1-20,3) (15,7-29,3)

Kd500-570 nm (m-1) (4,3-6,3) (10,4-18,7) (17,1-32,1)

Kd610-700 nm (m-1) (1,5-3,4) (7,1-14,1) (6,4-22,4)

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➺➻➼➽➾➚➪➶➹➘➻➴➼➽➶➴

El porcentaje de hibridación de la sonda EUB I-III (eubacteria) sobre las bacterias totales varió a lolargo del tiempo y entre lagunas. En El Triunfo este porcentaje de hibridación fue mayor que en lasotras dos lagunas, variando entre 48,9- 77,4% (Fig. 3.3a). En El Burro se registró el menorporcentaje, con valores entre 23,7 y 37,7 % (Fig. 3.3b); en Yalca este porcentaje varió entre 33,2 y57,8 % (Fig. 3.3c).

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Fig. 3.3 Porcentaje de eubacterias planctónicas hibridadas en a) El Triunfo b) El Burro c) Yalca. Las barrasindican 1 desvío estándar (n=2)

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Al analizar la composición de los principales grupos bacterianos hibridados en promedio paratodos los tiempos, se vio que en las tres lagunas las alfaproteobacterias fueron dominantes,aunque el porcentaje de hibridación varió en cada una de ellas, siendo de 49% en El Triunfo, 31%en El Burro y 54,2% en Yalca (Fig. 3.4). En El Triunfo las betaproteobacterias fueron el 30,9% de lasbacterias hibridadas (Fig. 3.4a) mientras que en El Burro resultaron el segundo grupo enimportancia con un 8,8% (Fig. 3.4b). Por su parte, las actinobacterias mostraron una abundanciamuy similar a la de las betaproteobacteria en la laguna Yalca (13,9% y 13,7% respectivamente)(Fig. 3.4c). Las gamaproteobacterias fueron el grupo bacteriano menos representado en las treslagunas (Fig. 3.4).

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Fig. 3.4 Porcentaje de hibridación promedio de los grupos bacterianos planctónicos en las tres lagunasestudiadas

Al analizar la variación de los distintos grupos bacterianos planctónicos a lo largo del tiempo seobservó que en la laguna El Triunfo la abundancia disminuyó, pero solamente en t3 (ANOVA MRfactor tiempo p<0,0001, comparación de Tukey p<0,05). Por otra parte, en esta laguna seregistraron diferencias significativas entre las abundancias de los distintos grupos a lo largo deltiempo (ANOVA MR factor grupos bacterianos p<0,0001), siendo las alfaproteobacterias las más

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abundantes seguidas por las betaproteobacterias. Las citofagas y actinobacterias fueron menosabundantes, mientras que el grupo menos representado fue el de las gamaproteobacterias. Elporcentaje de hibridación de las alfaproteobacterias varió entre 46,8% a t0 y 49,1% a t3, mientrasque el grupo menos representado (gamaproteobacterias) varió entre 2,6% a t0 y 2,3% a t3 (Fig.3.5a).

En la laguna El Burro la abundancia de cada grupo bacteriano planctónico no mostró diferenciassignificativas a lo largo del tiempo, pero sí se detectaron diferencias entre las abundancias de losdistintos grupos (ANOVA MR factor grupos bacterianos p<0,001), siendo las alfaproteobacteriassignificativamente más abundantes que los demás grupos (comparación de Tukey p<0,0001). Entrelas betaproteobacteria y actinobacterias no se encontraron diferencias significativas, siendo éstasmás abundantes que las citofagas y las gamaproteobacterias. Respecto a los porcentajes dehibridación, encontramos que las alfaproteobacterias variaron entre 38,2% a t0 y 30,4% a t3. Lasgamaproteobacterias variaron entre 2,2% al inicio del experimento y 1,2% al final (Fig. 3.5b).

En Yalca no encontramos diferencias significativas entre las abundancias de los grupos bacterianosplanctónicos estudiados ni a lo largo del tiempo. En esta laguna los porcentajes de hibridaciónvariaron para las alfaproteobacterias entre 59,2% a t0 y 48,1% a t3 (Fig. 3.5c)

Finalmente comparamos la abundancia de los distintos grupos planctónicos bacterianos entre lastres lagunas a tiempo final y observamos que en El Burro se registraron las mayores densidades debacterias; en particular las alfaproteobacterias fueron las que presentaron los mayores valores deabundancia (ANOVA 2 factores: laguna y grupo bacteriano, efectos simples p<0,0001) seguido delas betaproteobacterias (ANOVA 2 factores: laguna y grupo bacteriano, efectos simples p<0,02),mientras que para los demás grupos bacterianos no se detectaron diferencias significativas entrelagunas.

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Fig. 3.5 Variación de los grupos bacterianos planctónicos a lo largo del tiempo en las tres lagunas estudiadas.En el panel de la izquierda se muestran las abundancias de los grupos bacterianos hibridados, las barrasindican 1 desvío estándar (n=2). En el panel de la derecha se muestra el porcentaje de hibridación de cadasonda respecto al recuento de bacterias totales. a) El Triunfo b) El Burro y c) Yalca.

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El resultado del análisis de redundancia (RDA) realizado en base a la abundancia de cada grupobacteriano planctónico y las variables ambientales se muestra en la Fig. 3.6. Los primeros dos ejesde este análisis explicaron el 92,5 % de la varianza (69,5 % el primer eje y 23,0 % el segundo eje). ElTest de Monte Carlo indicó que los factores abióticos están correlacionados significativamente conel primer eje (p<0,1) y con los demás ejes (p<0,05). Las variables ambientales que resultaronsignificativas para este ordenamiento fueron el NID (p<0,005), la conductividad (p<0,005) y eloxígeno disuelto (p<0,05) (señaladas con flechas de línea continua en la Fig. 3.6). Las variables conmás peso en el primer eje resultaron ser el NID y la Chl Ø fitoplanctónica (coeficientes decorrelación NID= 0,89, Chl Ø fitoplanctónica= 0,85) y en el segundo eje la conductividad y el KdPAR

(coeficientes de correlación conductividad= 0,87, KdPAR= -0,79). Este análisis mostró que para estacomunidad aparentemente no hubo un efecto temporal notorio, dado que se aprecian tres gruposbien diferenciados de sitios que coinciden con las tres lagunas estudiadas. En la Fig. 3.6 estosgrupos se encuentran marcados con línea de puntos. Este análisis muestra que la laguna El Burrose ubica a mayores valores de Chl Ø fitoplanctónica junto con mayores valores de NID y oxígenodisuelto, en tanto que los grupos bacterianos también aumentan en este sentido. Por otra partelos puntos correspondientes a la laguna El Triunfo se ubicaron en la zona de mayores valores deFRS. La laguna Yalca se ubicó a menores valores de conductividad y mayores valores de KdPAR.

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Fig. 3.6 Triplot correspondiente al RDA (primer eje y segundo eje) basado en las abundancias de los distintosgrupos bacterianos planctónicos y las variables ambientales. Sitios 1-4: El Triunfo (t0, t1, t2 y t3respectivamente); sitios 5-8: El Burro (t0, t1, t2 y t3 respectivamente); sitios 9-12: Yalca (t0, t1, t2 y t3respectivamente). Las variables ambientales que resultaron significativas (p<0,05) de acuerdo a la selecciónforward se encuentran señaladas con líneas continuas.

ÜÝÞítulo 3

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ßàáâãäåæçãäåèåâæé

El porcentaje de hibridación de las eubacterias en el perifiton varió entre las distintas lagunas (Fig.3.7). En El Triunfo los valores variaron entre 69,7% y 87,1% (Fig. 3.7a), en El Burro entre 75,6% y82,0% (Fig. 3.7b) mientras que en Yalca se registraron los menores valores, entre 60,4% y 69,3%(Fig. 3.7c).

Fig. 3.7 Porcentaje de eubacterias perifíticas hibridadas en a) El Triunfo b) El Burro c) Yalca. Las barrasindican 1 desvío estándar (n=2)

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En promedio para todos los tiempos esta comunidad se encontró principalmente representadapor alfaproteobacterias en las tres lagunas estudiadas, variando entre 53,6 % y 63,7% (Fig. 3.8).Las segundas en importancia, en lo que respecta al porcentaje de hibridación, fueron lasbetaproteobacterias en las lagunas El Triunfo y Yalca (22,6% y 14,11% respectivamente), mientrasque en El Burro fueron las gamaprotebacterias (24,6%). En la comunidad perifítica lasactinobacterias conformaron el grupo que resultó menos representado para las tres lagunasestudiadas, variando su porcentaje entre 1,3% y 2,2% (Fig. 3.8).

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Fig. 3.8 Porcentaje de hibridación promedio de los grupos bacterianos perifíticos en las tres lagunasestudiadas

Al analizar la variación de la composición bacteriana a lo largo del tiempo para cada laguna, seobservó que en El Triunfo las alfaproteobacterias aumentaron su abundancia a lo largo del tiempo,

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resultando siempre el grupo bacteriano dominante (ANOVA MR p<0,01). En esta laguna, lasgamaproteobacterias fueron el segundo grupo bacteriano en importancia al inicio de lacolonización, y fueron desplazadas por las citofagas y las betaproteobacterias hacia el final delperíodo estudiado. Las actinobacterias no variaron a lo largo del tiempo y fueron el grupo menosabundante a lo largo de todo el estudio. El porcentaje de hibridación para las alfaproteobacteriasvarió entre 60,2% al inicio del estudio y 55,8% al final. Por su parte, para las gamaproteobacteriasel porcentaje disminuyó desde 46,2% al inicio (t1) hasta 9,2% hacia el final del estudio. Lascitofagas aumentaron desde un 6,6% hasta un 19,7%, mientras que las betaproteobacteriasoscilaron entre 22,1% a t1 y 31,8% a t3 (Fig. 3.9).

En El Burro al principio de la colonización (t1) no se observaron diferencias entre las abundanciasde los distintos grupos bacterianos. A partir de este tiempo se registró un aumento significativo delas alfaproteobacterias (ANOVA MR factor tiempo p<0,0001) que luego se mantuvieron estableshasta el final del período estudiado, siendo en todos los tiempos el grupo bacteriano másabundante. En general todos los grupos bacterianos exhibieron un aumento significativo a t2 yluego permanecieron constantes. No se detectaron diferencias significativas entre los demásgrupos bacterianos. El porcentaje de hibridación en esta laguna varió para las alfaproteobacteriasentre 63,4% al inicio y 60,5% hacia el final. Las actinobacterias presentaron los menores valores dehibridación, variando entre 2,0% y 1,5% a t1 y t3 respectivamente.

En la laguna Yalca las alfaproteobacterias también fueron el grupo bacteriano más abundante a lolargo de todo el estudio (ANOVA MR factor grupo bacteriano p<0,02), aumentando en eltranscurso del tiempo (ANOVA MR factor tiempo p<0,01). A t1 y t2 no se registraron diferenciasentre las abundancias de los demás grupos bacterianos. Hacia el final del período estudiadoaumentó la abundancia de las betaproteobacterias y citofagas. Por su parte, lasalfaproteobacterias presentaron un porcentaje de hibridación que varió entre 53,1% al inicio (t1) y56,2% (a t3). También en este caso las actinobacterias presentaron los menores porcentajes dehibridación, variando entre 0,9% en t1 y 1,9% en t3.

Al comparar la abundancia de los grupos bacterianos perifíticos entre lagunas observamos que ElBurro fue el que presentó mayor abundancia, siendo las alfaproteobacterias el grupo más

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importante (ANOVA 2 factores: lagunas y grupos bacterianos, efectos simples p<0,0001). En estalaguna las gamaproteobacterias también fueron más abundantes que en las otras dos lagunas(ANOVA 2 factores: lagunas y grupos bacterianos, efectos simples p<0,03), mientras que para losdemás grupos bacterianos no se registraron diferencias significativas entre lagunas.

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Fig. 3.9 Variación de los grupos bacterianos perifíticos a lo largo del tiempo en las tres lagunas estudiadas.En el panel de la izquierda: abundancias de las bacterias hibridadas, las barras indican 1 desvío estándar(n=2). En el panel de la derecha: porcentaje de hibridación de cada sonda respecto al recuento de bacteriastotales. a) El Triunfo b) El Burro c) Yalca.

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El análisis multivariado (RDA) realizado para la comunidad bacteriana perifítica basado en lasabundancias de cada grupo bacteriano y las variables ambientales se muestra en la Fig. 3.10. Losdos primeros ejes de este análisis explicaron un 99,6 % de la varianza (96,1 % el primer eje y 3,5 %el segundo eje). El Test de Monte Carlo indicó que los factores abióticos están correlacionadossignificativamente con el primer eje (p=0,03) y con los demás ejes (p=0,03). En esta comunidad lasvariables ambientales que resultaron significativas fueron la Chl ü perifítica (p=0,008) y el oxígenodisuelto (p=0,04). Las variables con más peso en el primer eje resultaron ser Chl ü perifítica y NID(coeficientes de correlación Chl ü perifítica=0,9718, NID=0,7390) y en el segundo eje FRS yconductividad (coeficientes de correlación FRS=-0,6073, conductividad=-0,4780). Este análisisevidenció un efecto de la variable temporal principalmente en el caso de las lagunas turbias. En ElBurro el ordenamiento de los sitios mostró una variación temporal en relación al aumento de laabundancia relativa de actinobacterias, betaproteobacterias y gamaproteobacterias a medida queavanzó el proceso de sucesión. Por otra parte, los puntos correspondientes a la laguna Yalcamostraron una tendencia a la disminución de la cantidad relativa de alfaproteobacterias a medidaque transcurrió el tiempo de colonización. En El Triunfo no se aprecia un efecto temporal tanmarcado, ya que casi todos los puntos se ubicaron juntos, a excepción del punto correspondientea t4. En particular para la laguna El Burro, los puntos a lo largo de la colonización se ordenaronsegún un gradiente creciente de Chl ü perifítica.

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Fig. 3.10 Triplot correspondiente al RDA (primer y segundo eje) realizado en base a las abundancias de losgrupos bacterianos perifíticos y las variables ambientales. Sitios 1-4: El Triunfo (t1, t2, t3 y t4respectivamente); sitios 5-7: El Burro (t1, t2 y t3 respectivamente); sitios 8-10: Yalca (t1, t2 y t3respectivamente). Las variables ambientales que resultaron significativas (p<0,05) de acuerdo a la selección☜forward☝ se encuentran señaladas con líneas continuas

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Discusión

Las variables físico-químicas analizadas evidenciaron las características ópticas de las tres lagunasseleccionadas (clara, turbia orgánica y turbia inorgánica). Como era de esperar, la laguna clara ElTriunfo fue la que presentó los menores valores de KdPAR y los mayores valores de Secchi, en tantoque las lagunas turbias El Burro y Yalca no presentaron una gran diferencia entre ellas en cuanto asu turbidez; a diferencia de lo que fuera observado en otros períodos para las mismas lagunas (ver✄☎p✆✝✞✟✠ ✡ ), los valores de KdPAR y profundidad del disco de Secchi fueron similares en estas doslagunas a lo largo de este estudio. Particularmente en la laguna Yalca se detectó una menorturbidez que la registrada en períodos anteriores. En cuanto a la concentración de nutrientesdisueltos se registró un bajo nivel de NID tanto en la laguna clara como en la laguna turbiainorgánica. La presencia de macrófitas arraigadas en la laguna clara podría estar explicando estabaja disponibilidad de nitrógeno disuelto ya que el mismo estaría siendo captado por las plantasacuáticas (Villar ☛✝ ☎✟☞, 1998). Las menores concentraciones de NID y los menores valores deconductividad y de turbidez registrados en Yalca en comparación con períodos anteriores podríanestar vinculados a un efecto de dilución por aumento del nivel hidrométrico (observaciónpersonal). Aunque los meses previos al estudio no se registraron niveles de precipitacioneselevados (ver Fig. 4 en la sección ✌✍☛☎ ✎☛ ✏✑✝✞✎✒✠), no podemos descartar que variaciones en el RíoSalado pudieran haber influido en el nivel hidrométrico de esta laguna.

La técnica de CARD-FISH permite el análisis de la comunidad bacteriana discriminando entre susprincipales grupos según qué sondas sean seleccionadas para realizar la hibridación (Pernthaler ☛✝

☎✟☞, 2004). La sonda EUB I-III está diseñada para hibridar con la mayor parte de las bacterias y porlo tanto este recuento sirve como control de la técnica al analizar los porcentajes de hibridaciónsobre el total de bacterias contadas. En nuestro trabajo los porcentajes resultaron variablesdependiendo de la laguna y de la comunidad estudiada. La laguna clara presentó mayorporcentaje de hibridación para las eubacterias que las lagunas turbias. Cabe señalar que laeficiencia de la hibridación puede variar dependiendo de la cantidad de ribosomas presentes enlas células blanco (Pernthaler ☛✝ ☎✟☞, 2002). Por otra parte, la presencia de arqueas, que no hibridancon la sonda EUB I-III pero que sí se cuentan como parte del total teñidas con DAPI, podría estar

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explicando también las diferencias en los porcentajes de hibridación de estas muestras, aúncuando este grupo no fue incluido en nuestro trabajo. Resulta llamativo que los porcentajes dehibridación de las eubacterias fueron siempre mayores para el bacterioperifiton que para elbacterioplancton pudiendo deberse esta diferencia a la metodología aplicada en cada comunidad.Para evitar posibles efectos de la matriz perifítica sobre la eficiencia de la hibridación, previo acomenzar con los pasos de la técnica de CARD-FISH, la comunidad perifítica fue sometida a unintenso proceso de separación mecánica utilizando un vortex y posteriormente un sonicador, adiferencia de la comunidad planctónica que sólo fue homogeneizada utilizando el vortex. Por lotanto, no puede descartarse que esta diferencia en el procesamiento de las muestras haya tenidoalguna influencia en la eficiencia de la hibridación para cada una de las comunidades.

Un resultado muy interesante de nuestras investigaciones es que se observó una dominancia delas alfaproteobacterias en los tres tipos de lagunas y en las dos comunidades estudiadas. Lasalfaproteobacterias han sido descriptas como el grupo más importante en los ambientes marinosseguidas de las gamaproteobacterias (Methé ✖t ✗✘✙ , 1998), mientras que las betaproteobacterias,las actinobacterias y las citofagas tendrían más presencia en los cuerpos de agua dulce (Glöckner✖t ✗✘✙ , 1999; 2000). Por lo tanto, la dominancia de alfaproteobacterias en nuestro estudio tanto enel plancton como en el perifiton y para los tres tipos de lagunas estudiados resulta muy llamativa.Al respecto cabe mencionar que en un estudio sobre la comunidad bacteriana realizado en varioscuerpos de agua dulce con distintas características limnológicas, Salcher ✖t ✗✘✙ (2011) encontraronun sub-clado de alfaproteobacterias denominado LD12 que resultó muy abundante en todas lasmuestras analizadas. Estos autores plantean que los miembros del clado LD12 conformarían unode los linajes de bacterias de agua dulce más abundantes y ubicuas, y en los estudios previos estegrupo habría sido subestimado por problemas técnicos con la sonda utilizada para identificar a lasalfaproteobacterias. La sonda ALF968, diseñada para hibridar a la mayor parte de lasalfaproteobacterias no sería la más adecuada para la detección del clado LD12 debido a que seune de manera defectuosa con los miembros de este grupo (Salcher ✖t ✗✘✙ , 2011). Curiosamente ennuestro trabajo en donde utilizamos la sonda ALF968 a la que se hace mención, encontramos unalto porcentaje de bacterias del tipo alfa que podrían pertenecer al clado LD12. No obstante, éstodeberíamos comprobarlo utilizando una sonda diseñada específicamente para hibridar a las

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bacterias pertenecientes a este grupo. Por otra parte, y en coincidencia con nuestros resultados,en un estudio reciente sobre cambios sucesionales de la comunidad bacteriana sobre biofilms enríos, se encontró que las alfaproteobacterias fueron las que presentaron mayor abundancia haciael final del período estudiado (40 días) (Lupini ✢t ✣✤✥ , 2011).

Respecto a la composición bacteriana del plancton no se registraron variaciones importantes a lolargo del período estudiado. Como ya hemos mencionado las alfaproteobacterias fueron elprincipal grupo en todas las muestras analizadas. En las tres lagunas las betaproteobacteriasfueron el segundo grupo en importancia lo que concuerda con estudios de otros autores, ya queeste grupo ha sido descripto como un componente importante de los cuerpos de agua dulce(Methé ✢t ✣✤✥ , 1998). Por otra parte, las gamaproteobacterias fueron el grupo menos representadoen las tres lagunas estudiadas. Bertoni ✢t ✣✤✥ (2008) realizaron un estudio experimental de adiciónde nutrientes en cuerpos de agua oligotróficos y observaron que las betaproteobacteriaspresentaron tasas de crecimiento mayores que el resto de los grupos del bacterioplancton debidoa que es un grupo oportunista en cuanto a sus estrategias de crecimiento. Estos autores planteantambién que a pesar de que las gamaproteobacterias tendrían preferencia por ambientes conaltas concentraciones de nutrientes, las betaproteobacterias son mejores competidorasprovocando la disminución de las gamaproteobacterias.

Los ensambles bacterianos se encuentran regulados por factores físico-químicos locales talescomo la temperatura, radiación ultravioleta, concentración de materia orgánica y nutrientes(Logue ✢t ✣✤✥ , 2008). En particular, en nuestro estudio las variables más significativas en elordenamiento (NID y conductividad), fueron aquellas que difirieron entre las lagunas estudiadas.En este sentido, sería interesante analizar experimentalmente en futuros estudios cuál es el efectode diferentes concentraciones de nutrientes, particularmente el NID, sobre la composición delbacterioplancton.

Como ya fuera mencionado, el bacterioperifiton, se encontró principalmente representado poralfaproteobacterias. No obstante, se registró hacia el final del período de colonización, tanto en lalaguna clara como en la turbia inorgánica, un aumento de las abundancias relativas de lasbetaproteobacterias y las citofagas. Estos resultados apoyan la hipótesis 2 planteada en este

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capítulo, dado que fue evidente una variación en la composición bacteriana a lo largo del períodode colonización.

La aparición de betaproteobacterias en etapas tardías de la sucesión en nuestro estudio, nocoincidiría con la descripción dada por ｺimek ✩t ✪ ✫✬ (2006) para este grupo bacteriano, según lacual serían oportunistas y de crecimiento rápido, una estrategia exitosa al comienzo de las etapassucesionales. Por otro lado, el grupo de las citofagas ha sido descripto como el principalcomponente de los biofilms en varios estudios y son degradadoras de moléculas orgánicas de altopeso molecular (Hempel ✩t ✪✫✬ , 2008) pasando a estar mejor representadas en etapas másmaduras de la sucesión. Por otra parte, Pohlon ✩t ✪✫✬ (2009) analizaron el proceso de colonizaciónen arroyos de montaña, y a diferencia de lo observado en nuestros estudios, las citofagas fueron elgrupo pionero, aumentando en un estado tardío las gamaproteobacterias y betaproteobacterias.Cabe aclarar que este recambio de grupos se detectó en las primeras 24 horas, a diferencia denuestro trabajo donde los muestreos comenzaron a los 3 días de colocados los sustratos. Lasdiferencias encontradas pueden ser atribuibles también a la característica lótica de los cuerpos deagua estudiados por estos autores. Estas controversias sugieren que son necesarios más estudiosde colonización bacteriana en perifiton para dilucidar qué grupos resultan mejor adaptados en lasdistintas etapas sucesionales.

Por otro lado, las actinobacterias fueron las menos abundantes a lo largo de todo el procesosucesional del perifiton en las tres lagunas analizadas. Este grupo bacteriano se caracteriza porpresentar un tamaño celular muy pequeño, lo que le confiere una estrategia de defensa contra lapredación (Thingstad ✩t ✪ ✫✬, 2005; ｺimek ✩t ✪✫✬ , 2006) y por lo tanto este grupo se vería beneficiadoen situaciones donde la presión de predación fuera muy alta. La relación entre la escasarepresentatividad de este grupo con una probable menor importancia de la predación en laestructuración de la comunidad en las lagunas estudiadas, debería comprobarse en el futuromediante análisis de los potenciales predadores y experimentos manipulativos.

Los resultados del ordenamiento del bacterioperifiton sugieren una relación entre la comunidadheterotrófica y la autotrófica representada por la fracción algal del perifiton. En El Burro, elordenamiento obtenido parecería estar indicando un aumento de la abundancia del

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bacterioperifiton en conjunto con un aumento en la Chl ✰ perifítica. Hempel ✱t ✰✲✳ (2008) sugierenque las algas epífitas pueden ser degradadas por bacterias capaces de degradar compuestos dealto peso molecular (como las citofagas) y que los productos resultantes de esta degradacióncomo el dióxido de carbono y el oxígeno redundarían en un beneficio tanto para los productoresprimarios como para las bacterias heterotróficas de la propia comunidad. Nuevamente, losresultados de estos análisis de ordenamiento sugieren hipótesis de trabajo, las cuales seríainteresante poner a prueba a través de futuros experimentos manipulativos.

Respecto a las diferencias encontradas en cuanto a las abundancias de los grupos bacterianosentre lagunas podemos destacar que en la laguna turbia orgánica El Burro se registraron lasmayores abundancias de bacterias, en particular de las alfaproteobacterias, tanto para elbacterioplancton como para el bacterioperifiton. En un trabajo reciente sobre el picoplancton delagunas de la región Silvoso ✱t ✰✲✳ (2010) reportaron que la abundancia del bacterioplancton fuemayor en lagunas turbias orgánicas en comparación con lagunas claras vegetadas y turbiasinorgánicas. Estos autores encontraron también que la abundancia del bacterioplancton seencontraba correlacionada de manera positiva con el KdPAR y con la Chl ✰ fitoplanctónica, yplantean que estas correlaciones podrían tomarse como una evidencia de la existencia decomensalismo entre el fitoplancton y las bacterias debido a que la materia orgánica lábil producidapor el fitoplancton actuaría como la fuente principal de carbono para el crecimiento bacteriano.

Finalmente, al comparar el bacterioperifiton y el bacterioplancton en los tres tipos de lagunas, nohemos encontrado grandes diferencias en cuanto a su composición. Este hecho contrasta con lasdiferencias observadas entre la composición algal de ambas comunidades pudiendo deberse a quelas bacterias son más ubicuas y poseen características que les permiten establecerse tanto en lacolumna de agua como sobre superficies. Sin embargo, cabe señalar que las sondas utilizadasabarcan grandes grupos, dentro de los cuales se encuentran contenidos diferentes linajes (Newton✱t ✰✲✳ , 2011). Teniendo en cuenta esta gran diversidad que queda enmascarada al utilizar sondasgenerales, sería interesante poder realizar un estudio similar pero utilizando sondas másespecíficas para poder detectar posibles diferencias que se hubieran pasado por alto. Otro factorque no podemos descartar es el uso de sustratos artificiales para el análisis del bacterioperifiton.

✴✵✶ítulo 3

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En los primeros estadios de la formación de la comunidad adherida la presencia demacromoléculas orgánicas sobre la superficie a colonizar es de una gran importancia debido a quelas bacterias no se adhieren nunca a un sustrato completamente limpio (Busscher y van der Mei,2000). Es decir que se podrían esperar diferencias en la composición de una comunidadbacterioperífitica desarrollada sobre un sustrato artificial que sobre uno natural (e.g. macrófitas,rocas, sedimentos).

Los resultados de este trabajo representan el primer aporte al conocimiento de la composiciónbacteriana de la comunidad perifítica de las lagunas pampeanas y contribuye al conocimiento de lacomunidad del bacterioplancton. Independientemente de las características ópticas de cada unade las lagunas, éstas se encontraron dominadas por bacterias pertenecientes al grupo de lasalfaproteobacterias. Conocer la estructura y dinámica de estas comunidades bacterianas revisteun gran interés para el estudio de los cuerpos de agua someros debido al importante rol que estasjuegan en los procesos bio-geoquímicos que tienen lugar en la columna de agua.

☜ ón primaria del perifiton y del fitoplancton en los

tres tipos de lagunas de la llanura pampeana☝

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Introducción

La fotosíntesis es la conversión biológica de energía lumínica en energía de enlace químico que esalmacenada en la forma de compuestos de carbono. Provee la fuente primaria de materiaorgánica para el crecimiento y las demandas metabólicas de los demás organismos del ecosistema,poniendo un límite superior sobre la biomasa total y productividad de los ecosistemas (Kalff, 2003;Falkowski y Raven, 2007). Los principales productores primarios en un lago somero son lasmacrófitas y las comunidades microalgales (el fitoplancton y la fracción algal del perifiton).

En general, las lagunas se suelen categorizar según la magnitud de la producción primaria (PP)fitoplanctónica, dejando de lado la contribución por parte de las comunidades microalgalesadheridas (Vadeboncoeur ✺t ✻l ., 2008). Sin embargo, como ya se ha mencionado en la ✼✽✾✿❀❁❂❃❃❄❅✽

❆✺✽✺✿✻❇, el aporte de la fracción autotrófica perifítica a la PP total puede llegar a ser muyimportante en lagos someros, siendo esta comunidad a veces la dominante. En este tipo delagunas la disponibilidad de sustratos para la colonización de las distintas comunidades adheridasestá determinada por la relación área: profundidad y por la forma general de la cuenca de lalaguna (Vadeboncoeur ✺✾ ✻❇., ❀❈❉ ❃it❉ ) que pueden causar condiciones lumínicas propicias para eldesarrollo de la comunidad adherida. Por otra parte, la variabilidad en cuanto a la disponibilidadde sustratos en los cuerpos de agua provoca una distribución heterogénea de las comunidadesadheridas.

Como ya fuera mencionado, la diferencia en la cantidad de estudios realizados sobre una u otracomunidad puede explicarse parcialmente por las dificultades metodológicas que presenta elanálisis del perifiton. Aunque se pierde cierto grado de realismo, el uso de sustratos artificialespermite la relativización de la PP a un área conocida y facilita la toma y manipulación de muestras(Kalff, 2003). De esta manera se pueden obtener datos cuantitativos que posibilitan lacomparación de la comunidad adherida con la planctónica.

La luz y la concentración de nutrientes del cuerpo de agua son los factores limitantes másimportantes de la PP de ambas comunidades microalgales. Cuando la concentración de nutrienteses alta (lagos eutróficos), el fitoplancton absorbe y dispersa la luz antes de que ésta llegue a ser

❊❋●ítulo 4

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captada por las comunidades adheridas (epipelon, epipsamon), limitando de esta manera lacantidad y calidad de luz disponible para estas comunidades (Liboriussen y Jeppesen, 2003). Porotra parte, en lagos oligotróficos el factor limitante para la producción primaria es laconcentración de nutrientes. El fitoplancton toma nutrientes de la columna de agua másrápidamente que el perifiton (Reuter y Axler, 1992; Vadeboncouer ❍t ■l ., 2003). Sin embargo,ciertas comunidades adheridas pueden obtener nutrientes de su propio sustrato además de lacolumna de agua, como es el caso del epipelon que puede adquirirlos de los sedimentos en dondese asienta. Esta habilidad les confiere ventajas competitivas frente a la comunidad planctónicacomo así también frente a la adherida sobre sustratos inertes que sólo pueden utilizar losnutrientes disponibles en la columna de agua (Liboriussen y Jeppesen, 2003). Este tipo deinteracciones competitivas provocan una relación inversa entre estas dos comunidades deproductores primarios a lo largo de un gradiente de eutrofización, pasando de dominar lacomunidad adherida (bentónica) a dominar la comunidad pelágica (Vadeboncoeur ❍t ■l ., 2003). Aconcentraciones de nutrientes intermedias, en las que pueden existir los dos estados alternativosde equilibrio descriptos por Scheffer ❍t ■l . (1993), se puede dar un cambio en el aporte relativo delas comunidades microalgales planctónicas y perifíticas a la producción primaria anual del cuerpode agua (Liboriussen y Jeppesen, op❏ ❑it❏ ).

El perifiton al ser una comunidad sésil, se ve más afectado que el fitoplancton por la limitación porluz, lo que tiene incidencia sobre la PP de cada una de las comunidades en una misma laguna.Como ya fuera mencionado, en las lagunas de la llanura pampeana se presenta una variedad deescenarios ópticos que abarcan lagunas claras profusamente colonizadas por vegetaciónsumergida, lagunas turbias orgánicas dominadas por altas densidades de fitoplancton y lagunasturbias inorgánicas con grandes cantidades de material inorgánico en suspensión. La mayor partede las lagunas de esta región han sido clasificadas como eutróficas o hipereutróficas (Quirós yDrago, 1999). En un estudio reciente Allende ❍t ■l . (2009) han estudiado la variación de la PPfitoplanctónica en los tres tipos de lagunas de la región, observando que comparativamente laslagunas turbias orgánicas fueron las que presentaron mayores valores de productividad yeficiencia. Por otra parte, Torremorell ❍t ■l . (2009) han estudiado la PP anual del fitoplancton en lalaguna Chascomús, una laguna turbia e hipereutrófica muy importante de la región; los autores

▲▼◆ítulo 4

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relacionaron la PP con las variables ópticas de la laguna y pudieron determinar que la producciónde la misma se encontraba limitada por luz a lo largo de todo el año. Cabe destacar que la mayorparte de los trabajos sobre la PP en las lagunas pertenecientes a esta región se ha centrado casiexclusivamente en la comunidad fitoplanctónica, es decir que casi no se cuenta con informaciónsobre la PP perfítica ni sobre el aporte relativo de esta comunidad a la PP total de estos cuerpos deagua.

La PP del perifiton se encuentra fuertemente influenciada por el tipo de sustrato al que seencuentra adherido (Vadeboncoeur ❖t Pl ., 2003). Esta variabilidad se debe a la posibilidad de lasmicroalgas de extraer nutrientes o no de los distintos sustratos (e.g. sedimentos, madera, plantas,rocas). En lagunas que presentan una gran zona litoral y donde existe una gran variedad desustratos disponibles para colonizar, el uso de sustratos artificiales permite estimar el aporte,independientemente del tipo de sustrato, a la PP por parte de la comunidad sésilindependientemente del tipo de sustrato al que se encuentre adherida.

◗❘❙ítulo 4

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Objetivos

Los objetivos del presente capítulo fueron:

Analizar la PP de las comunidades planctónica y perifítica de manera comparativa en treslagos someros de la llanura pampeana representativos de las tres categorías existentes enla región: lagunas claras vegetadas, turbias orgánicas y turbias inorgánicas.

Analizar la relación de la PP con la biomasa (estimada por la concentración de Chl ❚) y conla composición taxonómica algal para ambas comunidades.

Estudiar la variación de la PP de ambas comunidades en función de la profundidad en cadalaguna.

Hipótesis

1. En las lagunas turbias orgánicas la PP total es mayor que en las turbias inorgánicas y en lasclaras.

2. En las lagunas claras el aporte relativo de la PP perifítica a la PP total es mayor que en laslagunas turbias.

3. La PP perifítica no varía con la profundidad en las lagunas claras, pero sí lo hace en laslagunas turbias.

❯❱❲ítulo 4

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❳❨❩❬❭❪ ❬❫❴❬❵❨❛❬❜❝❞❡

Se realizaron ensayos ❨❜ ❩❨❝❢ para evaluar la PP fitoplanctónica y perifítica a lo largo de un perfil deprofundidad en las lagunas Kakel Huincul (clara), El Burro (turbia orgánica) y Yalca (turbiainorgánica), lagunas que ya han sido descriptas en la sección ❣❵❬❞ ❤❬ ✐❩❝❢❤❨❪. La experiencia serealizó entre el 7 y el 9 de enero de 2010.

Para poder obtener una comunidad perifítica desarrollada con la cual realizar el experimento, seutilizaron sustratos artificiales (tiras de policarbonato de 2,5 x 50 cm) que fueron colocados encada laguna aproximadamente un mes previo a la realización del experimento (15 de diciembredel 2009). Los sustratos sumergidos (dos para la determinación de PP y otros tres para ladeterminación de las demás variables) se dispusieron verticalmente (según su lado mayor) y sesujetaron a estacas en la zona litoral de cada laguna. El criterio de selección del sitio donde secolocaron los sustratos artificiales fue que se tratara de una zona representativa del tipo de lagunaelegida. Una vez transcurrido el mes de colonización, en el momento de realizar el experimento,los sustratos se cortaron cuidadosamente en tres fracciones de 8 cm cada una: de 8 a 16 cm, de 16a 24 cm y de 24 a 32 cm, descartándose las porciones superiores e inferiores de los sustratosconservando sólo las partes del perfil vertical que hubieran estado en permanente contacto con lacolumna de agua. Además, en cada laguna se colocaron otros sustratos artificiales de igualescaracterísticas para su colonización, los que fueron utilizados para la determinación de las distintasvariables de masa (por triplicado).

La PP del perifiton y del fitoplancton se estimaron en simultáneo y por duplicado a tresprofundidades diferentes: 8, 16 y 24 cm. Para el perifiton se utilizaron las fracciones de lossustratos colonizados a diferente profundidad los que fueron puestos luego a incubar respetandola ubicación relativa de cada porción en la columna de agua. Para el fitoplancton, debido a que setrataba de un cuerpo de agua somero y polimíctico se tomaron muestras de agua integradas en lacolumna, tomadas con un muestreador de acrílico de 15 L, de este volumen se tomaron lasmuestras respectivas que fueron incubadas a las mismas profundidades antes mencionadas,

❥❦❧ítulo 4

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coincidentes con las del perifiton. En la Fig. 4.1 se esquematiza la toma de muestras y cómo fuearmado el dispositivo para la determinación de la PP de ambas comunidades.

Fig. 4.1 Esquema de la incubación de las muestras de perifiton y de fitoplancton en cada laguna.

♠♥♦♣♥qrst ♥✉q♣s✈✇♥rst

En cada laguna, tanto el día de la instalación de los sustratos artificiales como el de la estimaciónde la PP, se midieron subsuperficialmente la conductividad, pH y temperatura con un sensor decampo HANNA HI991301 y el oxígeno disuelto con un sensor de campo HANNA HI9146 (HANNAInstruments, USA). Se estimó la transparencia mediante el disco de Secchi y se midió laprofundidad en el punto de muestreo con una varilla graduada.

Se midieron los perfiles espectrales de radiación incidente (380-750 nm) mediante unespectroradiómetro USB2000 (Ocean Optics) equipado con una fibra óptica y un difusor de teflón(corrector coseno) de la misma manera que fue detallado en el ①♥②③✇④r⑤ ⑥. En base a estasdeterminaciones se estimaron los coeficientes de atenuación verticales de la luz PAR (KdPAR) apartir de la ecuación (1) del ①♥②③✇④r⑤ ⑦.

⑧⑨⑩ítulo 4

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Se calcularon las profundidades ópticas (ズ) de acuerdo a Kirk (1994) según la ecuación

ズ = KdPAR z (8)

Donde z es la profundidad máxima de cada sitio.

Las profundidades ópticas que son de particular interés en el contexto de la producción primariason aquéllas correspondientes a una atenuación del 10% (ズ = 2,3) y del 1% (ズ = 4,6) de la irradianciaincidente. Estas profundidades ópticas se refieren al punto medio y al límite inferior de la capaeufótica, dentro de la cual suceden los procesos fotosintéticos (Kirk, 2011). Una ズ menor a 4,6implica que toda la columna de agua corresponde a la capa eufótica, en tanto que una mayorimplica que la profundidad de la capa eufótica es menor que la profundidad total del sitio,existiendo por lo tanto una capa afótica.

Además, se midió la turbidez nefelométrica de cada laguna (como estimador de la dispersión de laluz) tomando muestras subsuperficiales y utilizando un turbidímetro 2100P (HACH®) y se tomaronmuestras para la determinación de sólidos totales en suspensión (STS). Los STS se estimaronsiguiendo la metodología descripta en el ❶❷p❸❹❺❻❼ ❽ .

En cada punto de muestreo se tomaron muestras de agua subsuperficiales (por triplicado) para ladeterminación de los principales nutrientes, tanto disueltos como totales. Estas muestras setransportaron en frío y oscuridad al laboratorio donde se realizaron las determinaciones. Para elcálculo de las concentraciones de nutrientes disueltos se filtró un volumen conocido de muestra através de filtros de tipo Whatman® GF/F. Todas las mediciones se realizaron como fue descripto enel ❶❷❾❸❹❺❻❼ ❿ utilizando un espectrofotómetro HACH® DR/2010 (HACH Company, USA) y suscorrespondientes ☜kits☝ de reactivos HACH®. Se midió la concentración de nitrato + nitrito, amonioy el fosforo reactivo soluble (FRS). El nitrógeno inorgánico disuelto (NID) se calculó como la sumade nitrito + nitrato + amonio. La determinación de nitrógeno y fósforo total (NT y PT) se realizósiguiendo el procedimiento detallado en el ❶❷❾❸❹❺❻❼ ➀.

La alcalinidad se determinó a través de la titulación de la muestra sin filtrar con HCl 0,1 N dentrode las 24 hs de tomadas las muestras (Mackereth ➁❹ ❷❻., 1978). La concentración de carbono

➂➃➄ítulo 4

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inorgánico disuelto (CID) se estimó a partir de la alcalinidad, pH y temperatura (Stumm y Morgan,1996).

➅➆➇➈➉➊➋➌➍➇➈➌

En cada laguna se tomaron muestras subsuperficiales con un balde y por triplicado para lacuantificación del fitoplancton a nivel de grandes grupos las que se fijaron con lugol acidificado(1% concentración final). Los recuentos se realizaron bajo microscopio invertido Zeiss® siguiendo lametodología propuesta por Utermöhl (1958) considerando un error de recuento máximo de 20%según Venrick (1978).

Se determinó por triplicado la concentración de clorofila ➋ (Chl ➋) en cada laguna de la mismamanera que fue descripta en el ➎➋➉➏➇➐➊➈ ➑.

➒➓➔➆→➆➇➈➌

Los sustratos artificiales instalados para el análisis de las variables de masa del perifiton de cadalaguna se cortaron de la misma manera que para la determinación de PP y se transportaron allaboratorio en frío y oscuridad dentro de bolsas herméticas con un poco de agua de la laguna paraevitar la desecación que se eliminó previo al raspado del material. Para cada determinación elmaterial perifítico adherido se raspó cuidadosamente con un trozo de sustrato limpio depolicarbonato y se suspendió en un volumen conocido de agua destilada. El material obtenido deun sustrato se utilizó para la determinación de la concentración de Chl ➋ siguiendo la mismametodología descripta para el fitoplancton pero refiriendo la concentración de Chl ➋ al área desustrato raspada (ver ➓➍➐➋➍➆➣➌ ↔ del ➎➋➉➏➇➐➊➈ ↕). Un segundo sustrato se utilizó para determinar elpeso seco (PS), cenizas y peso seco libre de cenizas (PSLC) siguiendo la metodología descripta en el➎➋➉➏➇➐➊➈ ➑. Las variables de masa fueron relativizadas al área de sustrato raspada y fueron medidaspor triplicado para cada profundidad. Se calculó el índice autotrófico (IA) como PSLC/Chl ➋ (APHA,2005). Un tercer sustrato se raspó y el material obtenido se fijó con lugol acidificado (1%

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concentración final) para su posterior recuento bajo micoscopio invertido de la misma manera quefuera descripto para el fitoplancton.

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La estimación de la producción primaria (PP) para el fitoplancton y el perifiton se realizó ensimultáneo en cada laguna y se llevó a cabo siguiendo la metodología de asimilación de 14Cdescrita en Holm-Hansen y Helbling (1995).

PP del fitoplancton

Se colocaron las muestras de fitoplancton en tubos acrílicos transparentes (corte neto a 400 nm)de 67,5 ml. Se utilizaron además dos tubos oscuros para estimar la incorporación de 14C porprocesos no fotosintéticos y cuyo valor de asimilación fue restado al de los tubos transparentes. Acada tubo se le agregó 1 µCi de NaH14CO3 (Perkin Elmer Life Sciences, Inc., USA) en oscuridad. Unavez adicionado el 14C a cada tubo, éstos se colocaron en una estructura de sostén que consistió enuna varilla de aluminio con sujetadores de los tubos de acrílico, diseñada de manera de permitir laincubación evitando el sombreado entre los tubos.

➫➭➯ítulo 4

126

PP del perifiton

A cada sustrato artificial se le identificó la cara que sería expuesta directamente a la radiación conuna marca inocua. A la cara no expuesta se le raspó la mayor cantidad posible de materialperifítico antes de la introducción en el tubo para concentrar todo el material radiactivo en laparte de la comunidad expuesta a la luz y que sería evaluada posteriormente. Una vezacondicionados los sustratos, los mismos se introdujeron en los tubos de incubación de igualescaracterísticas que los utilizados para el fitoplancton. Cada tubo contenía agua proveniente delsitio de muestreo, la que fue previamente filtrada con red de 15 µm de poro para excluir la mayorcantidad posible de algas planctónicas. Para esta comunidad también se prepararon dos tubososcuros para considerar la incorporación en oscuridad. La cantidad de 14C adicionado fue la mismaque para el fitoplancton; los tubos de incubación fueron colocados en la misma estructura que losde fitoplancton.

Las incubaciones simultáneas se realizaron durante dos horas cerca del mediodía. Una vezfinalizado el período de incubación los tubos fueron transportados en condiciones de frío yoscuridad al laboratorio donde fueron procesados dentro de las 2 horas posteriores al final delperíodo de incubación.

En el laboratorio se procedió a raspar cuidadosamente la superficie colonizada de los sustratosartificiales y el material raspado se suspendió en un volumen conocido de agua destilada queluego fue procesada siguiendo la misma metodología que para el fitoplancton. De cada tubo conmaterial se extrajo 1 ml que se colocó en viales de centelleo líquido a los que previamente se leshabía adicionado 3 gotas de NaOH 0,1 N para evitar posibles pérdidas de carbono inorgánicomarcado por difusión a la atmósfera. Este vial fue utilizado para la determinación del la actividadde 14C específica en cada muestra. Luego se le adicionó el líquido de centelleo (Opti-phase Hi Safe3, Perkin Elmer, Life Sciences, Inc., USA) y se determinó la actividad de los viales en un contador decentelleo líquido Beckman® LS-6500.

Un volumen conocido de cada tubo fue filtrado en condiciones de luz tenue a través de filtros defibra de vidrio del tipo Whatman® GF/F. Los filtros fueron colocados en viales de centelleo líquido

➲➳➵ítulo 4

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que se colocaron en una atmósfera clorhídrica durante una noche. Luego fueron ventilados bajocampana y se dejaron secar. Una vez secos, se les adicionó el líquido de centelleo, se mezclaronbien y se dejaron reposar una hora antes de ser contados en el mismo contador de centelleo. Cadamuestra fue colocada en este equipo durante un minuto.

Cálculo de las tasas de asimilación (PP)

Las tasas de asimilación se obtuvieron a partir de la siguiente fórmula (Tilzer, 1984; Pregnall, 1991;Holm-Hansen y Helbling, 1995; Wetzel y Likens, 2000):

µg C (µg Chl ➸ h)-1 = DPM in➺ CID 1,06 (DPM ➸➻ Tiempo inc Chl ➸)-1 (9)

Donde DPM in➺ es la radiactividad incorporada por cada muestra, CID es la concentración decarbono inorgánico disuelto (en µg C L-1) y 1,06 es el factor de discriminación isotópica queconsidera la velocidad de los procesos enzimáticos involucrados en la fotosíntesis, ya que el 14C esincorporado un 6 % menos rápido que el 12C. DPM ➸➻ es la radiactividad del carbono adicionado,Tiempo inc la cantidad de horas de incubación y Chl ➸ es la concentración de clorofila ➸ (µg L-1).Tanto a DPM in➺ como a DPM ➸➻ se les efectuaron las correcciones volumétricascorrespondientes:

DPM ➸➻ = DPM ml ➼ (➽)-1 (10)

DPM ➾➚➺ = DPM filtro ➼ (➪)-1 (11),

Donde ➼ es el volumen de la muestra (67,5 ml), ➽ es el volumen en el que se determinó laactividad adicionada a la muestra (1 ml) y ➪ es el volumen filtrado en ml.

Producción integrada en la columna de agua (PA)

La tasa integrada de fotosíntesis por unidad de superficie (PA mg C m-2 h-1) se estimó a partir de lasdeterminaciones ➾➚ ➶➾➹➘ de las tasas de fotosíntesis por unidad de volumen (en mg C m-3 h-1) a

➴➷➬ítulo 4

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distintas profundidades y luego integrando estas producciones por planimetría (Wetzel y Likens,2000; Kirk, 1994).

Para obtener las tasas de asimilación del perifiton se empleó la fórmula (9) descripta para elfitoplancton, pero utilizando en (9) la superficie colonizada raspada en lugar del volumen filtrado:

DPM in➮ = DPM filtro ➱ (superficie colonizada raspada)-1 (12)

Adicionalmente se relativizó la PP a la Chl ✃ como un estimador de la ☜eficiencia☝ fotosintética delas comunidades (O´Farrell ❐❒ ✃❮❰, 2009)

ÏÐÑ❮ÒÓÒÓ ❐Ó❒✃ÔÕÓ❒Ò➮ÖÓ

Para probar la existencia de diferencias estadísticamente significativas se realizaron Análisis deVarianza de 1 y 2 vías (ANOVA). Para el fitoplancton se realizaron ANOVAs de 1 vía con la Chl ✃como variable y el factor laguna con tres niveles (Kakel Huincul, El Burro y Yalca). Para el perifitonse realizaron ANOVAs de 1 vía en cada laguna por separado analizando las distintas variables demasa (Chl ✃, PS, PSLC, densidad total) con la profundidad como factor. Se realizaron ademásANOVAs de 2 vías utilizando para el perifiton los factores laguna y profundidad y las distintasvariables de masa (Chl ✃, PSLC, PS y densidad total). Para la PP y la ☜eficiencia☝, tanto en lacomunidad fitoplanctónica como perifítica, se realizaron ANOVAs de 2 vías con los factores lagunay profundidad. Cuando las variables dependientes no cumplieron con los supuestos de normalidady/o homogeneidad de varianza se realizaron transformaciones de los datos. Cuando la interacciónentre los 2 factores de los ANOVAs de 2 vías fue significativa se analizaron los efectos simples. Enlos casos que la interacción fue no significativa se realizaron contrastes mediante la prueba deTukey. Se utilizaron los programas SPSS 15.0® y STATISTICA7®.

×ØÙítulo 4

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Resultados

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En la Tabla 4.1 se presentan los resultados de las variables fisicoquímicas estudiadas para las treslagunas seleccionadas. En El Burro se registraron los mayores valores de oxígeno disuelto (11,1-12,9 mg L-1), mientras que en las otras dos lagunas varió entre 6,7 y 8,9 mg L-1 a lo largo de todo elperíodo de colonización. La conductividad más baja se registró en la laguna Yalca, fue intermediaen El Burro, mientras que los valores más altos se registraron en Kakel Huincul, variando para elconjunto de las tres lagunas entre 1480 y 4950 µS cm-1. Respecto a las concentraciones denutrientes, el NID varió en las tres lagunas en el rango de 45-155 µg L-1, registrándose el mayorvalor en Kakel Huincul y el menor en El Burro. Por otra parte el rango de variación del FRS entrelagunas fue de 60 µg L-1 en El Burro y de 433 µg L-1 en Yalca. El pH, levemente alto, osciló entre 8,4(Yalca) y 9,0 (El Burro) (Tabla 4.1).

Por otra parte, acorde a la preselección realizada, las lagunas estudiadas presentaroncaracterísticas ópticas contrastantes. Kakel Huincul fue la laguna más clara, como lo evidencian susvalores de profundidad de disco de Secchi 32-26 cm, turbidez 22-28 NTU y KdPAR 5,9-8,6 m-1. Lalaguna El Burro presentó características ópticas intermedias con los siguientes valores: Secchi 13-16 cm, turbidez 128-81 NTU y KdPAR 16,1-13,3 m-1. Por su parte, en la laguna Yalca se registraronlos valores más extremos: Secchi 2-3 cm, turbidez 1036-390 NTU y KdPAR 79,1-65,9 m-1 (Tabla 4.1).Además en la laguna turbia inorgánica Yalca se registraron los valores más altos de STS (1052 mg L-

1) acorde a la caracterización de este tipo de lagunas. Por su parte la ズ fue menor en Kakel Huincul(4,78-9,46), intermedia en El Burro (6,44-7,98) y mayor en Yalca (39,53-32,95).

åæçítulo 4

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Tabla 4.1: Principales variables fisicoquímicas de las lagunas estudiadas. NID: nitrógeno inorgánico disuelto,FRS: fósforo reactivo soluble, NT: nitrógeno total, PT: fósforo total, KdPAR: coeficiente de atenuación de la luzPAR, ズ: profundidad óptica, STS: sólidos totales en suspensión. Los valores entre paréntesis corresponden adiciembre del 2009 (inicio de la colonización) y a enero del 2010 (fin de la colonización) respectivamente. NTy PT sólo se determinaron en enero 2010. STS sólo se midió en diciembre del 2009

Kakel Huincul(clara) El Burro

(turbia orgánica)Yalca

(turbia inorgánica)

Temperatura (°C) (23,5-25,8) (25,0-28,2) (25,0-26,2)Oxígeno disuelto (mg L-1) (6,7-8,2) (11,1-12,9) (8,9-8,2)Conductividad (µS cm-1) (3930-4950) (2020-2610) (1480-1699)

pH (8,9-8,5) (9,1-9,0) (8,9-8,4)NID (µg L-1) (46-155) (70-45) (103-80)FRS (µg L-1) (103-95) (93-60) (433-360)NT (µg L-1) 8800 2100 2000PT (µg L-1) 260 155 705

Profundidad de Secchi (cm) (32-26) (13-16) (2-3)Kd PAR (m-1) (5,9-8,6) (16,1-13,3) (79,1-65,9)

Turbidez (NTU) (22-28) (128-81) (1036-390)ズ (4,78-9,46) (6,44-7,98) (39,53-32,95)

STS (mg L-1) 41,0 166,5 1052,0

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La composición taxonómica del fitoplancton fue diferente entre las tres lagunas estudiadas (Fig.4.2). En El Burro más del 50% de la densidad estuvo representada por especies de cianobacteriasfilamentosas, un 40% correspondió a especies de clorofíceas y un 9% fueron diatomeas (Fig. 4.2 a).La densidad total promedio en esta laguna fue 9,3 104 ind. ml-1. Por su parte, la laguna turbiainorgánica Yalca fue la que presentó menor densidad de fitoplancton (6,4 103 ind. ml-1),representado principalmente por diatomeas (46 %), seguido de clorofíceas (31 %), euglenofitas(11%) y cianobacterias (10%) (Fig. 4.2 b). En la laguna clara Kakel Huincul la densidad media del

ñòóítulo 4

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fitoplancton fue de 9,7 104 ind. ml-1 y la comunidad estuvo dominada por cianobacteriasfilamentosas (80%) seguida en menor proporción de clorofíceas (10%) y diatomeas (7%) (Fig. 4.2c).

Fig. 4.2. Abundancia relativa (%) de los principales grupos taxonómicos en el fitoplancton de las tres lagunasestudiadas

Respecto a la concentración de Chl ô fitoplanctónica (Fig. 2 a) se encontraron diferenciassignificativas entre las lagunas (ANOVA factor laguna p<0,05) siendo la laguna El Burro la quepresentó el mayor valor (137,2 µg L-1). Entre las lagunas Yalca y Kakel Huincul se registraronvalores similares (73,5 µg L-1 y 56,4 µg L-1 respectivamente); las diferencias entre ellas resultaronno significativas.

õö÷ítulo 4

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Fig. 4.3. Concentración de Chl ø fitoplanctónica en las tres lagunas estudiadas. Las barras indican el desvíoestándar (n=3)

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La comunidad perifítica en El Burro estuvo principalmente representada por cianobacteriasfilamentosas, seguida por diatomeas y clorofíceas. La densidad total no varió significativamentecon la profundidad y fue en promedio 5,85 104 ind. cm-2 (Fig 4.4a). Por otra parte, en Yalca ladensidad total de algas perifíticas disminuyó significativamente luego de los 8 cm de profundidad(ANOVA factor profundidad; p<0,0005) y se encontró dominada por diatomeas y clorofíceas, cuyoaporte relativo disminuyó con la profundidad (Fig. 4.4b). La densidad total promedio en estalaguna fue de 2,82 104 ind. cm-2. La laguna clara Kakel Huincul no presentó diferenciassignificativas en profundidad respecto a la densidad total de algas perifíticas, siendo el promedioregistrado de 8,85 104 ind. cm-2. El perifiton de esta laguna se encontró principalmenterepresentado por diatomeas, seguido de cianobacterias y en menor medida por clorofíceas (Fig.4.4c). En las muestras más superficiales no se detectaron diferencias significativas entre las treslagunas; a partir de los 16 cm la densidad de algas perífiticas fue significativamente menor en

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Yalca que en las otras dos lagunas (ANOVA 2 factores: laguna y profundidad, efectos simplesp<0,005).La concentración de Chl ☎ perifítica (Fig. 4.5) en la laguna El Burro aumentó significativamente conla profundidad (ANOVA factor profundidad; p<0,05), variando entre 0,21 µg cm-2 en las muestrasmás superficiales y 0,52 µg cm-2 en las muestras más profundas. En Kakel Huincul la concentraciónde Chl ☎ no varió con la profundidad y los valores registrados oscilaron entre 0,46 µg cm-2 y 0,76 µgcm-2. En Yalca se detectó una disminución significativa luego de los primeros 8 cm de profundidad(ANOVA factor profundidad; p<0,001), con valores que variaron entre 3,32 µg cm-2 en las muestrasmás superficiales hasta 0,02 µg cm-2 a los 24 cm. En los primeros 8 cm analizados la laguna Yalcafue la que presentó mayor concentración de Chl ☎ (ANOVA 2 factores profundidad y laguna,efectos simples; p<0,0001) pero esta tendencia se revirtió en profundidad; Kakel Huincul y El Burropresentaron mayor concentración perifitica a los 24 cm, y no mostraron diferencias significativasentre ellas (ANOVA 2 factores profundidad y laguna, efectos simples; p=0,75).

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Fig. 4.4. Densidad de los principales grupos algales del perifiton en las tres lagunas estudiadas y a lo largo delgradiente de profundidad. a) El Burro b) Yalca c) Kakel Huincul. Las barras indican el desvío estándar (n=3)

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Fig. 4.5. Concentración de Chl ☛ perifítica en las tres lagunas estudiadas. Las barras indican desvío estándar(n=3)

Respecto a las otras variables de masa del perifiton (Fig. 4.6) en la laguna El Burro el PS nopresentó diferencias significativas con la profundidad y los valores registrados fueron entre 212 µgcm-2 y 256 µg cm-2. EL PSLC mostró la misma tendencia que el PS, variando entre 116 y 136 µg cm-

2. Además se detectó una tendencia al aumento del IA con la profundidad (220-658) (Fig. 4.6 a). EnKakel Huincul el PS y el PSLC no mostraron diferencias significativas en profundidad, variandoentre 195-261 µg cm-2 y 107-157 µg cm-2 respectivamente. El IA en esta laguna osciló entre 210 y356, siendo los valores más bajos registrados para el perifiton de las tres lagunas, lo cual indicaríauna mayor preponderancia de la fracción autotrófica (Fig. 4.6 c). En Yalca el PS y el PSLCdisminuyeron significativamente luego de los primeros 8 cm de profundidad (ANOVA factorprofundidad; p<0,005 para el PS y p<0,00005 para el PSLC), oscilando los valores entre 28,9 µg cm-

2 y 1528,2 µg cm-2 para el PS y entre 33,3 µg cm-2 y 557,6 µg cm-2 para el PSLC. El IA en esta laguna

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aumentó de 238 en las muestras superficiales hasta 1841 en las más profundas evidenciando unatendencia al aumento de la fracción heterotrófica con la profundidad en esta laguna (Fig. 4.6 b).

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Fig. 4.6. En el panel de la izquierda (a color) figuran Peso seco (PS), peso seco libre de cenizas (PSLC) ycenizas; en el panel de la derecha (en grises) índice autotrófico (IA) de la comunidad perifítica para las treslagunas a) El Burro; b) Yalca y c) Kakel Huincul en todas las profundidades estudiadas. Las barras indican eldesvío estándar (n=3)

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✕✖✗✘✙✚✚✛✜✢ ✣✖✛✤✥✖✛✥

FitoplanctonLa PP fitoplanctónica fue mayor en la laguna El Burro que en las otras dos lagunas estudiadas a lolargo de todo el gradiente de profundidad (ANOVA 2 vías con laguna y profundidad como factoresprincipales; p<0,004). Además en El Burro se registró un aumento de la PP con la profundidad, elvalor más alto se dio a la profundidad media y fue de 1385,72 µgC L-1 h-1. La PP en la laguna claraKakel Huincul no presentó variación significativa en profundidad (427,18-507,47 µgC L-1 h-1). Por suparte Yalca mostró valores intermedios de PP en las muestras superficiales (678,58 µgC L-1 h-1) loscuales disminuyeron significativamente con la profundidad, siendo la laguna con menores valoresde PP a los 16 y 24 cm de profundidad (Fig. 4.7 a).La ☜eficiencia☝ fue similar en las muestras superficiales para el fitoplancton de las tres lagunas (Fig.4.7 b). En la laguna Yalca se registró una disminución con la profundidad (p<0,005) mientras queen El Burro y en Kakel Huincul la ☜eficiencia☝ no varió significativamente.

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Fig 4.7 a) Producción primaria (PP) fitoplanctónica y b) ☜Eficiencia☝ estimada como PP/Chl ✩ para las treslagunas y a tres profundidades. Las barras indican el desvío estándar (n=2)

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PerifitonLa PP de la fracción algal del perifiton en la laguna El Burro fue la mayor registrada para las treslagunas a lo largo del perfil de profundidad (Fig. 4.8 a). No se detectaron diferencias significativasen profundidad para ninguna de las lagunas. Los valores en El Burro oscilaron entre 1,09 µgC cm-2

h-1 y 1,24 µgC cm-2 h-1, mientras que en Kakel Huincul la PP perifítica varió entre 0,83 µgC cm-2 h-1 y0,47 µgC cm-2 h-1. Por otra parte en la laguna turbia inorgánica Yalca los valores registrados fueronlos más bajos de las tres lagunas estudiadas, variando entre 0,015 µgC cm-2 h-1 y 0,006 µgC cm-2 h-1.La ☜eficiencia☝ para esta comunidad (estimada como PP/Chl ✭) fue mayor en la laguna El Burro enlas muestras más superficiales (Fig. 4.8 b) (ANOVA 2 vías con profundidad y laguna como factoresprincipales, análisis de efectos simples; p<0,02). Sin embargo, a mayores profundidades, la☜eficiencia☝ en El Burro disminuyó significativamente llegando, a los 24 cm, a ser igual a la de lasotras dos lagunas (ANOVA 2 vías con profundidad y laguna como factores principales, análisis deefectos simples p=0,1). La laguna Yalca presentó una tendencia a un incremento en los valores de☜eficiencia☝ con la profundidad, aunque ésta no fue estadísticamente significativa (Fig. 4.8 b).

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Fig 4.8 a) Producción primaria (PP) perifítica y b) ☜Eficiencia☝ estimada como PP/Chl ✱ para las tres lagunas yen las tres profundidades estudiadas. Las barras indican 1 desvío estándar (n=2)

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Fitoplancton ✵✶. PerifitonAl comparar las dos comunidades entre sí se aprecia que la ☜eficiencia☝ fotosintética delfitoplancton fue mayor que la del perifiton para todas las lagunas y a lo largo de todo el gradientede profundidad estudiado. La mayor diferencia entre la ☜eficiencia☝ del fitoplancton y del perifitonse registró en la laguna Yalca, donde la relación entre la eficiencia fitoplancton: perifiton varióentre 12,1 y 1020,9. En la laguna Kakel Huincul esta relación varió entre 4,4 y 14,5, mientras queen El Burro fue la menor registrada para el conjunto de las lagunas estudiadas (entre 1,5 y 4,6).Por otra parte, al analizar la PP integrada (Fig. 4.9) para ambas comunidades, se observa que la PPintegrada fitoplanctónica fue mayor que la perifítica en las tres lagunas (Fig. 4.9 a). Cabe destacarque si bien siempre fue dominante la comunidad planctónica en las tres lagunas, el aporte relativode la comunidad perifítica a la PP total de las comunidades microalgales fue mayor en la lagunaclara (15,4%), intermedio en la laguna turbia orgánica (9,8%), y mucho menor en la laguna turbiainorgánica (0,6%) (Fig. 4.9b).

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Fig. 4.9. Producción primaria (PP) del fitoplancton y del perifiton integradas en la columna de agua. a)Valores netos. Las barras indican desvíos estándar (n=2). b) Aportes relativos de cada comunidad a la PPtotal

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DiscusiónLa mayor parte de los estudios sobre PP en cuerpos de agua lénticos se ha centradoprincipalmente en el aporte realizado por la comunidad fitoplanctónica (Vadeboncoeur ✽t ✾l .,2002). En la limnología clásica se subestimaba la importancia de la zona litoral ya que está basadaen el estudio de lagos profundos, lo que hace que el rol que tiene esta fracción en la dinámicageneral de un cuerpo de agua haya sido poco explorado. En los últimos años se ha señalado laimportancia de incluir el aporte de las comunidades sésiles, muy desarrollada en cuerpos de aguasomeros, debido a que su aporte a la producción total de una laguna puede superar el 50% de laproducción primaria total (Vadeboncoeur ✽t ✾l ., op ✿it❀ ). En cuerpos de agua oligotróficos se haobservado que el aporte de la comunidad epipélica puede ser incluso más importante que el de lacomunidad pelágica (Liboriussen y Jeppesen, 2003) y, por lo tanto, se obtendría una subestimaciónimportante de la PP total de un cuerpo de agua en caso de no considerar a las comunidades micro-algales adheridas. Este estudio aporta nueva información sobre la producción primaria de lasmicrocomunidades en lagunas pampeanas y sus aportes relativos bajo distintas condicionesópticas y de disponibilidad de nutrientes.Las tres lagunas estudiadas presentaron características contrastantes en cuanto a sus propiedadesópticas y a las concentraciones de nutrientes disponibles en la columna de agua. Los resultados delas variables fisicoquímicas estudiadas indicarían que las comunidades algales de la laguna KakelHuincul no se encontraban limitadas ni por luz ni por nutrientes para su desarrollo en el momentodel estudio. Respecto a la disponibilidad de nutrientes se observó una alta concentración de NIDen contraposición a lo observado para otras lagunas claras vegetadas de la zona y a medicionesprevias realizadas en esta misma laguna (Allende ✽t ✾❁❀ , 2009; Sánchez ✽t ✾❁❀ , 2010). En el períodoen el que se realizó el experimento la laguna Kakel Huincul probablemente se encontraba en unestado de transición a aguas turbias, habiendo perdido parte de las macrófitas sumergidas. Estehecho se refleja en que a pesar de que esta laguna presentó los valores más bajos de KdPAR,turbidez y los mayores valores de Secchi en comparación con los otros cuerpos de aguaestudiados, los valores fueron ligeramente diferentes a los registrados en otros períodos para lamisma laguna (observación personal). Además, tanto los valores de las variables ópticas como losde las concentraciones de nutrientes, difirieron de los anteriormente registrados en la misma

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laguna (Allende ❅t ❆❇❈ , 2009), mostrando en el período correspondiente a las mediciones de PPcaracterísticas levemente más ☜turbias☝. Scheffer y van Nes (2007) han señalado que el pasaje deun estado de aguas claras a un estado turbio no necesariamente se produce de manera abrupta yque en este pasaje la vegetación iría desapareciendo de manera gradual, comenzando en laspartes de mayor profundidad de la laguna. Estos autores remarcan que el grado deheterogeneidad del sistema reduce la posibilidad de grandes cambios entre los estadosalternativos.En la laguna El Burro se observaron valores intermedios de nutrientes que no fueron limitantespara el crecimiento algal de acuerdo a las concentraciones indicadas por Reynolds (2006). Noobstante, la concentración medida de NID fue de un orden de magnitud menor a la registrada enla misma laguna en trabajos anteriores (Allende ❅t ❆❇❈ , 2009; Sánchez ❅t ❆❇❈ , 2010), lo que podríadeberse a diferencias en el aporte de nutrientes de la cuenca que ingresan a la laguna. Respecto alas características ópticas, por ser una laguna turbia orgánica, la misma presenta condicioneslumínicas desfavorables que podrían estar limitando el crecimiento algal.Por su parte Yalca representó un extremo en cuanto a sus características ópticas, siendo la lagunacon mayores valores de turbidez, KdPAR y menor Secchi. Esta laguna, al contener grandesconcentraciones de material inorgánico en suspensión, se encuentra fuertemente limitada por luz.Por otra parte, las concentraciones de nutrientes en la columna de agua no fueron limitantes parael crecimiento algal. Acorde a estos resultados Yalca estaría sometida a una fuerte limitación porluz pero a condiciones no limitantes de nutrientes. Cabe destacar que debido al distinto origen delmaterial en suspensión presente en El Burro (fitoplancton) y Yalca (inorgánico), el clima ópticoresultante en cada una de las lagunas es diferente. En un estudio realizado en lagunaspertenecientes a la llanura pampeana Pérez ❅t ❆❇❈ (2010) mostraron que un 37,4% de la atenuaciónde la luz en la laguna Yalca era producida por partículas ☜no clorofílicas☝, mientras que en la lagunaturbia orgánica El Burro la mayor proporción de absorción de la luz estuvo dada por el fitoplancton(43%). Estos autores mostraron además que para todas las lagunas pampeanas la forma de lacurva Kd (タ) presentaba valores máximos en las regiones cercanas al azul del espectro. Enparticular, en las lagunas turbias orgánicas (como El Burro) se detectó un aumento en el Kd en laregión roja del espectro de absorción, es decir que esta longitud de onda estaría penetrando

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menos en la columna de agua que las demás longitudes de onda. De esta manera, se deduce queaunque ambas lagunas son turbias, las condiciones lumínicas en cada una de ellas son diferentescon las posibles implicancias en la penetración de las distintas longitudes de onda que esto tendríasobre las comunidades productoras.

La comunidad fitoplanctónica de la laguna El Burro, dominada por cianobacterias de tipofilamentosas y clorofitas de tipo unicelulares, cenobiales y coloniales, fue la que presentó mayoresvalores de PP respecto a las otras lagunas. Los valores de PP registrados inclusive aumentaron amayores profundidades a pesar de ser una laguna turbia que podría estar limitada por luz. Estepatrón de aumento de la PP con la profundidad podría estar indicando algún tipo de foto-aclimatación, donde las algas planctónicas sometidas a condiciones de luz críticas podrían estarsufriendo cambios a distintos niveles que les permitirían maximizar la utilización de los bajosniveles de luz disponibles. A nivel morfológico la foto-aclimatación se puede dar por cambios en elvolumen celular, en el número y densidad de tilacoides presentes en las membranas, en el tamañode los pirenoides o en el número de plastos por célula. A nivel celular se pueden producir cambiosen el contenido lipídico y en la composición de pigmentos. A nivel fisiológico se dan cambios en lacantidad mínima requerida de luz para los procesos fotosintéticos (Falkowski y LaRoche, 1991).En la laguna Kakel Huincul el fitoplancton se encontró dominado principalmente porcianobacterias de tipo filamentosas seguidas en menor medida por clorofitas. Si bien lascianobacterias no son típicas de las lagunas claras vegetadas de la región (Izaguirre y Vinocur,1994; Allende ●t ❍■❏ , 2009), como ya hemos señalado, en el momento del estudio esta lagunaestaría en un período de mayor turbidez lo cual explicaría una mayor preponderancia decianobacterias por sobre las clorofitas. Cabe destacar que si bien los valores de PP fitoplanctónicaen esta laguna fueron los menores registrados en comparación con los otros dos cuerpos de agua,ésta se mantuvo sin variación a lo largo del gradiente de profundidad. Al ser una laguna clara la luzpenetra más profundamente en la columna de agua. De esta manera la luz es captada por las algasplanctónicas que se ubican en las zonas más profundas de la laguna, y esto determina queprácticamente no haya diferencias entre los valores de PP registrados a lo largo de todo el perfil

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147

En la laguna Yalca (turbia inorgánica) se registraron valores intermedios de PP fitoplanctónica enlas muestras superficiales. Probablemente, la fuerte limitación de luz que existe en esta laguna seala causa por la cual estos valores disminuyeron drásticamente en profundidad. En esta laguna ladensidad de algas planctónicas fue la menor registrada y la Chl ◆ fue similar a la de la laguna claray menor que la de la laguna turbia orgánica. Las diatomeas dominaron el fitoplancton seguidas porlas euglenofitas. Las diatomeas han sido frecuentemente reportadas como algas adaptadas acondiciones lumínicas pobres (Reynolds, 2006; Kirk, 1994), mientras que las euglenofitas son algasmixotróficas que abundan en lagunas afectadas por actividades antrópicas (Reynolds, 2006).

En coincidencia con el patrón observado para los tres tipos de lagunas estudiadas, Allende ❖t ◆l .(2009) en un estudio sobre 10 lagunas de la llanura pampeana observaron que las lagunas turbiasfueron más productivas que las lagunas claras en términos de Pmax (fotosíntesis máxima enausencia de foto-inhibición por exceso), pero que debido a las altas densidades de algasplanctónicas estas lagunas turbias orgánicas estarían limitadas por luz. Por otra parte, esimportante señalar que, a pesar de registrarse densidades fitoplanctónicas similares entre lalaguna turbia orgánica y la laguna clara, se observaron diferencias en la concentración de Chl ◆entre ellas, presentando El Burro valores mayores que Kakel Huincul. El número y forma decloroplastos que contienen las algas varía mucho entre los distintos grupos taxonómicos (Kirk,1994) y las lagunas estudiadas exhibieron composiciones taxonómicas diferentes. Estas diferenciastaxonómicas podrían explicar en parte las divergencias en las concentraciones de Chl ◆ y de PPfitoplanctónica entre ambas lagunas.

Por otra parte, se ha señalado una tendencia al aumento de la PP fitoplanctónica con elincremento de la concentración de nutrientes disponible en la columna de agua (Vadeboncoeur ❖t◆l, 2003). En nuestro estudio la laguna Yalca fue la que presentó la mayor concentración denutrientes entre las tres lagunas estudiadas, aunque debido a la limitación por luz característica deesta laguna, la alta disponibilidad de nutrientes no determinó una alta PP. Por el contrario, en lalaguna El Burro pareciera darse una combinación más adecuada de luz y nutrientes, posibilitandolos valores máximos de PP fitoplanctónica registrados entre las lagunas estudiadas.

P◗❘ítulo 4

148

En cuanto a la comparación de la PP perifítica entre las tres lagunas, observamos el mismo patrónque para la PP fitoplanctónica, siendo la laguna turbia orgánica la que presentó los mayoresvalores. Esta mayor PP perifítica en El Burro concuerda con una mayor concentración de Chl ❙perifítica en esta laguna a lo largo del gradiente de profundidad. También se registró unatendencia al aumento de las características autotróficas, aunque no significativo, de estacomunidad con la profundidad, dado que si bien la biomasa perifítica total (PS) y su fracciónorgánica (PSLC) no variaron en profundidad, sí lo hizo la biomasa clorofílica; esto implica que obien aumentó la proporción relativa de algas dentro de la matriz perifítica, o aumentó la cantidadde Chl ❙ presente en las algas del perifiton. En esta laguna la comunidad perífitica se vio dominadapor cianobacterias seguidas de diatomeas y en menor proporción clorofitas, siendo ambos gruposbuenos competidores en condiciones de luz críticas (Hill, 1996; Huisman, 1999). La mayor PPperifítica registrada en El Burro podría estar indicando que en esta laguna se da una combinaciónmás favorable de luz y nutrientes. En un estudio llevado a cabo en lagos daneses que mostrabanun rango de trofismo comprendido entre 11 y 536 g L-1 de PT, se observó que las concentracionesintermedias (60-200 g L-1) fueron las óptimas para el crecimiento perifítico (Liboriussen yJeppesen, 2006). En nuestro trabajo la laguna turbia orgánica contenía concentraciones muchomás altas que las reportadas por estos autores. Es importante señalar que en esta laguna elperifiton recibe también un aporte importante de algas planctónicas. Sin embargo, a pesar de quelas algas planctónicas podrían estar contribuyendo a aumentar la densidad de perifiton lo cualhipotéticamente podría llevar a una sobreestimación de la PP de esta comunidad, el examenmicroscópico de las muestras confirmó que se podían distinguir claramente a las dos comunidadespor su composición taxonómica.

En contraposición a lo observado en El Burro, en la laguna Yalca se registraron los menores valoresde PP perifítica a lo largo de todo el gradiente de profundidad, un patrón similar al observado parael fitoplancton. Vadeboncoeur ❚t ❙l . (2008) señalan que el incremento de la turbidez nofitoplanctónica en un cuerpo de agua léntico reduce la producción primaria absoluta de ambascomunidades microalgales. Estos autores también sugieren que cuando el cuerpo de agua posee

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una relación morfométrica Zmedia/Zmáx elevada el incremento de este tipo de turbidez afectaríaprincipalmente a la comunidad adherida, produciendo una completa dominancia del fitoplancton.El perifiton de las muestras superficiales de esta laguna se encontró dominado por clorofitas(cenobiales) seguidas de diatomeas. Debido a la gran turbidez que presenta esta laguna la biomasaperifítica disminuyó drásticamente a mayores profundidades; esto se observó tanto para el PS,PSLC y cenizas, como para los valores de abundancia algal total y de Chl ❳. Además se registró unaumento del IA con la profundidad lo cual estaría marcando un mayor grado de heterotrofia de lacomunidad perifitica. Por otra parte, es importante destacar que llamativamente la ☜eficiencia☝ delperifiton de la laguna Yalca, estimada como PP/Chl ❳, mostró una tendencia a aumentar con laprofundidad. Este patrón de incremento de la ☜eficiencia☝ a pesar de las condiciones de limitaciónpor luz podría estar mostrando algún tipo de foto-aclimatación de la comunidad sésil acondiciones de extrema turbidez (Falkowski y LaRoche, 1991). Como se ha mencionado, este tipode adaptación puede estar dada por cambios a distintos niveles (morfológicos o fisiológicos)(Falkowski y LaRoche, 1991). La foto-aclimatación podría producirse tanto por un aumento en lacantidad de pigmentos ☜antena☝ como por una disminución en la cantidad de reaccionesenzimáticas de la etapa oscura de la fotosíntesis (Hill, 1996). Respecto a la PP registrada en KakelHuincul, observamos que, al igual que para la Chl ❳❨ los valores fueron intermedios entre las doslagunas turbias y no variaron significativamente con la profundidad, de acuerdo con lo planteadoen la hipótesis 3. Debido a las mejores condiciones de luz que presenta esta laguna hubiéramosesperado una mayor presencia de algas clorofitas, sin embargo el perifiton de esta laguna seencontró dominado por diatomeas y en menor proporción por cianobacterias. La biomasa total delperifiton no mostró variaciones con la profundidad y los valores de IA fueron los más bajos encomparación con las otras dos lagunas indicando que esta comunidad tendría un mayor aporterelativo de la comunidad autotrófica por sobre la heterotrófica.Finalmente, si comparamos el aporte relativo de cada comunidad a la producción primariamicroalgal total de cada laguna se observa que, a pesar de que siempre fue más importante elaporte del fitoplancton, el aporte de la comunidad perifítica fue mayor en la laguna clara que enlas lagunas turbias (orgánica e inorgánica) en concordancia con lo planteado en la hipótesis 2.Liboriussen y Jeppesen (2003) registraron que el aporte relativo del fitoplancton a la PP anual de

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una laguna turbia era del 96% mientras que en una laguna clara la comunidad microalgal epipélicafue la que predominó (77%); en este trabajo también se observaron diferencias estacionales en elaporte de ambas comunidades a la PP, siendo en la laguna turbia mayor el aporte epipélicodurante el invierno, mientras que en la laguna clara la PP del epipelon fue alta a lo largo de todo elaño. Basándose en estas variaciones a lo largo del año, estos autores plantearon un modeloconceptual teórico que muestra la dominancia del epipelon en una laguna clara con bajaconcentración de nutrientes y una dominancia del fitoplancton en una laguna turbia con altaconcentración de nutrientes; además plantean la existencia de un potencial cuerpo de agua deconcentraciones intermedias de nutrientes donde dominaría el epipelon en las estaciones frías y elfitoplancton en las más cálidas. Nuestro estudio fue desarrollado en la estación cálida del año y,considerando que las tres lagunas contenían concentraciones de nutrientes no limitantes,podríamos entonces comparar nuestros resultados con los reportados por Liboriussen y Jeppesen(2003) para la laguna turbia en verano para el caso de El Burro, mientras que Kakel Huincul sepodría comparar con la situación descripta por estos autores para concentraciones de nutrientesintermedias. Por otra parte, Vadeboncoeur ❪t ❫l . (2003) en un estudio realizado a lo largo de ungradiente de eutrofización encontraron, que la comunidad bentónica fue dominante en lagosoligotróficos y la planctónica en lagos eutróficos. En un trabajo más reciente, Vadeboncoeur ❪t ❫l .(2008) plantean que la dominancia de una u otra comunidad productora en los lagos someros seve determinada principalmente por el estado trófico del cuerpo de agua. En su trabajo estosautores sugieren que la producción bentónica decrece al aumentar el grado de eutrofización de lalaguna debido al incremento en la atenuación de la luz por el aumento en la biomasafitoplanctónica y que esto ocurre incluso cuando el perifiton estuviera relacionado positivamentecon la concentración de nutrientes. En otro estudio en el cual se analizó una laguna que pasó deun estado de aguas turbias a un estado de aguas claras (Hargeby ❪t ❫l ., 2007), se registró latransición de un sistema dominado por fitoplancton a un sistema donde creció la importanciarelativa de la producción bentónica, con la consecuente disminución del estado trófico de lacolumna de agua. Por otra parte Liboriussen y Jeppesen (2003) plantean que la existencia decompetencia entre ambas comunidades compensaría el aporte de cada comunidad a la PP total

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anual de un cuerpo de agua. Esta compensación daría como resultado diferencias muy pequeñasen la PP total anual al comparar lagunas claras y turbias.Nuestros resultados muestran que sumando la PP integrada de ambas comunidades, en la lagunaturbia orgánica se registraron los mayores valores, siendo intermedios en la laguna clara ymínimos en la turbia inorgánica. Estos resultados apoyan la primer hipótesis planteada en estecapítulo. Si bien el hecho de no incluir los valores de PP perifítica no modificaría la tendenciaobservada, se estaría subestimando el valor de la PP total. Cabe señalar que sería importantecomplementar los resultados obtenidos en esta tesis con estimaciones invernales de la PP, ya quepodrían registrarse diferencias en la magnitud de los aportes relativos de cada comunidad.

☜ ☝

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❡❢❣❤✐❥u❦❦❧ón

La hipótesis de los equilibrios alternativos en lagos someros planteada por Scheffer ♠t ♥l. (1993) secentra principalmente en las interacciones entre el fitoplancton y las macrófitas sumergidas. En elmarco de esa teoría se han descripto varios mecanismos que intervienen en la estabilización deuno u otro de los estados alternativos, los que fueron descriptos en la ♦♣qrst✉✈✈✇①♣ ②♠♣♠r♥③ de estatesis. Por otra parte, aunque es reconocida la importancia del perifiton como comunidadproductora en los lagos someros (Wetzel, 1990), aún no se conoce bien cuál es el rol que ocupaesta comunidad en el marco de dicha teoría.

Liboriussen y Jeppesen (2003) plantean un modelo conceptual que predice la variación anual en lacontribución relativa de la comunidad epipélica a la producción primaria total del ecosistema, elque ya fuera mencionado en el C♥④⑤q✉③s ⑥ de esta tesis. Estos autores proponen que el epipeloncontribuiría a estabilizar un estado de aguas claras ya que al tomar nutrientes de la columna deagua, éstos quedan menos disponibles para ser consumidos por el fitoplancton. Sin embargo, esteefecto estabilizador no sería tan fuerte como el producido por las macrófitas debido a que éstasademás actúan como refugio del zooplancton y disminuyen la resuspensión de sedimentos.

Por otro lado, se ha postulado que al aumentar la eutrofización de un cuerpo de agua el epifiton sedesarrollaría aumentando su biomasa y provocando un incremento en el efecto de sombreadosobre las macrófitas, lo que a largo plazo terminaría perjudicando a estas últimas contribuyendo asu desaparición (Phillips ♠q ♥③⑦, 1978). Otros autores (e.g. Jones y Sayer, 2003) proponen quedentro de un rango intermedio de nutrientes donde pueden existir los dos estados de equilibrio, labiomasa algal del perifiton estaría controlada por los predadores invertebrados, a su vezcontrolados por los peces, y no por el incremento en la concentración de nutrientes.

Las interacciones directas entre el fitoplancton y la fracción algal del perifiton han sido analizadasmediante estudios de campo tanto descriptivos como manipulativos, evidenciando la existencia decompetencia entre estas comunidades (Hansson, 1988; Havens ♠q ♥③⑦, 1996; Vadeboncoeur ♠q ♥③⑦,2001). La competencia puede estar dada tanto por luz como por nutrientes, resultando encambios en la contribución relativa a la biomasa microalgal de lagos con diferente condicionestróficas. Muchos de estos estudios han mostrado una relación inversa entre la biomasa de dichascomunidades (Vadeboncoeur y Steiman, 2002). Por otra parte, un estudio realizado en lagostemplados y antárticos mostró una relación de tipo cuadrática entre la biomasa perifítica y la

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disponibilidad de luz (Hansson, 1992); los resultados de estas investigaciones mostraron que lasmayores abundancias de perifiton no ocurrieron en lagos con disponibilidad de luz más alta debidoa que las concentraciones de nutrientes fueron limitantes para el crecimiento algal, sino cuando lacombinación de luz y nutrientes fue óptima.

El fitoplancton al estar en suspensión en la columna de agua provoca un efecto de sombreadosobre las comunidades sésiles afectándolas de manera negativa (Sand-Jensen y Borum, 1991).Cuando la luz se torna un recurso limitante en un cuerpo de agua el fitoplancton tendría unaventaja competitiva respecto al perifiton, particularmente respecto al que crece en el fondo de lalaguna (epipelon, epiliton, epipsamon), dado que puede interceptar la luz antes de que ésta seaaccesible para dicha comunidad (Vadeboncoeur y Steiman, 2002). Por otra parte, cuando lasconcentraciones de nutrientes son limitantes para el crecimiento algal, el perifiton puede reducirla disponibilidad de nutrientes en la columna de agua, particularmente del fósforo reactivosoluble, afectando negativamente al crecimiento del fitoplancton (Hansson, 1990). Además, adiferencia del fitoplancton, el perifiton dependiendo de la superficie sobre la que se hayadesarrollado, tiene la posibilidad de tomar nutrientes del propio sustrato aparte de la columna deagua (sedimentos, macrófitas, etc.) (Liboriussen y Jepessen, 2003).

En el presente capítulo, se presentan los resultados de un estudio experimental en el que seanalizó la contribución relativa del fitoplancton y el perifiton creciendo sobre sustratos artificialesen dos lagos someros de la llanura pampeana que representan escenarios contrastantes deacuerdo a la teoría de equilibrios alternativos de Scheffer ⑧t ⑨l. (1993). Se seleccionaron laslagunas El Burro y El Triunfo. Como ya fuera descrito anteriormente, El Burro es una laguna turbiaorgánica con altas densidades de fitoplancton, mientras que El Triunfo es una laguna clasificadacomo clara con abundantes macrófitas sumergidas y escasa densidad de fitoplancton. Losresultados de este capítulo fueron publicados recientemente (Sánchez ⑧t ⑨l. , 2010). El artículo seadjunta al final de la tesis.

Capítulo 5

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Objetivos

El objetivo del presente capítulo fue analizar experimentalmente las interacciones competitivasexistentes entre la comunidad microalgal del perifiton desarrollado sobre sustratos artificiales y elfitoplancton (micro, nano y picofitoplancton) en dos lagunas que se encuentran en estados deequilibrios opuestos de acuerdo al modelo de equilibrios alternativos propuesto por Scheffer ⑩t ❶l.(1993): una laguna clara con vegetación sumergida y una laguna turbia orgánica (con elevadabiomasa fitoplanctónica). Estudiamos la interacción del perifiton con la columna de agua razón porla cual, se utilizaron sustratos artificiales inertes. Por otro lado, se analizó la capacidad de colonizarnuevos hábitats por parte del perifiton en escenarios de una laguna clara y una turbia orgánica, através de un estudio de colonización en sustratos artificiales.

Hipótesis

1. La biomasa del perifiton en su estado maduro (comunidad previamente desarrollada bajocondiciones de luz no limitantes) decrece significativamente cuando se lo somete a las condicionesnaturales de la laguna turbia. Por el contrario, en la laguna clara, la biomasa del perifiton enestado maduro se mantiene invariable.

2. La colonización del perifiton es mayor en la laguna clara que en la laguna turbia debido ala limitación por luz que existe en esta última que disminuye la habilidad para colonizar nuevosustrato.

Capítulo 5

156


D❷❸❹❺❻ ❹❼❽❹❾❷❿❹➀➁➂➃

El experimento se realizó en la zona litoral de las lagunas El Burro (turbia orgánica) y El Triunfo(clara vegetada). En cada laguna se utilizaron tres mesocosmos de 80 L cada uno (réplicas). Losmesocosmos consistieron en bolsas transparentes de polietileno cerradas en el fondo, de 0,7 m deprofundidad y 0,4 m de diámetro. Éstos se colocaron en la zona litoral de cada laguna mediante undispositivo de flotación, sujetándolos mediante una estaca de madera. En la boca de cadamesocosmos se colocó una lámina de polietileno a manera de cuello para minimizar el efecto delas olas. En la Fig. 5.1 se muestran los mesocosmos que fueron colocados en la laguna El Burro(dispositivos iguales se utilizaron en la laguna El Triunfo). Para poder comparar directamente alperifiton y al fitoplancton se excluyeron del interior de los mesocosmos a las macrófitas presentesen la laguna clara vegetada.

Fig. 5.1 Mesocosmos utilizados en el estudio experimental correspondiente a la laguna El Burro

Los mesocosmos se llenaron con agua de la laguna previamente filtrada a través de una red de 55µm de poro para excluir al mesozooplancton del experimento y así disminuir la presencia depredadores. A pesar de que una parte del microozoplancton puede atravesar el tamaño de poro


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de esta red, se seleccionó este tamaño y no uno menor para evitar la exclusión de la fracción detamaño más grande del fitoplancton.

En el fondo de cada mesocosmos se colocaron los sustratos artificiales (30 rectángulos depolicarbonato transparente de 8 cm largo y 2,5 cm ancho) en posición vertical y sujetos a unaestructura plástica diseñada especialmente (Fig. 5.3). La mitad de los sustratos artificiales que secolocó en cada mesocosmos se encontraba previamente colonizada por el perifiton natural decada laguna. La colonización de estos sustratos se llevó a cabo durante un mes previo al inicio decada experimento mediante la colocación de éstos en un dispositivo especial (☜perifitómetro☝)ubicado cerca de la superficie en cada laguna (Fig. 5.2). Esta colonización previa se realizó paraanalizar el efecto de sombreado por parte del fitoplancton en una comunidad de perifiton biendesarrollada (perifiton en estado maduro). La otra mitad de los sustratos que se colocó dentro delos mesocosmos estaban limpios con el objetivo de estudiar el proceso de colonización delperifiton en ambas lagunas. En la Fig 5.4 se muestra el esquema de mesocosmos y sustratosartificiales en ambas lagunas.

Fig. 5.2 Perifitómetros colocados cerca de la superficie para la obtención de una comunidad de perifitonmadura previa al experimento (la foto muestra sólo los dispositivos usados en la laguna El Triunfo)


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Fig. 5.3 Sustratos artificiales limpios en dispositivo ➄➅ ho➆ que luego se colocó en el fondo de cadamesocosmos para estudiar el proceso de colonización

La duración de cada experimento fue de un mes a partir de la instalación de los mesocosmos encada laguna, tomándose muestras semanalmente. Debido a diversas complicaciones logísticas nose pudieron realizar los dos experimentos en simultáneo. En El Triunfo el experimento se llevó acabo entre el 29 de mayo y el 4 de julio de 2007, mientras que en El Burro tuvo lugar entre el 10de septiembre y el 17 de octubre del mismo año. A pesar de que el primer experimento se realizóentre fines del otoño y principios del invierno, y el segundo durante el fin del invierno e inicio de laprimavera es importante aclarar que las condiciones ópticas y estados de equilibrio de estaslagunas son estables a lo largo de todo el año (Allende ➇t ➈l. , 2009), lo cual nos permitió compararlos resultados de ambos experimentos.


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Fig. 5.4 Esquema de los mesocosmos y los sustratos artificiales en cada laguna

➉➊➋➌➊➍➎➏➐ ➊➑➍➌➏➒➓➊➎➏➐

En cada laguna se midió la irradiancia fotosintéticamente activa incidente y la subacuática al iniciode los experimentos con un sensor esférico sumergible Li-Cor PAR (Li-250). En cada muestreo semidieron las siguientes variables fisicoquímicas: pH, conductividad, oxígeno disuelto ytemperatura con sensores electrónicos portátiles HANNA HI9143 y HI991301 (Hanna Instruments,USA). Se tomaron muestras de agua para la posterior determinación de los principales nutrientesdisueltos: fósforo reactivo soluble (FRS), nitrato + nitrito y amonio. Para llevar a cabo estasdeterminaciones se siguió la metodología descripta en el C➊➔→➓➣➎↔ ↕. Se calculó la concentración denitrógeno inorgánico disuelto (NID) como la suma de nitratos + nitritos + amonio.

➉➊➋➌➊➍➎➏➐ ➍➌↔➎➙➛➌➜➊➐

Se estimaron las distintas fracciones de masa del perifiton en cada fecha de muestreo comoconcentración de clorofila ➊ (Chl ➊) (biomasa autotrófica), peso seco (PS) (masa total: orgánica másinorgánica) y peso seco libre de cenizas (PSLC) (masa orgánica). En el caso del fitoplancton se

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160

estimó sólo como Chl ➝. También se analizó la composición taxonómica del fitoplancton y de lafracción algal del perifiton en cada fecha de muestreo.

Perifiton

En cada fecha de muestreo se extrajeron dos sustratos artificiales de cada mesocosmos, los quefueron transportados al laboratorio en condiciones de frío y oscuridad dentro de bolsasherméticas. Se raspó cuidadosamente el material adherido y se separó en fracciones para laposterior determinación de las diferentes variables de la comunidad.

Una alícuota del material se filtró a través de filtros Whatman® GF/F para la determinación de Chl➝ y una segunda alícuota se fijó con lugol acidificado (concentración final 1%) para el posterioranálisis cuantitativo de la fracción algal. La Chl ➝ se determinó espectrofotométricamenteutilizando etanol caliente (60- 70°C) siguiendo la misma metodología descripta en el ➞➝p➟➠➡➢➤ ➥➦ Laabundancia de la fracción algal del perifiton se estimó utilizando un microscopio invertido Zeiss®siguiendo la metodología descripta en Utermöhl (1958); el error de recuento se calculó segúnVenrick (1978). La determinación taxonómica de las especies, así como la del hábitat en que máscomúnmente se encuentra cada una de ellas, se realizó utilizando bibliografía especializada(Printz, 1964; Bourrelly, 1970; Bourrelly, 1972; Bourrelly, 1981; Ettl, 1983; Komárek y Fott, 1983;Krammer y Lange-Bertalot, 1986; 1988; 1991 a; 1991 b; Komárek y Anagnostidis, 1999; Komárek yAnagnostidis, 2005). Además se estimó el biovolumen de todas las especies algales segúnHillebrand ➧➠ ➝➢➦ (1999).

Una tercera fracción de material raspado se utilizó para la determinación de PS, PSLC y cenizascomo ya fuera descrito en el ➞➝➨➟➠➡➢➤ ➩ siguiendo la metodología descrita en APHA (2005).

Todas las variables del perifiton fueron relativizadas al área de sustrato raspada. Además secalculó el índice autotrófico (IA) como la razón PSLC: Chl ➝. (APHA, 2005).

Fitoplancton

Se tomaron muestras subsuperficiales con una jarra dentro de cada mesocosmos. Una parte de lasmuestras (para los análisis cuantitativos de nano y micro fitoplancton) se fijó con lugol acidificado(concentración final 1%). Para los recuentos y los cálculos de biovolúmenes se procedió de lamisma forma que la descripta para el perifiton. Por otra parte se tomaron muestras para

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recuentos de picoplancton autotrófico, las que se fijaron con glutaraldehído frío (concentraciónfinal 2%). En el laboratorio se filtraron 2 ml de esta muestra a través de filtros de policarbonatonegro Isopore® (GTBP 02500) de 0,2 µm de poro que luego se montaron entre portaobjetos ycubreobjetos con una gota de aceite de inmersión apto para epifluorescencia. Las algaspicoplanctónicas fueron contadas en un microscopio Olympus BX 40 equipado con una lámpara deepifluorescencia. Para la identificación de picoplancton eucariota se utilizó un filtro para luz azul(BP 450-490 nm) y para las pico cianobacterias se utilizó un filtro de luz verde (BP 546 nm) y el deluz azul.

La Chl ➫ perifítica fue expresada en µg cm-2 refiriendo la concentración del pigmento al área delsustrato raspada; la Chl ➫ fitoplanctónica se estimó como µg L-1. Para poder comparar ambascomunidades se utilizó el criterio propuesto por Goldsborough y Robinson (1996) y se estimó laconcentración areal de Chl ➫ fitoplanctónica, en µg cm-2, considerando una columna de agua de0,7 m de profundidad (la profundidad de los mesocosmos) y un diámetro de 0,4 m (el diámetro delos mesocosmos).

Chl ➫ fitoplanctónica (µg cm-2)= Chl ➫ fitoplanctónica (µg L-1) S/ V (13)

Donde S es la superficie del fondo del mesocosmos y V el volumen de cada uno de ellos.

➭➯➲➳➵➸➵➸ ➺➸➻➫➼➽➸➻➵➾➚➸

Se comprobaron las diferencias estadísticas en las variables ambientales así como en las variablesbiológicas (Chl ➫ fitoplanctónica y perifítica, biovolúmenes y densidades) en ambas lagunas y a lolargo del experimento mediante análisis de varianza de medidas repetidas de dos vías (ANOVAMR) (Underwood, 1997). Los factores principales en cada análisis fueron Lagunas (El Burro y ElTriunfo), tiempo y comunidades (fitoplancton y perifiton). Se utilizó el programa STATISTICA 7®.Previo a la realización de cada análisis se probaron los supuestos de normalidad y homocedaciamediante las pruebas de Shapiro-Wilks y Levene. Cuando los datos no cumplieron con lossupuestos, los valores fueron transformados (raíz cuadrada o logaritmo). Los ANOVA MR fueronseguidos de contrastes múltiples usando la prueba de Tukey.

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Resultados

La atenuación de la luz incidente medida a los 10 cm de profundidad varió entre 53 y 72% en lalaguna clara (El Triunfo) y entre 82 y 95% en la laguna turbia (El Burro). Las principales variablesfisicoquímicas (conductividad, pH y oxígeno disuelto) resultaron bastante homogéneas entre losmesocosmos de un mismo lago (Tabla 5.1). Las concentraciones de FRS fueron no limitantes parael crecimiento algal (según los valores propuestos por Reynolds, 2006) y no variaronsignificativamente a lo largo del tiempo en ninguna de las dos lagunas (factor tiempo, ANOVA MRp>0,2 y p>0,9 para El Burro y El Triunfo respectivamente). Las concentraciones de NID resultaronno detectables en El Triunfo (<20 µg L-1) a lo largo de todo el experimento. La razón NID/FRS varióentre 0,91 y 67,26 en El Burro mientras que en El Triunfo esta relación fue siempre menor que0,34.

En la laguna turbia se identificaron un total de 110 y 55 taxones para el fitoplancton y el perifitonrespectivamente. En la laguna clara se registraron 58 especies de fitoplancton y 85 especies deperifiton. En ambas lagunas se encontraron varias especies de hábito planctónico en la comunidadperifítica (ticoperifiton). En la Tabla 5.2 se muestran solo los taxones que constituyeron más de un5% del biovolumen total de cada muestra.

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Tabla 5.1: Valores medios y rangos de variación (mínimo-máximo) de las variables físicas y químicas medidasdurante los experimentos (10/9 al 17/10/2007 en El Burro y 29/5 al 4/7/2007 en El Triunfo). FRS: fósfororeactivo soluble; NID: nitrógeno inorgánico disuelto

El Burro (turbia) El Triunfo (clara)

Temperatura (°C) 18,3

(14,6-22,9)

7,4

(6,0 ♠ 8,9)

pH 8,3

(7,4 ♠ 8,8)

8,3

(7,9 ♠ 8,6)

Conductividad (µS cm-1) 1221

(700 - 1450)

1416

(1310 - 1740)

Oxígeno disuelto (mg L-1) 10,6

(7,6 ♠ 14,3)

8,2

(6,7 ♠ 10,9)

FRS (µg L-1) 152,7

(26,7 ♠ 363,3)

100,7

(66,7 ♠ 126,7)

NID (µg L-1) 464,7

(150,0 ♠ 890,0)

6,6

(1,0 ♠ 18,0)

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Tabla 5.2: Principales taxones registrados en los mesocosmos de ambas lagunas en el fitoplancton (fito) y enel perifiton (peri). Se indica también el hábitat en que cada especie es encontrada habitualmente segúndatos bibliográficos. Se incluyeron sólo los taxones que constituyeron más de un 5% del biovolumen total decada muestra

Taxa

Hábito

Pl: planctónico

Pe: perifítico

El Burro El Triunfo

Fito Peri Fito Peri

Cianobacteria➪➶h➹no➘➹ps➹ ➴➷li➘➹tissim➹ Pl X X X

➪➶h➹no➘➹ps➹ sp. Pl X

➪➶h➹no➘h➹➷t➷ sp. Pe X

➪➶h➹noth➷➘➷ sp. Pl X

➬o➷losph➹➷rium pusillum PlX

➮no➱➷✃✃➹ ✃➹➘❐❒❮❰Ï❒ PlX

➮➶Ï❰❐✃ÏÐ➹ sp. PlX

BacillariophyceaeAÑ➶ÒÓ❰➹ sp. Pe X

diatomea pennada (no ident.) Pe X X

ÔÓÑ➶ÒÓÐ➷Ñ➹ ➶➹❰Õ❐✃❐Ñ Pe X X

ÖÏ❮×❒➘ÒÏ➹ Ø❰❐❒❮❐✃❐Ñ Pe X

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165


Taxa

Hábito

Pl: planctónico

Pe: perifítico

El Burro El Triunfo

Fito Peri Fito Peri

ÙÚÛÛÜÝÞßÚÞ sp. Pe X

CßyàáâãâÛÞä ãÞßäâÛÚÚ PlX

CßyàáâãâÛÞä âåÞáÞ PlX

XantophyceaeChÞrÞæiopsis sp. Pe X

Chrysophyceaeæç èæhromonÞs sp. Pl X

ChlorophytaéÛêÚäáßâëìäãÜä sp. Pl X

íîÝÞãïëâãâÛÞä sp. 1 Pl X



ðÜÞäáßÜã sp. Pe X

ðÜáìáßÞãâßÜä çâááÚ Pl X

ñâÛâßÞàîÚëÚÜã æÚßæÚÛÞÝì Pl X

èâæïäáÚä ÝÞæÜäáßÚä Pl X

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Taxa Hábito

Pl: planctónico

Pe: perifítico

El Burro El Triunfo

Fito Peri Fito Peri

Euglenophyta

Eòóôõö÷ ÷øòùPl X

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En la laguna turbia el fitoplancton estuvo dominado por cianobacterias y clorofíceas, tanto endensidad como en biovolumen. En la laguna clara, el biovolumen estuvo dominado porcianobacterias seguido de clorofíceas y criptofitas; sin embargo, en términos de densidad las algascrisofíceas fueron también importantes pero debido a su pequeño tamaño su contribución albiovolumen total fue insignificante (Fig. 5.5). Por su parte, el perifiton en El Burro estuvomayormente representado por diatomeas, seguido de clorofíceas y cianobacterias. En El Triunfo,las clorofíceas dominaron el perifiton, seguidas por las cianobacterias, diatomeas y xantofíceas entérminos de biovolumen (Fig. 5.5).

Fig. 5.5 Contribución relativa (en porcentaje) de los principales grupos taxonómicos al biovolumen total delfitoplancton y el perifiton (en estado maduro), en El Burro (a) y El Triunfo (b)

En la laguna clara (El Triunfo) la Chl ú del perifiton en estado maduro fue entre 3 y 6 veces mayorque la del fitoplancton (Fig. 5.6) (factor comunidad, ANOVA MR p<0,005). Por el contrario, la Chl úfitoplanctónica fue entre 76 y 1325 mayor que la del perifiton en estado maduro en la lagunaturbia (Fig. 5.6) (factor comunidad, ANOVA MR p<0,001).

Respecto al análisis del perifiton en estado maduro, la Chl ú fue significativamente mayor en lalaguna clara que en la turbia (factor laguna, ANOVA MR p<0,001) (Fig. 5.6) y no se detectarondiferencias significativas a lo largo del tiempo. Cabe aclarar que los valores correspondientes a laúltima fecha de muestreo (t4) no se incluyeron en este análisis estadístico debido a la altaproporción (99,5% del biovolumen total) de taxones planctónicos registrados en el perifiton enestado maduro de la laguna El Burro hacia el final del experimento. Esto posiblemente se debió a

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168

la sedimentación de organismos fitoplanctónicos, que se depositaron sobre los sustratos,produciendo un incremento en la Chl û no atribuible a un incremento real de la biomasa perifitica.En El Triunfo la contribución de algas fitoplanctónicas al biovolumen total de perifiton fue de unaimportancia relativa menor (32,8% a t4).

Fig. 5.6 Concentración de Chl ü de las comunidades fitoplanctónicas y perifíticas en El Burro (a) y El Triunfo(b) durante el experimento. Se muestran las medias. Las barras indican 1desvío estándar (n=3)

Los valores del IA variaron entre 95 y 450 en El Triunfo y entre 311 y 7578 en El Burro a lo largo delexperimento, registrándose los valores más altos al inicio y los más bajos al final del experimento.

Respecto a la experiencia de colonización del perifiton, no se observaron diferencias significativasen la Chl û entre las lagunas. Sin embargo se observó una tendencia creciente de la Chl û en lalaguna clara en contraste a lo observado en la laguna turbia (Fig. 5.7). Debido a que porvandalismo se perdieron los sustratos artificiales del último tiempo (t4) en El Triunfo, no seincluyeron los datos de esta fecha de muestreo en el análisis para ninguna de las dos lagunas.

Capítulo 5

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Fig. 5.7 Colonización del perifiton sobre sustratos artificiales limpios estimada como concentración de Chl ýen ambas lagunas durante los experimentos. Se muestran las medias sólo para las 3 primeras semanas delexperimento; las barras indican el desvío estándar(n=3)

Los biovolúmenes, tanto del picofitoplancton como del nano y del microfitoplancton, fueronmayores en la laguna turbia que en la laguna clara (Fig. 5.8) (factor laguna, ANOVA MR p<0,001).La contribución relativa de la fracción >2 µm al total del biovolumen fitoplanctónico fue similar enambas lagunas, representando un 98-99%.

En la laguna clara los mesocosmos exhibieron muy baja Chl þ, que inclusive decreció hacia el finaldel experimento (Fig. 5.6 b). Se detectó también un decrecimiento significativo en la densidadtotal del fitoplancton en El Triunfo (factor tiempo, ANOVA MR p<0,05); sin embargo no hubodiferencias significativas respecto al biovolumen del fitoplancton a lo largo del tiempo (factortiempo, ANOVA MR p=0,08). Contrariamente, en la laguna El Burro la Chl þ fitoplanctónica fluctuósin mostrar un patrón temporal claro (Fig. 5.6 a) y el biovolumen fitoplanctónico aumentó, aunqueno significativamente, durante el experimento (factor tiempo, ANOVA MR p=0,59).

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Fig. 5.8 Biovolúmenes del picofitoplancton, micro y nano fitoplancton en El Triunfo (a) y en El Burro (b)durante los experimentos. Se muestran las medias. Las barras indican 1 desvío estándar (n=3)

Capítulo 5

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Discusión

La contribución relativa de los principales grupos algales al fitoplancton en El Triunfo y en El Burrofue similar a la reportada previamente por Allende ÿt �l. (2009) para estos ambientes. Además,algunas de las especies observadas en nuestras muestras ya habían sido registradas por Izaguirre yVinocur (1994 a, b) en lagunas de la misma región.

La composición taxonómica del perifiton difirió entre la laguna turbia y la clara, probablementecomo resultado de las condiciones contrastantes de luz y de disponibilidad de nutrientes. Sinembargo, como los experimentos fueron realizados en distintas estaciones del año, seríannecesarios estudios complementarios para analizar la posible existencia de cambios estacionalesen la composición de ésta comunidad. En este sentido, un estudio reciente llevado a cabo porCasco ÿt �l. (2009), en el que se caracterizó la comunidad epipélica de la laguna pampeanaLacombe, mostró que las especies algales dominantes cambiaron cuando la laguna pasaba de unestado claro a uno turbio. Sin embargo, cabe señalar que no hay registros de estudios quemuestren variaciones estacionales en la estructura de la comunidad perifítica en lagunaspampeanas que se encuentran en un estado de equilibrio estable, tales como las analizadas ennuestro estudio.

En ambas lagunas las comunidades del fitoplancton y el perifiton compartieron varios taxones.Esto es típico de lagos someros, debido a que no existe un límite estricto entre los hábitatspelágicos y bentónicos en este tipo de sistemas (Goldsborough y Robinson, 1996).Particularmente, Casco ÿt � l. (2009) describieron un patrón similar durante la fase turbia de lalaguna Lacombe.

Los resultados de los experimentos realizados sugieren la existencia de interacciones entre elfitoplancton y el perifiton en lagunas claras y turbias, que aparentemente estarían controladas porla disponibilidad de la luz. A lo largo del experimento de colonización de perifiton se detectó en ElTriunfo un aumento de la biomasa algal debido a las mejores condiciones lumínicas de estalaguna. En un escenario de no limitación por luz, la comunidad adherida puede acceder a nuevoshábitats, extendiéndose con mayor eficacia en todo el ambiente somero. Por el contrario, en lalaguna turbia, la alta biomasa de fitoplancton en los mesocosmos redujo la penetración de la luzlimitando el desarrollo del perifiton sobre los sustratos. Vadeboncoeur ÿt �l. (2001) observaron unpatrón similar pero analizando la producción primaria de los hábitat bentónicos y pelágicos. Estos

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autores reportaron una disminución en la producción primaria de las algas epipélicas, producto delincremento en el sombreado al aumentar la concentración de fitoplancton luego de unexperimento de fertilización.

La concentración de Chl ✁ del perifiton en estado maduro difirió entre ambas lagunas.Contrariamente a lo esperado, la biomasa del perifiton en estado maduro no disminuyó a lo largodel tiempo en la laguna turbia. Esto se pudo deber, tal como lo sugiere el examen microscópico delas muestras, a la utilización de dispositivos de clausura para la realización de los experimentos. Eluso de mesocosmos produjo una disminución considerable de la turbulencia del agua dentro deellos que pudo favorecer la sedimentación de organismos planctónicos sobre la comunidadperifítica.

Los altos valores de IA registrados en El Burro probablemente se relacionan con gran cantidad dematerial particulado de la columna de agua. En esta laguna la relación de las fraccionesheterotrófica: autotrófica del perifiton fue alta debido a la combinación de un bajo desarrollo de lafracción algal (que se encontraba limitada por luz) y a un aumento en la cantidad de protozoos,bacterias y detritus orgánico inerte proveniente de la columna de agua, que se depositó sobre lacomunidad adherida. En la laguna clara El Triunfo la fracción autotrófica fue mayor que en lalaguna turbia (menores valores registrados de IA) debido a que las mejores condiciones lumínicasprobablemente favorecieron el crecimiento algal además de la presencia de menor proporción dematerial heterotrófico.

La biomasa del fitoplancton dentro de los mesocosmos colocados en El Triunfo fue muy baja einclusive decreció a lo largo del experimento, posiblemente debido a la competencia por elnitrógeno inorgánico disuelto (NID) con el perifiton. Como ya fuera reportado en el trabajo deAllende ✂t ✁l. (2009), esta laguna se caracteriza por su baja disponibilidad de NID lo que serelaciona con el elevado consumo de este nutriente por parte de las macrófitas sumergidas.Patrones similares fueron descriptos por diferentes autores para otros sistemas vegetados (e.g.Villar ✂t ✁l. , 1998; Unrein, 2001). Por el contrario, la concentración de FRS fue muy alta en ambaslagunas y no limitante para el crecimiento algal, según los niveles señalados por Reynolds (2006).Las altas concentraciones de fósforo en las lagunas pampeanas se han vinculado al efecto de lasactividades humanas que tienen lugar en esta región, principalmente la expansión de la agriculturacon la incorporación de fertilizantes que llegan al agua directa o indirectamente (Quirós y Drago,

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1999). Los bajos valores registrados en la relación NID: FRS para la laguna El Triunfo evidencianuna potencial limitación por nitrógeno durante el experimento. Bajo estas condiciones delimitación por nutrientes y no limitación en la disponibilidad de luz, el perifiton y el fitoplanctonpueden llegar a competir directamente por la utilización de los nutrientes (Axler y Reuter, 1996). Elperifiton se adapta a la toma de nutrientes de la columna de agua cuando éstos se encuentran enbajas cantidades (Eminson y Moss, 1980) y, por lo tanto, la baja concentración de nutrientesdisponibles en un escenario bien iluminado, es mejor aprovechado por el perifiton que por elfitoplancton. La comunidad adherida tiene adaptaciones funcionales a estas situacionesambientales. Stevenson (1996) sugiere que dentro de la matriz perifítica se lleva a cabo unreciclaje de nutrientes mayor que en aguas abiertas debido a que las interacciones entre losorganismos adheridos están más estrechamente acopladas que las interacciones existentes entreorganismos planctónicos. De todos modos sería necesario realizar estudios complementarios paraprobar la limitación por nitrógeno en El Triunfo y para conocer cual sería el cambio en ladominancia de las comunidades algales microbianas si se produjera un aumento en lascondiciones nutritivas en esta laguna. En el caso de la laguna turbia El Burro, las concentracionesde ambos nutrientes siempre fueron altas, superando el nivel límite propuesto por Reynolds(2006) para el crecimiento algal máximo, siendo la luz el factor limitante en la interacción deambas comunidades autotróficas microbianas.

Como ya fuera señalado en capítulos anteriores, si bien existen algunas controversias acerca de lautilización de sustratos artificiales como herramienta para el estudio de la comunidad perifítica(Goldsborough y Hickman, 1991), las ventajas su uso son múltiples (Meier ✄t ☎l. , 1983; APHA,2005) y los mismos se utilizan frecuentemente en experimentos ya que permiten la cuantificaciónde las variables estudiadas y facilitan la manipulación de la comunidad. En el caso particular de losexperimentos realizados en esta tesis, los mismos permitieron explorar las relaciones existentesentre el perifiton desarrollado sobre sustratos artificiales y el fitoplancton excluyendo a lasmacrófitas, y disminuyendo el efecto de predación a través de la exclusión de la fracción mayor delzooplancton y de los macroinvertebrados.

Este estudio permitió comprender el efecto directo de una comunidad microalgal sobre otra enlagos someros bajo escenarios de equilibrio contrastantes de aguas claras y turbias. Los resultadosobtenidos indican que en lagos someros turbios de la llanura pampeana dominados porfitoplancton la limitación por luz en la columna de agua puede determinar la baja biomasa de

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perifiton, determinando que esta última comunidad esté conformada mayormente porcomponentes heterotróficos. En lagos someros vegetados y claros, donde la disponibilidad de luzes alta pero puede haber una limitación por nitrógeno disuelto para el crecimiento algal, elperifiton puede desarrollar una mayor biomasa debido a su mayor eficiencia en la competenciacon el fitoplancton por nutrientes. En este contexto parecería que el perifiton como comunidadproductora tiende a estabilizar un estado de equilibrio de aguas claras ya que afecta de maneranegativa el desarrollo del fitoplancton.

Los resultados obtenidos a partir de este estudio experimental aportan nuevos datos sobre laimportancia relativa de las comunidades microbianas autotróficas en los dos estados alternativosmás frecuentes en lagos someros: claro vegetado con escaso fitoplancton y mayor desarrolloperifítico, y turbio dominado por fitoplancton con una comunidad perifítica lumínicamentelimitada.

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✓✒✞ ✔✏✞✕✏✡✕✒✞ ✒✖✗✌✘✏✠✒✍✏✌✡✝✞ ✙✟✝ ✞✝ ✒✚✌✗✔✒✗✌✡ ✝✡ ✎✒ ✖✗✝✞✝✡✕✝ ✕✝✞✏✞ ✖✝✗✠✏✕✏✝✗✌✡ ✒✡✒✎✏✛✒✗✔✏✜✝✗✝✡✕✝✞ ✒✞✖✝✍✕✌✞ ✔✝ ✎✒✞ ✖✗✏✡✍✏✖✒✎✝✞ ✍✌✠✟✡✏✔✒✔✝✞ ✖✗✌✔✟✍✕✌✗✒✞ ✠✏✍✗✌✒✎✢✒✎✝✞ (✜✏✕✌✖✝✗✏✜✏✕✌✡ ☛✜✏✕✌✖✎✒✡✍✕✌✡), ✝✡ ✎✒✢✌✞ ✞✌✠✝✗✌✞ ✍✌✡ ✍✒✗✒✍✕✝✗✣✞✕✏✍✒✞ ópticas contrastantes pertenecientes a lallanura pampeana. Desde un punto de vista estructural se analizó la composición taxonómicade la comunidad perifítica de manera comparativa con la fitoplanctónica. Estos análisis secomplementaron con una descripción detallada de la composición pigmentaria para ambascomunidades desarrolladas en los distintos tipos de lagunas y, en particular para el perifiton,se estudiaron otras variables de masa tales como el peso seco, peso seco libre de cenizas y lascenizas. Por otro lado, en los tres tipos de lagunas se analizó la composición de la fracciónbacteriana de ambas comunidades a través de la técnica molecular de CARD-FISH.

En lo que respecta a los aspectos funcionales de ambas comunidades, se estudió en formacomparativa la producción primaria fitoplanctónica y perifítica en los mismos ambientes decaracterísticas ópticas contrastantes con el objeto de analizar de qué manera estaspropiedades modelaban a las comunidades fotótrofas. Finalmente estudiamosexperimentalmente las interacciones entre las dos comunidades bajo escenarios contrastantestanto por disponibilidad de luz como de nutrientes. Los resultados obtenidos permitierondescribir de manera apropiada los distintos aspectos de las comunidades algales presentes enlos tres tipos de lagunas representativos de la mayor parte de sistemas en la llanurapampeana. Si bien es importante recordar que los cuerpos de agua estudiados son dinámicos,lo que puede apreciarse al comparar las mismas lagunas en distintos períodos, existenpatrones que se mantienen constantes lo que permite generar esquemas conceptuales omodelos que describan de manera resumida cada tipo de laguna.

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En la Fig. 6.1, acorde a los resultados obtenidos a lo largo de los distintos estudios, seesquematiza una propuesta de modelo conceptual en el que figuran el perifiton y elfitoplancton en una laguna clara vegetada. Este tipo de lagunas se caracteriza por estarcolonizada por macrófitas sumergidas y presentar una baja densidad de fitoplancton (Izaguirrey Vinocur, 1994 a b; Quirós ✭t ✮✯✰ , 2002; Allende ✭t ✮✯✰ , 2009). Si bien todas las lagunas de estaregión se clasifican como eutróficas de acuerdo a sus concentraciones de nutrientes, laslagunas claras vegetadas suelen caracterizarse por presentar concentraciones de nitrógenoinorgánico disuelto (NID) bajas, que incluso pueden llegar a ser limitantes para el crecimiento

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✾✻✿✾✻❀ ❁✲✶✼✲✶❂✹ ✲✶ ✺✴✲✶❁✾ ✻✹✳ ❃✾✻✹❄✲✳ ✻❅✵✼❁✲✳ ✳✴✿✲❄✼❂✹✳ ❆✹❄ ✱✲✷✶✹✻❂✳ (2006). ❇✾ ✿❄✾✶ ✺✾✶❁✼❂✾❂❂✲ ✵✾✺❄❈❉✼❁✾✳ ✲✶ ✲✳❁✲ ❁✼❆✹ ❂✲ ✻✾✿✴✶✾✳ ❁✹✵✾ ✲✻ ❊❋● ❂✲ ✻✾ ✺✹✻✴✵✶✾ ❂✲ ✾✿✴✾ ❂✲❍■✶❂✹✻✹ ✵✲✶✹✳

❂✼✳❆✹✶✼❏✻✲ ❆✾❄✾ ✳✴ ✴✳✹ ❆✹❄ ❆✾❄❁✲ ❂✲✻ ❉✼❁✹❆✻✾✶✺❁✹✶. ❑❆❁✼✺✾✵✲✶❁✲ ✲✳❁✾✳ ✻✾✿✴✶✾✳ ✳✲ ✺✾❄✾✺❁✲❄✼▲✾✶❆✹❄ ✶✹ ❆❄✲✳✲✶❁✾❄ ✻✼✵✼❁✾✺✼❈✶ ✲✶ ✻✾✳ ✺✹✶❂✼✺✼✹✶✲✳ ✻✴✵ínicas; en ellas se registraron valores deKdPAR y turbidez nefelométrica bajos, así como valores de profundidad del disco de Secchicomparativamente más altos. Además estas lagunas exhibieron los mayores valores decoeficientes de absorción para el CDOM (CDOM, del inglés ☜chromophoric disolved organicmatter☝).

El fitoplancton de las lagunas claras vegetadas se caracteriza por una mayor abundancia dealgas pequeñas flageladas de los grupos de las Cryptophyceae y Chrysophyceae (Izaguirre yVinocur, 1994 a b; Allende ▼t ◆❖P , 2009). La morfología de este tipo de algas les confiere ciertaventaja adaptativa en este tipo de lagunas. La mezcla de la columna de agua se ve disminuidadebido a la presencia de una importante cama de macrófitas, lo que favorece la presencia dealgas con movilidad. En estas lagunas se registraron también clorofitas unicelulares y algunasdiatomeas. Por otra parte, la composición taxonómica del perifiton desarrollado sobresustratos naturales se encontró dominada por especies filamentosas pertenecientes a ladivisión Chlorophyta (e.g. ◗▼❘❙❚❙❯❱❲❳ sp., ❨❲❖❩❙❬❭◆▼t❭▼ sp., ❪t❱❚▼o❬❭lon❱❲m sp.). También seregistró una importante presencia de diatomeas de distintas especies. Estos grupos algales soncaracterísticos del perifiton ya que poseen diferentes estructuras de fijación que le permitenadherirse a los sustratos (e.g. pies y almohadillas de mucílago). En particular el rafe de lasdiatomeas les permite adherirse a sustratos y movilizarse dentro de la matriz perifítica cuandovarían las condiciones ambientales.

La composición pigmentaria de la comunidad fitoplanctónica estuvo dominada por la clorofila❩, seguida por los pigmentos zeaxantina y luteína (que con la técnica utilizada no se lograronseparar). La clorofila ❩ es un pigmento característico de las clorofitas y euglenofitas, mientrasque la luteína solo se encuentra en las clorofitas y la zeaxantina es un pigmento muyimportante en las cianobacterias (Van den Hoek ▼❫ ◆❖P, 1998). En cuanto al perifiton, en estetipo de lagunas se observó dominancia también de la clorofila ❩ pero seguida de fucoxantina(pigmento característico de las diatomeas y crisofíceas) y en menor medida por zeaxantina yluteína. Al analizar el perfil de variación de la concentración de los pigmentos a lo largo delgradiente de profundidad se observó que en general éstos no variaban de manera significativa.Esto podría estar dado por las buenas condiciones lumínicas que existen en este tipo delagunas, lo que posibilita la colonización de algas perifíticas hasta mayores profundidades.

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Con respecto a la fracción bacteriana del plancton y del perifiton, ambas comunidades seencontraron dominadas por bacterias pertenecientes al grupo de las alfaproteobacterias, apesar de que este grupo ha sido en general descripto como un componente típico de losambientes marinos. En el plancton el segundo grupo en importancia fue el de lasbetaproteobacterias, mientras que en el perifiton las betaproteobacterias y lasgamaproteobacterias constituyeron los grupos subdominantes.

Al analizar la producción primaria fitoplanctónica en este tipo de lagunas se observa que éstano varió con la profundidad, posiblemente debido a las buenas condiciones lumínicas. Además,la relación entre la PP/Chl ✇ tomada como una medida de la ☜eficiencia☝ de esta comunidad,tampoco presentó variaciones a lo largo del gradiente de profundidad analizado. Por su parte,la PP así como la ☜eficiencia☝ perifítica no presentó diferencias significativas a lo largo delgradiente de profundidad, siendo sus valores intermedios respecto a los otros dos tipos delagunas. El aporte relativo por parte del perifiton a la Chl ✇ integrada en este tipo de lagunasfue mayor que el aportado por el fitoplancton. Respecto a la PP integrada en la columna deagua fue mayor el aporte relativo por parte del fitoplancton, sin embargo en comparación conlos otros dos tipos de lagunas turbias, el aporte del perifiton fue relativamente mayor.

①②③④⑤②⑥ ⑦ ⑧⑨⑥⑩❶④③❷⑨⑥②③ ❸❷⑥❹❶②③

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❺❻❼. 6.1 ❽❾❿➀➁❾ ❿➀ ➂➃➄ ➁➄❼➂➃➄ ➅➁➄➆➄ ➇➀❼➀➈➄❿➄ ❿➀ ➁➄ ➁➁➄➃➂➆➄ ➉➄➊➉➀➄➃➄

➋➌➍➎➏➌➐ ➑ ➒➓➐➔→➎➍➣➓➐➌➍ ↔➣➐↕→➌➍

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➙➛➜➝➞➛➟ ➠➝➡➢➤➛➟ ➥➡➜ánicas

➦↕➍ ➔↕➧↕➔➨➌➧➩➍➨➣➔↕➍ ➫➌➐➌➧↕→➌➍ ➭➌ →↕➍ →↕➫➎➐↕➍ ➨➎➧➯➣↕➍ ➓➧➫ánicas estudiadas se encuentranesquematizadas en la Fig. 6.2. Este tipo de lagos someros se caracterizan porque su turbidezestá dada por altas densidades de fitoplancton y además carecen de una vegetaciónmacrofítica desarrollada. Este tipo de lagunas son eutróficas, conteniendo altasconcentraciones de nutrientes tanto disueltos como totales. Acorde a su clasificación comolagunas turbias se registraron siempre valores elevados de KdPAR así como de turbideznefelométricas y bajos valores de Secchi. Además, los coeficientes de absorción por parte delfitoplancton fueron los más altos en comparación con los otros tipos de lagunas. Asimismo, sedetectó un pico en el espectro de atenuación de la luz en la región roja del espectrocorrespondiente con la absorción por parte del fitoplancton. Este tipo de lagunas suelen serescenarios con suficiente disponibilidad de nutrientes pero limitación lumínica para elcrecimiento algal.

El fitoplancton difirió mucho en cuanto a su composición entre las dos lagunas turbiasorgánicas seleccionadas. Por un lado, la laguna El Burro presentó una comunidad más rica, quefue descripta en estudios previos realizados en base a muestras tomadas durante el año 2005,como dominada por especies pertenecientes a la división Chlorophyta (➲➳➵➸➺➻➼➺ ➽➾➵➚➺➻➪➼➺,➲➳➵➸➺➻➼➺ ➶➹➘➴ro➵ysto➼➷➹s , ➬➳sm➾r➼➚m l➾➹➮➹ ) (Allende ➹➻ ➾➽➱, 2009). Por otro lado, elfitoplancton de la laguna San Jorge se encontró casi exclusivamente dominado porcianobacterias filamentosas (✃➾➘➴➼➷➼➳ps➼➺ m➹➷➼➻➹rr➾n➹➾ y ❐➽➾➶❒➻➳➻➴➪➼❮ ➾❰➴➾➪➷➼➼) (Allende ➹➻ ➾➽➱,2009), condición que suele caracterizar a una gran cantidad de lagunas en estado de aguasturbias con gran desarrollo de fitoplancton (Scheffer ➹➻ ➾➽➱Ï 1997). Respecto al perifiton seobservó en ambas lagunas una gran abundancia de clorofitas filamentosas de distintos géneros(Ð➚➽Ñ➳➵➴➾➹➻➴➹ sp., Ò➻➼❰➹➳➵➴➽➳➶➼➚Ó sp., ➲➹➷➳❰➳➶➼➚Ó sp.) así como desmidiáceas (➬➳➺Ó➾➪➼➚Ó

sp., E➚➾➺➻➪➚Ó sp., Ò➻➾➚➪➾➺➻➪➚Ó sp.) y varias especies de diatomeas (➬➸➵➽➳➻➹➽➽➾ Ó➹➶➹❰➴➼➶➼➾➶➾,➬➳➵➵➳➶➹➼➺ ➘➽➾➵➹➶➻➚➽➾, F➪➾❰➼➽➾➪➼➾ ➵➳➶➺➻➪➚➹➶➺).

Acorde a sus diferencias en la composición taxónomica fitoplanctónica, los principalespigmentos de la comunidad fitoplanctónica fueron distintos en las dos lagunas. En San Jorgedominó un carotenoide no identificado (carot ÔÕÏÖ×), mientras que en El Burro fuerondominantes la zeaxantina y la luteína. Respecto al perifiton los pigmentos disminuyeron demanera significativa a lo largo del gradiente de profundidad debido a la limitación lumínicatípica de este tipo de lagunas. En las muestras perifíticas se registraron en ambas lagunasconcentraciones importantes de fucoxantina, Chl Ñ y diadinoxantina.

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æåÚ áàÜÛÝãçåçÙÚ èåáéÙêãåÝåÚ ÙÝ ÙÚéÙ éãëà çÙ âåìÛÝåÚ éåÜèãíÝ ÙÚéÛîãÙêàÝ çàÜãÝåçåÚ ëàê

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çÙ åìÛå çÛâáÙ. ØÙÚëÙáéà å âå ïêåááãón bacteriana del perifiton, el grupo subdominante fue el delas gamaproteobacterias.

En lo que respecta a la PP pudimos observar que tanto para el fitoplancton como para elperifiton este tipo de lagunas presentó valores más altos que los otros dos tipos de cuerpos deagua. La ☜eficiencia☝ de ambas comunidades también fue mayor que en las lagunas claras y enla turbia inorgánica, particularmente en las muestras más superficiales. A pesar de ser lagunasturbias con limitación lumínica, la gran concentración de nutrientes presente posibilita undesarrollo algal importante para ambas comunidades. Comparando la ☜eficiencia☝ entre ambascomunidades se vio que la diferencia registrada fue muy baja en comparación con la diferenciaobservada para las otras lagunas. Respecto al aporte relativo de cada comunidad a laproducción integrada, éste fue mayor por parte del fitoplancton, mientras que el perifitonaportó alrededor de un 10%, siendo éste un valor intermedio en comparación con los otrostipos de lagunas.

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✁✂✄. 6.2 ☎✆✝✞✟✆ ✝✞ ✠✡☛ ✟☛✄✠✡☛ ✆☞✄ánica de la llanura pampeana

✌✍✎✏✑✍✒ ✓ ✔✕✒✖✗✏✎✘✕✒✍✎ ✙✘✒✚✗✍✎

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Lagunas turbias inorgánicas

✛✎✜✍ ✜✘✢✕ ✣✍ ✗✚✤✏✒✚✎ ✎✍ ✖✚✥✚✖✜✍✥✘✦✚ ✢✕✥ ✢✕✎✍✍✥ ✚✗✜✚✎ ✖✕✒✖✍✒✜✥✚✖✘✕✒✍✎ ✣✍ ✑✚✜✍✥✘✚✗ ✘✒✕✥✤ánico ensuspensión lo que les confiere una elevada turbidez. En la Fig 6.3 se esquematiza el modeloconceptual de una laguna turbia inorgánica. En la laguna turbia inorgánica estudiada seobservaron los mayores coeficientes de atenuación de la luz, los mayores valores de turbideznefelométrica, y valores de Secchi extremadamente bajos. En correspondencia con estacaracterización, también se observaron los valores más altos de seston.

El fitoplancton de este tipo de cuerpos de agua ha sido descripto como dominado por distintasespecies de diatomeas (en su mayoría céntricas) y clorofitas unicelulares. En cuanto al perifitonpudimos observar que su composición taxonómica se encontró casi completamente dominadapor diatomeas, que como ya fuera mencionado suelen estar bien adaptadas a crecer bajocondiciones lumínicas desfavorables. Los principales pigmentos accesorios registrados en elfitoplancton de esta laguna fueron zeaxantina y luteína, seguidos de Chl ✧ y fucoxantina. Encuanto al perifiton, esta comunidad mostró una disminución muy marcada en la concentracióntotal de pigmentos luego de los primeros 10 cm de profundidad. Los pigmentos accesorios másimportantes fueron la fucoxantina, seguidos por diadinoxantina, característico de lasxantofíceas, las diatomeas y también presente en las crisofíceas, y clorofila ✧. A pesar de ladisminución de la concentración de pigmentos accesorios con la profundidad se detectó unaumento en la contribución relativa de la fucoxantina y de la zeaxantina + luteína respecto a laclorofila ★, lo cual podría estar indicando algún tipo de adaptación de estas algas a lascondiciones de turbidez.

Al igual que en las otras lagunas, en la laguna turbia inorgánica tanto el bacterioplancton comoel bacterioperifiton se encontraron dominados por alfaproteobacterias. Las actinobacterias ybetaproteobacterias fueron los segundos grupos en importancia en cuanto a su abundancia enel bacterioplancton, mientras que las betaproteobaterias fueron subdominantes en elbacterioperifiton.

Debido a la alta limitación lumínica típica de este tipo de lagunas, la PP fitoplanctónicadisminuyó drásticamente con la profundidad luego de los primeros 10 cm. Sin embargo, la☜eficiencia☝ para esta comunidad fue similar a la registrada en las otras dos lagunas. La PP delperifiton fue la menor registrada entre los tres tipos de lagunas, aunque no presentóvariaciones a lo largo del perfil de la columna de agua. Llamativamente, la ☜eficiencia☝ paraesta comunidad presentó una tendencia a aumentar con la profundidad indicando una posible

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✷✱✸✱✶✹✶✺✸✶✲✴✻✮ ✹✪ ✳✶ ✲✱✭✬✮✴✹✶✹ ✶✳✼✶✳ ✶✹✽✪✾✴✹✶ ✶ ✳✶✫ ✺✱✿✾✪✫ ✲✱✮✹✴✲✴✱✮✪✫ ✳✬✭ínicas de este tipode lagunas.

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■❏❑. 6.3 ▲▼◆❖P▼ ◆❖ ◗❘❙ P❙❑◗❘❙ ❚◗❯❱❏❙ ❏❘▼❯❑ánica de la llanura pampeana

❲❳❨❩❬❳❭ ❪ ❫❴❭❵❛❩❨❜❴❭❳❨ ❝❜❭❞❛❳❨

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Interacciones entre las comunidades y los equilibrios alternativos

❡❴❨ ❢❳❨❩❛❣❞❤❴❨ ❤❳❛ ❳❨❣❩❤❜❴ ❳✐❥❳❢❜❬❳❭❣❞❛ ❳❭ ❤❴❨ ❛❞❦❩❭❞❨ ❧❩❳ ❢❳❥❢❳❨❳❭❣❞❭ ❛❴❨ ❳❨❣❞❤❴❨ ❤❳ ❳❧❩❜❛❜♠❢❜❴❞❛❣❳❢❭❞❣❜♥❴❨ ❥❢❴❥❩❳❨❣❴❨ ❥❴❢ ♦❵♣❳qq❳❢ rt st✉ (1993) ❬❴❨❣❢❞❢❴❭ ❛❞ ❳✐❜❨❣❳❭❵❜❞ ❤❳ ❜❭❣❳❢❞❵❵❜❴❭❳❨❵❴❬❥❳❣❜❣❜♥❞❨ ❳❭❣❢❳ ❛❞❨ ❵❴❬❩❭❜❤❞❤❳❨ q❜❣❴❥❛❞❭❵❣ónica y perifítica. Bajo un escenario lumínicolimitante, pero con una gran concentración de nutrientes, el fitoplancton presenta una ventajacompetitiva frente al perifiton; al encontrarse libre en la columna de agua, gracias a la frecuentemezcla que ocurre en este tipo de cuerpos de agua someros el fitoplancton accede a la luz, y a suvez su mayor desarrollo provoca sombreado en la columna de agua, lo que incide negativamenteen la disponibilidad de luz para el perifiton. Por otra parte, en el experimento realizado en lalaguna clara, donde la luz no es un recurso limitante pero sí puede serlo el NID, el perifitonpareciera poseer cierta ventaja competitiva frente al fitoplancton, dado que como ya fueraseñalado, las comunidades adheridas poseen la propiedad de poder explotar fuentes alternativasde nutrientes cuando los mismos son escasos en la columna de agua, tales como los sustratossobre los que se desarrollan, además de obtenerlos a partir del reciclado que se da dentro de lapropia matriz perifítica. Estas características le confieren al perifiton cierta ventaja sobre elfitoplancton en un escenario limitado en nutrientes

Por otra parte, los resultados de los estudios tanto de la concentración de pigmentos como de laPP en los distintos tipos de lagunas indicaron que el aporte relativo de la comunidad adherida fuemayor en las lagunas claras que en las lagunas turbias. Además estos resultados muestran que,aunque variable entre los distintos tipos de lagunas, el aporte por parte del perifiton tanto a labiomasa algal como a la PP es de gran importancia y debe ser considerado a la hora de estudiar laslagunas de la llanura pampeana.

Dentro del contexto de la teoría de los equilibrios alternativos propuesto por Scheffer rt st✉ (1993)nuestros resultados contribuyen a entender cuál es el rol que cumple el perifiton estabilizandouno u otro estado. Dentro de cierto grado de desarrollo de esta comunidad, y de una manerasimilar a la planteada para las macrófitas, el perifiton estaría contribuyendo a una estabilizacióndel estado de aguas claras. Esta comunidad afecta de manera negativa el desarrollo delfitoplancton a través de la competencia por los nutrientes, dejándolos menos disponibles para seraprovechados por el fitoplancton. Sin embargo, una biomasa perifítica demasiado abundantepodría llegar a producir el efecto contrario, ya que el sombreado podría afectar negativamente a

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⑨❷① ③❷⑧❸❹❺⑩❻❷① ⑤ ❼✇ ✇①❻❷ ③❷④✇❸❷ ①✇ ❺❷❽⑦❸✇⑧✇❸❾❷ ②④❷ ✇①❻❷❿⑩⑨⑩➀❷⑧⑩❹④ ❼✇⑨ ✇①❻❷❼⑦ ❼✇ ❷➁②❷① ❻②❸❿⑩❷①➂ ➃④✇①❻✇ ①✇④❻⑩❼⑦ ①⑦④ ④✇⑧✇①❷❸⑩⑦① ✇①❻②❼⑩⑦① ❺②❻②❸⑦① ➄❷❸❷ ✇①❻❷❿⑨✇⑧✇❸ ⑧②ál es el rango en el cual el perifitonestaría estabilizando un estado de aguas claras y cuándo un estado de aguas turbias. En la Fig. 6.4se presenta el modelo de Scheffer ➅t ➆➇➈ (1993) modificado de manera de incluir a la comunidadperifítica con los posibles mecanismos por los cuales estaría actuando como un estabilizador deuno u otro estado.

Fig. 6.4 El rol del perifiton en los estados de equilibrio alternativos de lagos someros (modificado de Sheffer➉t ➊➋➌ , 1993)

Perspectivas

En las últimas décadas ha habido un aumento en la intensidad del uso de la tierra para actividadesagrícolas y ganaderas en la llanura pampeana. Esto ha provocado un aumento del ingreso desedimentos como consecuencia del desmonte, necesario para generar áreas de cultivos, así comotambién un aumento en la cantidad de agroquímicos utilizados que, por escorrentía, ingresan en

➍➎➏➐➑➎➒ ➓ ➔→➒➣↔➐➏↕→➒➎➏ ➙↕➒➛↔➎➏

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↔→➏ ➣➐➎➜➝→➏ ➞➎ ➛➟➐➛➠ ➡➎ ➢➛ ➤↕➏➥→ ➥➛➑➦↕➧➒ ➨➐➎ ➎➒ ↔→➏ últimos años un gran número de lagunas enestado aguas claras han pasado a estados de aguas turbias y se presume que este pasaje ha sidoprovocado por el ingreso de altas concentraciones de nutrientes y sedimentos en general. Elaceleramiento en los procesos de eutrofización de dichas lagunas produce, entre otras cosas, unaumento en las probabilidades de ocurrencia de floraciones algales con los consecuentes riesgospara la salud humana que podrían traer aparejados.

Bajo este escenario de expansión de la frontera agrícola y de incremento del impacto antrópicosobre las lagunas de la llanura pampeana, cobra una mayor importancia el conocer cuál es elimpacto de esta actividad sobre las comunidades acuáticas productoras y sobre los estados deequilibrios alternativos de estos cuerpos de agua. En este contexto son necesarios futuros estudiosque profundicen el estudio del impacto de la actividad antrópica sobre estos ecosistemas, y sobrelos mecanismos que estabilizan uno u otro estado de equilibrio, para poder posteriormentediseñar estrategias de manejo para la conservación de estos humedales.

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V❩❥❵❯❲✐♥❲❵❢❨ ♦. ❧ S❴❵❚✐❛❩✐ A. ❝2002❞ P❵❨❚♠❜❧❴❲✐ ❬❢✐♥❴❚❲✐ ❚✐ ❱❩❤❵ ❵♥❲r❧r❴❵❛rt T❜❵ S♥❚❵✐❴❚❬❚♥♣❲❨❱❥ J❲❢❨✐❩❱ 2: 1449-1468

V❩❥❵❯❲✐♥❲❢❵❨ ♦, V❩✐❥❵❨ ❡❩✐❥❵✐ M. J., ❧ L❲❥❳❵ D. M. ❝2002❞ P❢❴❴❚✐❳ ❴❜❵ ❱❩❤❵ ❯❩♥❤ ❴❲❳❵❴❜❵❨✉❨❵❚✐❴❵❳❨❩❴❚✐❳ ❯❵✐❴❜❚♥ ♠❩❴❜s❩❧ ❚✐❴❲ ❱❩❤❵ ❬❲❲❥ s❵❯ ❛❲❥❵❱rt B❚❲S♥❚❵✐♥❵ 52:44-54

V❩❥❵❯❲✐♥❲❵❢❨ ♦., J❵♠♠❵r❵✐ E., V❩✐❥❵❨ ❡❩✐❥❵✐ M, J., S♥❜❚❵❨❢♠ H-H., C❨❚r❴❲❬❬❵❨r❵✐ K. ❧ L❲❥❳❵ D.M. ❝2003❞ F❨❲❛ G❨❵❵✐❱❩✐❥ ❴❲ ❳❨❵❵✐ ❱❩❤❵r✉ C❢❱❴❢❨❩❱ ❵❢❴❨❲♠❜❚♥❩❴❚❲✐ ❩✐❥ ❴❜❵ ❱❲rr ❲❬ ❯❵✐❴❜❚♥

♠❩❴❜s❩❧r ❚✐ ❱❩❤❵rt L❚❛✐❲❱❲❳❧ ✈ O♥❵❩✐❲❳❨❩♠❜❧ 48: 1408-1418

V❩❥❵❯❲✐♥❲❵❢❨ ♦., P❵❴❵❨r❲✐ G., V❩✐❥❵❨ ❡❩✐❥❵✐ M. J. ❧ K❩❱❬❬ J. ❝2008❞ B❵✐❴❜❚♥ ❩❱❳❩❱ ♠❨❲❥❢♥❴❚❲✐❩♥❨❲rr ❱❩❤❵ r❚q❵ ❳❨❩❥❚❵✐❴r✉ ❚✐❴❵❨❩♥❴❚❲✐r ❩❛❲✐❳ ❛❲❨♠❜❲❛❵❴❨❧, ✐❢❴❨❚❵✐❴r✇ ❩✐❥ ❱❚❳❜❴. E♥❲❱❲❳❧ 89:2542-2552

V❵❱①❚ M. I. ❧ A❱❯❨❚❳❜❴ L. J. ❝1993❞. E✐: K❵❛♠ P. F., S❜❵❨❨ B. F., S❜❵❨❨ E. ❧ C❲❱❵ J. J. ❝❵❥r❞ H❩✐❥❯❲❲❤❲❬ M❵❴❜❲❥r ❚✐ A❦❢❩❴❚♥ M❚♥❨❲❯❚❩❱ E♥❲❱❲❳❧. L❵s❚r P❢❯❱❚r❜❵❨r✇ F❱❲❨❚❥❩, 139-142

V❩✐ ❥❵✐ H❲❵❤ C., M❩✐✐ D. G. ❧ J❩❜✐r H. M. ❝1998❞ A❱❳❩❵, ❩✐ ❚✐❴❨❲❥❢♥❴❚❲✐ ❴❲ ♠❜❧♥❲❱❲❳❧.C❩❛❯❨❚❥❳❵ U✐❚❣❵❨r❚❴❧ P❨❵rr✇ C❩❛❯❨❚❥❳❵

②③④⑤③⑥⑦⑧⑨⑩❶⑨

❷❸❹

❺⑨❻ ❼⑥❻❽ ❾❿ ➀ ➁⑨❻ ➂➃ ②➄❻➂ ➅❿ ➆❿ ➇❷❸❸❷➈ ➉➊➋⑨➌➍ ⑥⑩ ➎➄④➊➃⑧⑦➃➂ ➊⑨➌⑧⑥➋➏➀➍➃➎ ③❻➌⑤➄➂③❻

➌➏⑨⑧⑥➋➏➀➍➃➎ ⑥❻ ➋➏➀➍⑥➐ ⑨❻➂ ➑⑥⑥➋⑤⑨❻❽➍⑥❻ ➌⑥➊➊➄❻③➍③➃➎➒ ⑨⑤⑤➃⑤⑥➋⑨➍➏➀ ➁➃⑧➎➄➎ ⑥➍➏➃⑧ ➊➃➌➏⑨❻③➎➊➎❿

➓➔➄⑨➍③➌ ②⑥➍⑨❻➀ →❷➒ ❷61-274

V⑨❻➂➃⑧➎➍➄❽❽➃❻ M., D➃➌⑤➃⑧➌❽ S. A. J., P⑨⑤➎ A., D➃ M➃➃➎➍➃⑧ L. ➀ M➄➀⑤⑨➃⑧➍ K. ➇2010➈ T➏➃ ③❻⑩⑤➄➃❻➌➃⑥⑩ ➋⑤⑨❻➍-⑨➎➎⑥➌③⑨➍➃➂ ⑩③⑤➍➃⑧ ⑩➃➃➂➃⑧➎ ⑥❻ ➋➏➀➍⑥➋⑤⑨❻❽➍⑥❻ ④③⑥➊⑨➎➎➒ ⑨ ➊➃➎⑥➌⑥➎➊ ➎➍➄➂➀. H➀➂⑧⑥④③⑥⑤⑥⑦③⑨646: 199-208

V➃❻⑧③➌❽ E. L. ➇1978➈ H⑥➣ ➊⑨❻➀ ➌➃⑤⑤➎ ➍⑥ ➌⑥➄❻➍↔ I❻: A. S⑥➄⑧❻③⑨ ➇➃➂.➈ P➏➀➍⑥➋⑤⑨❻❽➍⑥❻ M⑨❻➄⑨⑤❿

UNESCO, P⑨⑧③➎, 167-180

V➃⑧⑨ M. S., L⑨⑦⑥➊⑨⑧➎③❻⑥ L., S➀⑤➁➃➎➍➃⑧ M., Pérez G. L., Rodríguez P., Mugni H., Sinistro R.,Ferraro M., Bonetto C., Zagarese H. y Pizarro H. (2010) New evidences of Roundup® (glyphosateformulation) impact on the periphyton community and the water quality of freshwaterecosystems. Ecotoxicology 19: 710-721

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Ï➚➾Ð➚➜ R. G. ➺1990➻ L➠➨➵-Ô➠➾➚➟ ➙➨➾➚➟➡➠➩➚➹❒ ➪➚➾➠➛➝➜➙➩ ➠➨➵ ➜➙➪➨➝➜➝➞➙➩➠➜ ➟➚➞➫➜➠➾➝➟➹➯ V➚➴➟➯I➨➾➚➟➨➠➾. L➙➪➨➝➜➯ 24: 6-24

Ï➚➾Ð➚➜✃ R. G. ➲ L➙Ó➚➨➹ G. E. ➺2000➻ L➙➪➨➝➜➝➞➙➩➠➜ A➨➠➜➲➹➚➹✃ T➴➙➟➵ E➵➙➾➙➝➨. S➽➟➙➨➞➚➟✃ USA, 429 ➽➽

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Õ➠➩➫➛➹➝➨ S. ➺1965➻ E➜ ➡➙➾➝➽➜➠➨➩➾➝➨ ➵➚ ➜➠ ➜➠➞➫➨➠ ➵➚ C➴➠➹➩➝➪ús ➺➷rov➯ de ↕➫enos ➭ires➻ con➠➜➞un➠➹ conside➟➠ciones ecológicas. Revista del Museo Argentino de Ciencias NaturalesBernardino Rivadavia, Hidrobiología 1: 197-267

María Laura Sánchez, Haydée Pizarro, Guillermo Tell and Irina Izaguirre. Relative importance of periphyton and phytoplankton in turbid and clear vegetated shallow lakes from the Pampa Plain (Argentina): a comparative experimental study. 2010. Hydrobiologia. 646 (1), 271-280.

http://link.springer.com/article/10.1007/s10750-010-0181-3

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Estructura de la comunidad perifítica y sus …...esta tesis se estudió a través de variadas aproximaciones al perifiton desarrollado bajo estos distintos escenarios, analizándose