Efecto de variables abióticas en la fauna hiporreica del río Dagua, Colombia / Effect of abiotic variables on the hyporheic fauna of Dagua River, Colombia

Introducción: La fauna de sedimentos del subsuelo, donde se da el intercambio entre aguas subterráneas y superficiales, llamada "fauna hiporreica", cumple funciones ecológicas importantes en los ríos; sin embargo, no ha sido estudiada suficientemente en Colombia. Objetivo: Identificar las relaciones entre los invertebrados hiporreicos y variables fisicoquímicas en el río Dagua, Colombia. Métodos: En tres giras a campo (entre octubre 2017 y diciembre 2018) en cinco estaciones de muestreo a lo largo de la cuenca del río, realizamos perforaciones implementando el método de Karaman-Chappuis (sedimento, agua e invertebrados), y registramos la granulometría y materia orgánica en los sedimentos; además, medimos nutrientes, iones y metales en el agua. Resultados: Las estaciones en la zona de cabecera tuvieron sustratos con sedimentos gruesos (grava y piedra), mayores niveles de oxígeno, y menor temperatura del agua. La riqueza y diversidad de especies fueron mayores en estaciones en la zona cabecera, donde predominaron Copepoda e Insecta, mientras que en sitios de cuenca baja predominaron Arachnida (Hydrachnidiae), Clitellata (Oligochaeta) y Nematoda. Conclusiones: La distribución y abundancia de la fauna hiporreica fueron principalmente influenciadas por cambios en la granulometría del sustrato hiporreico y sus contenidos de materia orgánica.

Introduction: The fauna from the subsurface sediments where groundwaters and surface waters are exchanged, called "hyporheic fauna", fulfills important ecological functions in rivers, but has not been sufficiently studied in Colombia. Objective: To identify relationships between hyporheic invertebrates and physicochemical variables in the Dagua River, Colombia. Methods: In three field trips (between October 2017 and December 2018) to five sites along the river basin, we drilled with the Karaman-Chappuis method (sediment, water, and invertebrates), and recorded granulometry and organic matter in sediments; and nutrients, ions, and metals in water. Results: The headwater stations had substrates with coarser sediments (gravel and stone), higher oxygen levels, and lower water temperature. Both richness and species diversity were higher at the headwater stations, dominated by Copepoda and Insecta, while the lower basin was dominated by Arachnida (Hydrachnidiae), Clitellata (Oligochaeta), and Nematoda. Conclusions: The distribution and abundance of the hyporheic fauna were principally influenced by changes in the granulometry of the hyporheic substrate and its content of organic matter.

EFECTO DEL pH EN LAS TASAS DE BIOACUMULACIÓN DE METALES PESADOS EN LA MACROALGA Bostrychia calliptera (Rhodomelaceae, Ceramiales) / Effect of pH on the bioacumulation rates of heavy metals in macroalgae Bostrychia calliptera (Rhodomelaceae, Ceramiales)

RESUMEN Uno de los factores que más influye en las características químicas de un metal en solución es el nivel de acidez. El pH, por lo tanto, afecta la reactividad del ion y por ende su interacción con los puntos de unión de la pared celular de la planta. Este estudio evaluó el efecto del pH en la capacidad de bioacumulación de metales pesados en el alga roja Bostrychia calliptera (Rhodophyta, Rhodomelaceae). Se sometieron talos del alga a diferentes concentraciones de mercurio (Hg) y Plomo (Pb), desde 0,1 hasta 10 mg/L para Hg y desde 0,1 hasta 15 mg/L para Pb, durante periodos exposición de 0, 12, 24 y 96 horas, bajo diferentes niveles de pH. Las concentraciones de metal acumulado se determinaron por espectrofotometría de absorción atómica. Las mayores tasas de acumulación se encontraron en el alga expuesta a pH 8 (tanto para Hg como para Pb), el cual es un nivel de pH muy cercano al medido en el área de muestreo. La concentración de metal en el alga se incrementó de manera lineal hasta las 48 h de exposición, tiempo en el que se evidenció una mayor eficiencia de acumulación durante el primer intervalo del periodo del bioensayo. El presente estudio permitió identificar el uso potencial del alga B. calliptera como especie bioindicadora de metales pesados en ambientes estuarinos.

ABSTRACT One of the factors with a bigger influence on the chemical characteristics of metal in solution is the level of acidity. Solution pH affects the cell wall metal-binding sites and the metal ion chemistry in water. This study evaluated the effect of pH on the bioaccumulation capacity in the red algae B. calliptera (Rhodophyta, Rhodomelaceae) exposed to different pH ranges. Algae thalli were subjected to different concentrations ofmercury (Hg) and Lead (Pb), at concentrations from 0.1 to 10 mg/L for Hg and from 0.1 to 15 mg/L for Pb, respectively, during the following exposure times: 0, 12, 24 and 96 hours for each ion. Metal concentrations were determined by atomic absorption spectrophotometry according to standard APHA methods. The highest accumulation rates were found when the algae were exposed to pH 8 (for both Hg and Pb), which is a level very close to that measured in the study area. The metal concentration in the algae increased linearly until 48 hrs, a time where a greater accumulation efficiency was evident. The present study allowed to identify the potential use of the alga B. calliptera as a bioindicator species for heavy metals in estuarine environments.

Evaluación de la calidad del agua de un río tropical usando índices bióticos, fisicoquímicos y de diversidad / Water quality assessment of a tropical stream using biotic, physicochemical and diversity indices

Introducción: Los ríos andinos en Colombia están fuertemente influenciados por diferentes actividades antrópicas. Los macroinvertebrados han sido utilizados para evaluar la calidad del agua en estos ecosistemas. Objetivo: Este estudio analizó el comportamiento de diferentes índices basados en macroinvertebrados para evaluar la calidad del agua del tramo medio-bajo del río Jordán en Jamundí (Colombia). Materiales y métodos: Se ubicaron tres estaciones de muestreo: E1 (1173 m.s.n.m.), E2 (1069 m.s.n.m.) y E3 (1019 m.s.n.m.). Se colectaron individuos en grava, bolos y macrófitas (n=15) y se midieron las concentraciones de variables fisicoquímicas y microbiológicas (n=15). Se evaluaron los índices de calidad de agua ICA-NSF y bióticos (BMWP/Univalle, ASPT y EPT) y los índices de Shannon-Weaver, Margalef y Simpson. Se realizó una correlación de Spearman entre las matrices de similitud biótica y ambiental. Resultados: El ICA-NSF presentó variaciones espacio temporales no significativas entre las estaciones de muestreo, con calidades de agua entre "regular" y "excelente". Los índices de diversidad mostraron que la equidad y riqueza son mayores en la estación E1. El BMWP/Univalle evidenció la influencia de las diferentes actividades sobre la subcuenca del río Jordán, clasificando la estación E1 como "Buena", E2 "Aceptable" y E3 "Dudosa". Las variables que mejor explicaron el patrón de diversidad fueron las asociadas a la contaminación orgánica (DBO5 y Coliformes totales). Conclusiones: Integralmente, los índices muestran que la mejor calidad del agua se presenta en la estación E1 donde la influencia de las actividades antrópicas es menor.

Introduction: Andean rivers in Colombia are heavily influenced along the drainage basin by various human activities. Aquatic macroinvertebrates have been used in different water environments to assess water quality in rivers. Objective: This study analyzed the behavior of different biotic indices to assess water quality of the lower middle section of the Jordan River in the department of Valle del Cauca, Colombia. Materials and methods: Sampling sites were situated at different altitudes as well with different anthropogenic influences. Physicochemical and microbiological parameters (n = 15) were measured, simultaneously with biological variables. Individuals were collected in gravel, pebbles and macrophytes (n = 15) using Surber nets (0.36 m2, 500 µm) a screen net (1.6 m2, 350 µm) and a D-net (0.9 m2, 500 µm). The water quality index (NSF ICA), biotic indices BMWP/Univalle, ASPT, EPT, and the Shannon-Weaver Equity index, Margalef Diversity index and Simpson's dominance index were evaluated to determine the macroinvertebrate assemblage through sampling sites. Spearman correlation between matrices of biotic and environmental similarity, using PRIMER® software was used to determine relationship between physicochemical variables and biodiversity. Results: The water quality index ICA-NSF showed spatio-temporal variations with water qualities between "regular" and "excellent". Diversity indices showed that equity and wealth are greater at site E1, where the influence of pollution is low. Biotic indices behaved variably, BMWP/Univalle index reflected more adequately the influence of human activities of the Jordan River sub-basin. Conclusions: The variables that best explained the pattern of diversity were those associated with organic pollution (BOD5 and total coliforms).

"Ensamblaje" de macroinvertebrados acuáticos y su relación con variables fisicoquímicas en un río de montaña en Colombia

Debido a la influencia de diferentes actividades humanas, los ríos y su biodiversidad están bajo tensión. El objetivo de este estudio fue evaluar la diversidad de los macroinvertebrados acuáticos del río Jordán (Valle del Cauca) y su relación con variables fisicoquímicas. En el tramo evaluado (5 650 m) se realizan actividades de minería, captación de agua, ganadería, agricultura, recreación y ocupación ilegal del territorio. Se ubicó una estación de muestreo a 1 173 m.s.n.m. (E1), con vertimientos de agua residual doméstica. La segunda a 1 069 m (E2) se ubicó antes de la bocatoma del acueducto, y la tercera a 1 019 m (E3) después de la bocatoma. Se midieron las concentraciones de variables fisicoquímicas (n = 15). Los organismos fueron recolectados usando redes surber (0.36 m2, 500 µm), de pantalla (1.6 m2, 350 µm) y D-net (0.9 m2, 500 µm), evaluando la estructura del ensamblaje mediante categorías de abundancia. El ensamblaje de macroinvertebrados acuáticos se relacionó con las variables fisicoquímicas mediante un análisis de correspondencia canónica (ACC). Las variables fisicoquímicas mostraron que E3 fue la estación más contaminada. Se registraron 9 órdenes, 23 familias y 31 taxa. E3 presentó la menor riqueza y en E2 Rhagovelia fue dominante. El ACC mostró que las variables que mayor influencia tienen sobre el ensamblaje de macroinvertebrados son el oxígeno, la DBO5, los sólidos disueltos totales y la turbidez. Se concluye que la diversidad de macroinvertebrados acuáticos disminuye con el aumento de la materia orgánica posiblemente debido a los vertimientos residuales y disminución del caudal.

Because of the influence of different human activities, rivers and their associated biodiversity are under stress. The aim of this study was to evaluate the diversity of aquatic macroinvertebrates of the Jordán River and its relation to water quality. Mining, water harvesting, livestock, agriculture, recreation and illegal occupation of the territory; take place in the evaluated section (5 650 m). A sampling site was established at 1 173 m.a.s.l. (E1), here the river receives wastewater. The second, at 1 069 m.a.s.l. (E2) was set up before the intake of an aqueduct. And the third, at 1 019 m.a.s.l. (E3) after the inlet pipe. Concentrations of physicochemical variables (n = 15) were measured. Aquatic macroinvertebrates were collected in gravel, pebbles and macrophytes using Surber nets (0.36 m2, 500 µm), a screen net (1.6 m2, 350 µm) and a D-net (0.9 m2, 500 µm). The assemblage structure was assessed using abundance categories. The diversity of aquatic macroinvertebrate and physicochemical variables were associated using canonical correspondence analysis (CCA). The physicochemical variables showed that E3 was the most contaminated site. There were 9 orders, 23 families and 31 taxa. E3 had the lowest richness and in E2 Rhagovelia was dominant. The CCA showed that variables that have the greatest influence on the diversity of macroinvertebrates are oxygen, BOD5, Total Dissolved Solids (TDS) and turbidity. It is concluded that the diversity of macroinvertebrates decreases with increasing organic matter possibly due to sewage and flow decrease.

Reducing Cr6+ in electroplating wastewater with Bacillus cereus strain B1 / Reducción de Cr6+ en aguas residuales de galvanoplastia con una cepa de Bacillus cereus B1 / Redução do Cr6+ em águas residuais de galvanoplastia com cepa de Bacillus cereus B1

Abstract In this study Bacillus cereus was used to evaluate the Cr6+ reducing capacity in electroplating effluents. The Cr6+ bioreduction assays were carried out using real wastewater (RWW) from an electroplating plant and artificial wastewater (AWW), with and without added glucose. The AWW was prepared using Ni, Zn, Cu, Pb, and Cr salts, simulating RWW concentrations. The Cr6+ concentration and bacterial growth were monitored three times a day for the duration of five days. Also, were evaluated the effects of wastewater on B. cereus B1 morphology using scanning electron microscopy. Cr6+ reduction percentage of 100 % was reached for AWW containing glucose, of 71 % for AWW without glucose, of 75.6 % for RWW with glucose, and of 31.7 % for RWW without glucose. Despite the low reduction percentage obtained for RWW without glucose, concentrations of ± 0.14 mg/L of Cr6+ were reached, which were within allowed limits (0.5 mg/L of Cr6+ ). Electron Microscopy showed alterations in the bacterial cell wall and a decrease in size, mainly in the bacteria exposed to RWW. The results allow us to propose B. cereus B1 as a promising microorganism for use in the bioremediation of effluents containing Cr6+.

Resumen En este estudio se utilizó Bacillus cereus para evaluar la capacidad de reducción de Cr6+ en efluentes de galvanoplastia. Los ensayos de biorreducción de Cr6+ se llevaron a cabo usando agua residual real (RWW) proveniente de una planta de galvanoplastia, y agua residual artificial (AWW), con y sin adición de glucosa. El AWW se preparó usando sales de Ni, Zn, Cu, Pb y Cr, simulando concentraciones de RWW. La concentración de Cr6+ y el crecimiento bacteriano se monitorearon 3 veces al día durante 5 días. También se evaluaron los efectos del agua residual en la morfología de B. cereus B1, usando microscopía electrónica de barrido. Se alcanzó una reducción del 100 % en AWW con glucosa, de 71 % en AWW sin glucosa, de 75.6 % en RWW con glucosa y de 31.7 % en RWW sin glucosa. A pesar del bajo porcentaje de reducción obtenido en RWW con glucosa, se alcanzaron concentraciones de ± 0.14 mg/L of Cr6+, que están dentro de los límites permitidos (0.5 mg/L de Cr6+). La microscopía electrónica mostró alteraciones en la pared de la célula bacteriana y una disminución en tamaño, principalmente en las bacterias expuestas a RWW. Los resultados nos permiten proponer a B. cereus B1 como un microorganismo promisorio para uso en biorremediación de efluentes que contengan Cr6+.

Resumo Neste estudo se utilizou Bacillus cereus para avaliar a capacidade de redução do Cr6+ em efluentes de galvanoplastia. Os ensaios de biorredução de Cr6+ se realizaram usando água residual real (RWW) proveniente de uma planta de galvanoplastia, e água residual artificial (AWW), com e sem adição de glicose. A AWW se preparou usando sais de Ni, Zn, Cu, Pb y Cr, simulando concentrações de RWW. As concentrações de Cr6+ e o crescimento bacteriano se monitoram 3 vezes ao dia durante 5 dias. Também se avaliaram os efeitos da água residual na morfologia de B. cereus B1, usando microscopia eletrônica de varredura. Obteve- se uma redução de 100 % em AWW com glicose, de 71 % em AWW sem glicose, de 75.6 % em RWW com glicose e de 31.7 % em RWW sem glicose. A pesar do baixo percentual de redução obtido em RWW sem glicose, alcançaram-se concentrações de ± 0.14 mg/L de Cr6+, que estão dentro dos limites permitidos (0.5 mg/L de Cr6+). A microscopia eletrônica de varredura mostrou alterações na parede da célula bacteriana e uma diminuição no tamanho, principalmente nas bactérias expostas a RWW. Os resultados nos permitiram propor a B. cereus B1 como um microrganismo promissório para o uso em biorremediação de efluentes que contenham Cr6+.

Algas marinas bentónicas de la Isla Gorgona, costa pacífica colombiana / Benthic marine algae of Gorgona island, Colombian Pacific coast

The knowledge of the biodiversity of Gorgona, a continental island in Colombia, is very limited in the case of algae. We present an updated list of the benthic marine algae of Gorgona Island, associated with different marine environments and type of substrates, such as coral reefs, rocks, and soft bottoms. Field samplings were taken between October 2010 and June 2011. We estimated algal cover, species composition and algal diversity for each reef environment using 0.25 m² quadrats. Ecological and environmental aspects are also included. A total of 43 species of algae for the three types of habitats are documented: 24 Rhodophyta, 12 Clorophyta, six Ochrophyta and one species of Cyanobacteria, and 55% of the algal composition corresponded to red algae. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 1): 27-41. Epub 2014 February 01.

Se presenta el listado de las algas marinas bénticas del Parque Nacional Natural Isla Gorgona, el inventario corresponde a la flora algal asociada a los diferentes ambientes marinos de la isla, a saber: arrecifes coralinos y fondos blandos. El monitoreo de las comunidades de algas se llevó a cabo entre octubre de 2010 y mayo de 2011, se realizó una estimación de abundancia y cobertura para lo cual se establecieron transeptos paralelos a la línea de costa y se evaluó el porcentaje de cobertura en cuadrantes de 0.25m². Se reportó un total de 43 especies para los dos ambientes estudiados (coralino y fondos blandos), 24 Rhodophyta, 12 Clorophyta, 6 Ochrophyta y una Cyanobacteria. El grupo más representativo fue el perteneciente a la clase Rhodophyceae, que correspondió al 55.8% de la flora inventariada. Los resultados de nuevos registros en la isla ratifican su importancia fitogeográfica, por cuanto la composición florística insular contribuye significativamente a la biodiversidad de la costa pacífica colombiana, destacándose la presencia de arrecifes coralinos como los principales ambientes marinos para el desarrollo de la flora algal de la región.

Efecto de la asociación alga-bacteria Bostrychia calliptera (Rhodomelaceae) en el porcentaje de remoción de cromo en laboratorio / The effect of chromium removal by Algae-bacteria Bostrychia calliptera (Rhodomelaceae) consortia under laboratory conditions

Water pollution is one of the most important environmental problems worldwide. Recently, biotechnology studies have oriented efforts to study algae-bacterium consortia with the aim to understand the mechanisms to find a possible solution in environmental sciences. This study determined the percentage of chromium removal by the alga-bacterium association exposed to a set of different chromium concentrations under controlled in vitro conditions. Wild plants of Bostrychia calliptera associated with bacterial populations were collected from Dagua River, Pacific coast of Colombia, and were monitored in the laboratory. The trial was conducted with synthetic seawater in bioreactors at two chromium levels: 5 and 10mg/L, and four different experimental treatments: i) algae-bacteria (AB), ii) algae with antibiotic (AA), iii) algal surface sediment, Natural Bacterial Consortium (CBN), and iv) the control without algae or bacteria. The experimental design followed a model of two factors (chromium concentration x combination types) with repeated measures using one factor. The microbial population behavior and the chromium concentration percentage were monitored by using atomic absorption spectroscopy (AAS). According to the data, Algae-bacteria (AB) treatment was the most efficient combination at 10mg/L (87%), whereas the bacterial consortia (CBN) was the most efficient at 5mg/L (62.85%). The results showed significant differences of chromium uptake between algae-bacteria (AB) and natural bacterial consortia (CBN), meaning the importance of those treatments in the chromium removal from coastal waters.

Para determinar el porcentaje de remoción de cromo en la asociación alga-bacteria, se tomaron ejemplares del alga Bostrychia calliptera de pneumatóforos de Avicennia germinans y Rizophora mangle, en la desembocadura del Río Dagua, Pacífico colombiano. El ensayo se realizó in vitro en agua marina sintética a dos concentraciones de cromo 5 y 10mg/L, empleando biorreactores con cuatro tratamientos; i) material Alga-Bacteria (AB), ii) material algal con antibiótico Alga-antibiótico (AA), iii) consorcio bacteriano natural (CBN) y iv) control sin presencia de B. calliptera ni bacteria. Se monitoreó el comportamiento de poblaciones bacterianas y el porcentaje de disminución de cromo mediante AAS (Espectroscopía de absorción atómica). Se obtuvo diferencias significativas entre los tratamientos Alga-bacteria (AB) y el consorcio bacteriano natural (CBN), siendo Alga-bacteria más eficiente a 10mg/L (87%). El consorcio bacteriano natural CBN obtuvo mayor porcentaje de remoción a bajas concentraciones de cromo a 5ppm (62.85%). Los resultados mostraron una interacción positiva entre las bacterias asociadas (CBN) a la superficie del alga roja B. calliptera en su proceso acumulativo de cromo.