ABSTRACT
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.
Subject(s)
Anthropic Erosion , Biodiversity , Water Pollution , Colombia , RiversABSTRACT
RESUMEN Los macroinvertebrados acuáticos son bien conocidos como bioindicadores de la calidad del agua. En Colombia, los estudios sobre este tema se han hecho principalmente a nivel taxonómico de familia. En este trabajo se analizan las respuestas en abundancia, riqueza y diversidad de los dípteros identificados a nivel de género en ríos altoandinos (río Bogotá y río Fucha), en épocas de aguas bajas y aguas altas. Los especímenes se recolectaron con tres métodos: red Surber, red de mano y lavado de rocas. La temperatura promedio fue de 12,9 °C y la saturación de oxígeno estuvo cerca del 100 % o más, con excepción del tramo bajo del río Bogotá antes de Villapinzón. Se colectaron 13 690 dípteros pertenecientes a diez familias y 40 géneros. La riqueza taxonómica fue alta, con una mayor variación en los tramos bajos de las dos corrientes. Las subfamilias de Chironomidae fueron las más abundantes. El análisis de correspondencia canónica (ACC) mostró que los Orthocladiinae se asociaron con la conductividad; el género Gigantodax (Simuliidae) no mostró una relación clara con ninguna variable; por el contrario, el género Simulium se vinculó con el caudal. En términos generales, la asociación entre taxones y variables ambientales fue más clara para los géneros que para las familias, pero no fue suficientemente robusta. Se sugiere que para encontrar un mayor grado de asociación biota-ambiente, es necesario realizar los análisis a nivel de especie, considerando las variaciones locales y temporales.
ABSTRACT Aquatic macroinvertebrates are recognized as bioindicators of water quality. In Colombia, the studies have mainly been addressed by the family taxonomic level. This work analyzes the responses in abundance, richness, and diversity of the Diptera at the genus level in high Andean rivers (Bogotá River and Fucha River), in periods of low and high waters. The specimens were collected with three methods: Surber net, hand net, and rock washing. The average temperature was 12.9 °C and oxygen saturation was close to 100 % or more, except for the lower section of the Bogotá River, before the Villapinzón town. 13 690 Diptera were collected from ten families and 40 genera. Taxonomic richness was high with the greatest variation in the lower sections of the two streams. The Chironomidae subfamilies were the most abundant. Canonical correspondence analysis (CCA) showed that Orthocladiinae were associated with water conductivity; the Gigantodax genus (Simuliidae) did not show a clear relationship with any variable; conversely, the genus Simulium was linked to the caudal. In general terms, the association between taxa and environmental variables was clearer for genera than for families, but it was not robust enough. It is suggested that to find a higher degree of biota-environment association, it is necessary to carry out analyzes at the species level, considering local and temporal variations.
ABSTRACT
Introducción: El conocimiento de las comunidades perifíticas es importante, dada su participación en la producción primaria de los ambientes fluviales; además, el perifiton es una valiosa comunidad bioindicadora. No obstante, hasta la fecha es poco lo que se conoce sobre la ecología funcional de esta comunidad en los ríos colombianos. Objetivo: En este trabajo se buscó caracterizar algunos aspectos funcionales de la comunidad de ficoperifiton de cuatro sistemas lóticos de la Reserva Natural La Planada, ubicada en el departamento de Nariño, Colombia. Métodos: Durante mayo de 2019, en cada río se establecieron entre uno y tres sitios de muestreo, en los cuales se midieron las características hidrológicas y fisicoquímicas y se determinó la composición taxonómica y algunos rasgos funcionales de las comunidades de algas perifíticas. Se calcularon la media ponderada comunitaria (MPC) y la varianza ponderada comunitaria (VPC) de estos rasgos y se exploró su relación con las variables abióticas mediante regresiones, correlaciones y análisis de correspondencia canónica (ACC). Resultados: Se registraron 59 géneros de algas, de los cuales a 47 se les midieron los rasgos funcionales. La MPC del rasgo exoesqueleto silíceo fue estadísticamente mayor en la quebrada El Tejón. La MPC y la VPC de los demás rasgos no varió entre ríos, pero en algunos de ellos la presencia de mucílago y la organización en filamentos tendió a ser mayor. La amplia fluctuación de la VPC de todos los rasgos funcionales parece señalar que estas comunidades ficoperifíticas no tienen limitaciones de recursos, la competencia es reducida y las especies tienden a ser funcionalmente diferentes. Las variables ambientales con mayor influencia fueron el caudal, la mineralización del agua, el pH y la transparencia. La presencia de mucílago se asoció con la dureza del agua y el predominio de algas filamentosas con la transparencia; el pH influyó positivamente la relación superficie/volumen (S/V). Conclusiones: Este estudio constituye una línea base que permitirá evaluar cambios en las comunidades de algas bentónicas ante posibles intervenciones y brindar pautas para eventuales acciones de restauración de los sistemas fluviales de esta región de importancia mundial por su elevada biodiversidad.
Introduction: Knowledge on the periphytic community is essential because of its central role in river primary production. Also, periphyton is a valuable bioindicator of the community. However, to the date, little is known about the functional ecology of these communities in Colombian rivers. Objective: This work sought to characterize functional aspects of the phycoperiphytic community of four lotic systems of the La Planada Natural Reserve, located in the Department of Nariño, Colombia. Methods: In May 2019, between one and three sampling sites were established in each river. Hydrological and physicochemical variables were measured. Periphyton was sample to determine the taxonomic composition of the benthic algae as well as some functional traits. From these traits, the community weighted mean (CWM) and community weighted variance (CWV) were calculated, and their relation with abiotic variables was explored using regressions, correlations, and a canonical correspondence analysis (CCA). Results: 59 genera of algae were recorded, from which 47 had its functional traits measured. The CWM of the siliceous exoskeleton trait was statistically higher in El Tejón creek. The other traits had similar CWM and CWV values in all rivers. However, the traits of the presence of mucilage and organization in filaments showed predominance in some streams. The fluctuating data of CWV in all rivers seem to indicate that these phycoperiphytic communities have no resource limitations, competition is low, and species tend to be functionally different. The environmental variables with the greatest influence were flow, water mineralization, pH, and water transparency. The hardness of the water and the presence of mucilage were associated, while the predominance of filamentous algae was related to transparency; pH positively influenced the surface/volume ratio (S/V). Conclusions: This study represents a baseline that will allow evaluating changes in the benthic algae communities in the face of possible interventions and providing guidelines for eventual actions to restore the river systems of this important region due to its high biodiversity.
Subject(s)
Animals , Abiotic Factors , Microalgae/growth & development , ColombiaABSTRACT
RESUMEN La inmovilización de las algas tiene múltiples aplicaciones, tales como la biorremediación del agua y la producción de metabolitos. Una de las variables que se puede determinar en las algas inmovilizadas es la fluorescencia de la clorofila a, debido a que este parámetro está relacionado con la respuesta fisiológica de estos organismos. Por ello, el objetivo de este estudio fue explorar un método para la medición de la fluorescencia de la clorofila a en algas encapsuladas en esferas de alginato de calcio. Con este fin, se cultivaron dos especies de microalgas (Scenedesmus ovalternus LAUN 001 y Parachlorella kessleri LAUN 002) en monocultivos, tanto en condiciones de cultivo libres (10 mL de la preparación algal en 250 mL de Medio Básico de Bold), como encapsuladas (250 esferas de alginato de calcio en 250 mL de Medio Básico de Bold). Se realizaron diferentes protocolos de medición de la fluorescencia de la clorofila a del fotosistema II (PSII) variando a) el tiempo de preadaptación a la oscuridad (10, 15 y 30 min), b) la intensidad de luz generada por fluorómetro no modulado (entre 1000 y 3500 -jmoles m-2 s-1), y c) el tiempo de exposición a la luz actínica (1, 2 y 5 s). Se lograron establecer como condiciones óptimas para la medición de la eficiencia cuántica potencial del fotosistema II (Fv/Fm) en las algas encapsuladas las siguientes: a) 30 min de preadaptación a la oscuridad; b) 3000 -jmoles m-2 s-1, de intensidad lumínica generada desde el fluorómetro; y c) 1 o 2 s de exposición a la luz actínica. Se encontraron los siguientes valores en la Fv/Fm en condiciones no estresantes: 0,760 a 0,764 para S. ovalternus y 0,732 a 0,748 para P. kessleri. Esta metodología permite observar algunos cambios en la actividad fotoquímica relacionados con variaciones de los factores bajo los cuales se encuentran las algas inmovilizadas.
ABSTRACT Immobilization of algae has many applications, such as water bioremediation and production of metabolites. One of the variables that can be determined in the immobilized algae is chlorophyll a fluorescence, because this parameter is related to the physiological response ofthese organisms. Therefore, the objective ofthis study was to explore a method for measuring the chlorophyll a fluorescence in calcium alginate-encapsulated algae. To do this, two species of microalgae (Scenedesmus ovalternus LAUN 001 and Parachlorella kessleri LAUN 002) were grown in monocultures in both free culture conditions (10 mL of algae preparation in 250 mL of Basal Bold Medium) and encapsulated (250 spheres in 250 mL of Basal Bold Medium). Different measurement protocols of chlorophyll a fluorescence of photosystem II (PSII) were performed by varying a) the preadaptation time to darkness (10, 15 and 30 min), b) the light intensity of the non-modulated fluorometer (between 1000 and 3500 Llmoles m-2s-1), and c) the time of exposure to actinic light (1, 2 and 5 s). The optimal conditions for the measurement of the maximum quantum yield ofPSII (Fv/Fm) in encapsulated algae were established as follow: a) 30 min of preadaptation time; b) 3000 Llmoles m-2s-1 of the fluorometer light intensity; and c) 1 to 2 s of exposure to actinic light. The following values in the photochemical activity of algae in non-stressful conditions were found: 0.760 - 0.764 for S. ovalternus, and 0.732 - 0.748 for P. kessleri. This methodology allows to observe some changes in the photochemical activity related with variations in the factors under which are the immobilized algae.
ABSTRACT
En este trabajo se describe la técnica de inmovilización de microalgas en esferas de alginato de calcio. Se emplearon las especies Scenedesmus ovalternus y Chlorella vulgaris, se determinó la estabilidad de las esferas, la cinética de crecimiento y la concentración de las microalgas en el interior de las esferas. Chlorella vulgaris alcanzó mayores densidades poblacionales y tasas de crecimiento más altas cuando se inmovilizó en concentraciones del 10 % v/v con el alginato (1,31*10(6) cél/ml). Para Scenedesmus ovalternus se observó una mayor densidad poblacional y una mayor tasa de crecimiento cuando se inmovilizó en concentraciones del 20 % v/v (7,06*10(5) cél/ml). Estos resultados son útiles para aplicaciones prácticas de las algas encapsuladas, tales como el biomonitoreo o la biorremediación.
This paper describes the immobilization technique of microalgae in calcium alginate beads. Scenedesmus ovalternus and Chlorella vulgaris species were used. The stability of beads, the kinetics of growth and the concentrations of microalgae inside the beads were determined. The higher density and the upper growth rate of Chlorella vulgaris occurred when it was immobilized in alginate at a concentration of 10 %v/v (1,31*10(6) cél/ml). Scenedesmus ovalternus achieved a higher population density and an elevated growth rate when it was immobilized at a concentration of 20 % v/v (7,06*10(5) cél/ml). These results are useful for subsequent applications of the encapsulated algae, such as biomonitoring and bioremediation.
ABSTRACT
Se presenta una propuesta metodológica para estimar los caudales ambientales en grandes proyectos licenciados por la Agencia Nacional de Licencias Ambientales (ANLA) de Colombia, resultado de un convenio interadministrativo suscrito entre el ahora Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS) de Colombia y la Universidad Nacional de Colombia, Bogotá(UNC). El método propuesto parte de garantizar criterios hidrológicos, continúa con una validación hidráulica y de calidad del agua, sigue con la determinación de la integridad del hábitat, en un proceso iterativo que requiere evaluación para las condiciones antes y después de la construcción del proyecto y que permite establecer un caudal que, además de conservar las funciones ecológicas del río, garantiza los usos del recurso aguas abajo. Específicamente dentro del componente biótico, la propuesta incluye la determinación y monitoreo de índices de integridad biótica para cuatro comunidades acuáticas (perifiton, macroinvertebrados, vegetación ribereña y peces), a fin de hacer un seguimiento a los efectos que puede producir la reducción del caudal a mediano y largo plazo. Se presentan los resultados de la aplicación de la metodología en varios proyectos licenciados por el MADS.
A methodological proposal for estimating environmental flows in large projects approved by Agencia Nacional de Licencias Ambientales (ANLA) in Colombian rivers was developed. The project is the result of an agreement between the MADS and the Universidad Nacional de Colombia, Bogotá(UNC). The proposed method begins with an evaluation of hydrological criteria, continues with a hydraulic and water quality validation, and follows with the determination of habitat integrity. This is an iterative process that compares conditions before and after the project construction and allows to obtain the magnitude of a monthly flow that, besides preserving the ecological functions of the river, guarantees the water uses downstream. Regarding to the biotic component, the proposal includes the establishment and monitoring of biotic integrity indices for four aquatic communities (periphyton, macroinvertebrates, riparian vegetation, and fish). The effects that flow reduction may produce in the medium and long term can be assessed by these indices. We present the results of applying the methodology to several projects licensed by the MADS.
ABSTRACT
En el humedal Jaboque (Bogotá, Colombia) se analizaron las condiciones físicas y químicas del agua y se estudió la comunidad de macroinvertebrados acuáticos por grupos dietarios entre abril de 2009 y enero de 2010. Las aguas del humedal presentaron un carácter ligeramente ácido con valores altos de nitratos, nitrógeno amoniacal y fósforo, por lo que este ecosistema se clasifica como eutrófico a hipereutrófico. La comunidad de macroinvertebrados acuáticos registró seis grupos alimenticios, los cuales estuvieron formados por 27 familias, 26 géneros confirmados y nueve géneros aún por confirmar, con un total de 6403 individuos recolectados en 28 muestras de macrófitas. La mayor abundancia correspondió a detritívoros (43,5 %), colectores-raspadores (31,5 %) y colectores-fragmentadores (14,1 %), los cuales fueron más abundantes en los meses de menor precipitación. Los contenidos estomacales de algunos de los organismos evidenciaron que la mayoría de estos individuos consumieron más de un tipo de alimento, además de altas cantidades de materia orgánica. El análisis de correspondencia linealizado (ACL) mostró una organización espacial (estaciones) y temporal (épocas climáticas) en la que los gremios tróficos se agrupan de acuerdo a sus requerimientos de nicho, fluctuaciones ambientales o factores de intervención humana. Las variaciones en los grupos dietarios reflejaron cambios en la comunidad de macroinvertebrados desde una perspectiva funcional e indicaron que el humedal es un sistema muy alterado por las actividades urbanas.
In the wetland Jaboque (Bogotá, Colombia) the physical and chemical properties of the water and the food dietary guilds of the aquatic macroinvertebrate community were analyzed from April 2009 to January 2010. The wetland waters had a slightly acid character with high values of nitrate, ammonia and orthophosphate, so this ecosystem is classified as eutrophic to hypereutrophic. In the aquatic macroinvertebrate community six food groups were recorded; they were conformed by 27 families, 26 confirmed genera and nine to be confirmed, with a total of 6,403 individuals collected in 28 samples of macrophytes. The highest abundances corresponded to detritivores (43.5 %), collector-scrapers (31.5 %), and collector-shredders (14.1 %), which were more abundant in the months of low rainfall. Stomach contents of some of the organisms showed that most of these individuals consumed more than one food type and high amounts of organic matter. Detrended correspondence analysis (DCA) showed a spatial (stations) and temporal (climatic seasons) organization, in which trophic guilds are grouped according to their niche requirements, environmental fluctuations or anthropogenic factors. Variations in dietary groups reflected changes in the macroinvertebrate community from a functional perspective and indicated that the wetland is very disturbed by urban activities.
ABSTRACT
Dentro de los aspectos funcionales de un sistema acuático uno de los más determinantes es la producción fitoplanctónica. En este trabajo se midió la producción primaria del fitoplancton (método del 14C) en un lago de aguas claras de la Amazonía colombiana, en diferentes momentos del ciclo hidrológico. La producción primaria osciló entre 0,6 y 2,3 g C m-2 d-1, valor este último medido durante la fase de aguas bajas. Estos resultados indican que la comunidad fitoplanctónica del lago Boa fluctúa desde condiciones de muy baja capacidad de asimilación de carbono inorgánico (aguas altas), hasta momentos en que este potencial se incrementa hasta cuatro veces (aguas bajas). Tales cambios drásticos obedecen a las fluctuaciones en la abundancia de microalgas, las que a su vez se presentan como respuesta a la variación trófica que tiene el lago durante el ciclo hidrológico. De esta manera, se pasa de condiciones oligotróficas en la época de inundación a un estado eutrófico cuando el sistema se desconecta del río en aguas bajas.
Phytoplankton production is one of the most significant aspects in aquatic ecosystems. In this paper primary production of the phytoplankton community was measured (14C method) in a clear water lake in the Colombian Amazon region in different periods of the hydrological cycle. Primary production varied between 0.6 and 2.3 g C m-2 d-1, the last recorded at low water phase. Results show that the phytoplankton community of Lake Boa fluctuates from very low capacity of carbon assimilation during high water but increased four times during low water. The strong change in productivity follows the variation in algal abundance, which in turn reflects changes in water quality conditions during the hydrologic cycle. Thus, the lake passes from oligotrophic conditions during the flooding period to eutrophic conditions when the lake is disconnected from the river at low water phase.