ABSTRACT
The objective is to determine which biopolymer has the best 3D printing characteristics and mechanical properties for the manufacture of a bioscaffold, using the fused deposition printing technique, with models generated from an STL file obtained from a Micro-CT scan taken from a bovine iliac crest bone structure. Through an experimental exploratory study, three study groups of the analyzed biopolymers were carried out with thirteen printed structures of each one. The first is made of 100% PLA. The second, 90B, we added 1g of diatom extract, and the third, 88C, differs from the previous one in that it also contains 1g of calcium phosphate. The 39 printed structures underwent a visual inspection test, which required the fabrication of a gold standard scaffold in resin, with greater detail and similarity to the scanned bone structure. Finally, the structures were subjected to a compressive force (N) to obtain the modulus of elasticity (MPa) and compressive strength (MPa) of each one of them. A statistically significant difference (p=0.001) was obtained in the printing properties of the biomaterial 88C, compared to 90B and pure PLA and the 88C presented the best 3D printing characteristics. In addition, it also presented the best mechanical properties compared to the other groups of materials. Although the difference between these was not statistically significant (p=0.388), in the structures of the 88C biomaterial, values of compressive strength (8,84692 MPa) and modulus of elasticity (43,23615 MPa) were similar to those of cancellous bone in the jaws could be observed. Because of this result, the 88C biomaterial has the potential to be used in the manufacture of bioscaffolds in tissue engineering.
El objetivo es determinar cuál biopolímero presenta las mejores características de impresión 3D y propiedades mecánicas para la fabricación de un bioandamiaje, utilizando la técnica de impresión por deposición fundida, con modelos generados a partir de un archivo en formato STL que se obtuvo de un Micro-CT Scan de una estructura osea de cresta iliaca bovina. Mediante un estudio exploratorio, se realizaron 3 grupos de estudio con trece estructuras impresas de cada uno. El primero, se compone 100% de PLA. El segundo, 90B, se le agrega 1g de extracto de diatomea, y el tercero, 88C, se diferencia del anterior ya que contiene además, 1g de fosfato de calcio. A las 39 estructuras impresas se les realizó una prueba de inspección visual, por lo que se requirió la confección de un patrón de oro en resina, con mayor detalle y similitud a la estructura ósea escaneada. Finalmente, las estructuras fueron sometidas a una fuerza compresiva (N) para la obtención del módulo de elasticidad (MPa) y de la resistencia compresiva (MPa) de cada una de ellas. Se obtuvo una diferencia estadísticamente significativa (p=0,001) en las propiedades de impresión del biomaterial 88C, con respecto al 90B y al PLA puro, presentando las mejores características de impresión 3D. Además, obtuvo las mejores propiedades mecánicas en comparación con los otros grupos de materiales. Aunque la diferencia entre estos no fue estadísticamente significativa (p=0,388), en las estructuras del biomaterial 88C, se pudieron observar valores de resistencia compresiva (8,84692 MPa) y módulo de elasticidad (43,23615 MPa) que son semejantes a los del hueso esponjoso de los maxilares. A razón de este resultado, el biomaterial 88C cuenta con el potencial para ser utilizado en la fabricación de bioandamiajes en la ingeniería tisular.
ABSTRACT
La tierra de diatomea boliviana es una fuente de silicio potencialmente más económica en comparación a los reactivos de alta pureza comúnmente utilizados para la síntesis de zeolitas. Dada su composición compleja es necesario realizarle un pretratamiento ácido con el fin de reducir las impurezas y regular el contenido de aluminio. En este artículo se realizaron múltiples experimentos durante la etapa de pretratamiento ácido. La temperatura del pretratamiento ácido fue modificada en un rango entre 50 y 155 °C esto con el fin de determinar su efecto en la relación Si/Al final. Los resultados mostraron que la relación Si/Al puede ser modulada en un rango entre 6,2 y 38,1. Posteriormente, se obtuvieron zeolitas a partir de la tierra de diatomea modificada. Las zeolitas obtenidas presentaron una relación Si/Al entre 9,6 y 40,2. Se aplicaron distintas técnicas de caracterización para la determinación de las propiedades. El grado de cristalinidad y el área superficial específica están directamente relacionadas con la relación Si/Al. Los sitios ácidos están conformados por ácidos fuertes de tipo Brönsted y ácidos fuertes y débiles de tipo Lewis. Para la zeolita con menor relación Si/Al se determinó una elevada acidez total (>0,51 molNH3/Kgzeolita), mientras que para la zeolita con mayor relación Si/Al la acidez total se redujo considerablemente (<0,38 molNH3/Kgzeolita).
Bolivian diatomaceous earth is a potentially lower cost silica source than conventional high purity reagents used in zeolite synthesis. Due to its complex composition, it is necessary to pre-treat it with sulfuric acid in order to reduce impurities and regulate the aluminum content. In the present work several experiments were carried out with natural Bolivian diatomaceous earth in the pre-treatment stage. In order to determine the effect on the final Si/Al ratio, the temperature of the acid pre-treatment was varied between 50 to 155 °C. The results show that the Si/Al ratio can be modulated from 6.2 up to 38.1. These treated diatomaceous earth samples were used to synthetise ZSM-5 zeolite. The obtained ZSM-5 zeolites have a Si/Al ratio in the following range: 9.6 to 40.2. XRD, NH3-TPD and Nitrogen Physisorption techniques were used to characterise the properties of the obtained zeolites. The degree of crystallisation and the specific surface area are directly related to the Si/Al ratio, resulting in high values at high Si/Al ratios. The acid sites are composed of strong Brönsted acid sites and, strong and weak Lewis acid sites. For the zeolite with a low Si/Al ratio a high total acidity was found (>0.51 molNH3/Kgzeolite), while at high Si/Al ratios the total acidity is reduced (<0.38 molNH3/Kgzeolite).
A terra diatomácea boliviana é uma fonte potencialmente mais barata de silício em comparação com os reagentes de alta pureza comumente usados para a síntese de zeólitas. Dada a sua composição complexa, é necessário realizar um pré-tratamento ácido para reduzir as impurezas e regular o teor de alumínio. No presente trabalho, vários experimentos foram realizados durante a etapa de pré-tratamento ácido. A temperatura do pré-tratamento ácido foi modificada em uma faixa entre 50 e 155 °C para determinar seu efeito na relação Si/Al final. Os resultados mostram que a razão Si/Al pode ser modulada em uma faixa entre 6,2 e 38,1. Posteriormente, as zeólitas foram obtidas a partir de terra diatomácea modificada. As zeólitas obtidas possuem uma razão Si/Al entre 9,6 e 40,2. Diferentes técnicas de caracterização foram aplicadas para determinar as propriedades. O grau de cristalinidade e a área superficial específica estão diretamente relacionados com a razão Si/Al. Os sítios ácidos são compostos por ácidos fortes do tipo Brönsted e ácidos fortes e fracos do tipo Lewis. Para a zeólita com menor relação Si/Al, foi determinada uma alta acidez total (>0,51 molNH3/Kgzeólita), enquanto para a zeólita com maior relação Si/Al, a acidez total foi consideravelmente reduzida (<0,38 molNH3/Kgzeolita).
ABSTRACT
Se determinó la composición de ácidos grasos de 54 cepas microalgales colectadas del Perú y mantenidas en el Banco de Germoplasma de Organismos Acuáticos (IMARPE) con la finalidad de determinar su uso nutricional en la acuicultura. Para ello se realizaron cultivos en un volumen de 50 mL y se determinaron los porcentajes relativos de ácidos grasos mediante transesterificación directa y cromatografía de gases. En el grupo Chlorophyta las microalgas que presentaron los mayores valores de porcentaje relativo de ácidos grasos fueron Chlamydomonas reinhardtii (16:0; 41.2%), Scenedesmus obtusus (18:1n-7; 33.6%), Acutodesmus dimorphus (18:1n-9; 37.1%), Desmodesmus armatus (18:3n-3; 32.2%) y Tetraselmis contracta (16:4n-3; 16.5%). En cambio en el grupo Bacillariophyta, los ácidos grasos más abundantes fueron 16:1n-7 en Chaetoceros didymus (20.2%), 18:4n-3 en Navicula sp. (28.3%) y EPA en Asterionellopsis sp. (31.5%). Por otro lado, en el grupo Dinophyta, todas las cepas superaron el 20% de DHA, en particular, la cepa de Akashiwo sanguinea presentó el mayor porcentaje relativo de este ácido graso (29.9%) y de los ácidos grasos 16:0 (24.8%) y EPA (16%). Se discute el uso de estas cepas según su contenido de ácidos grasos.
In This work, we determinate the fatty acids composition and their nutritional value in 54 microalgal strains, collected from Peru and stored in Banco de Germoplasma de Organismos Acuáticos (IMARPE). The cultures were grown to 50 mL and analyzed by direct transesterification and gas chromatography. In the Chlorophyta group, the microalgaes that present the highest relative percentage of fatty acids were Chlamydomonas reinhardtii (16:0; 41.2%), Scenedesmus obtusus (18:1n-7; 33.6%), Acutodesmus dimorphus (18:1n-9; 37.1%), Desmodesmus armatus (18:3n-3; 32.2%) and Tetraselmis contracta (16:4n-3; 16.5%). Moreover in the Bacillariophyta group, the most abundant fatty acids were 16:1n-7 in Chaetoceros didymus (20.2%), 18:4n-3 in Navicula sp. (28.3%) and EPA in Asterionellopsis sp. (31.5%). By the other hand, in the Dinophyta group, all strains exceed the 20% of DHA, in particular Akashiwo sanguinea, it was strain to have the highest percentage of this fatty acid (29.9%) in addition to 16: 0 (24.8%) and EPA (16%). We discussed uses of these strains is according to their fatty acids content.
ABSTRACT
Abstract The solubility equilibrium of calcite is influenced by physicochemical, climatic and biological factors. Annual cycles of exceptionally prolonged drought, in conjunction with naturally occurring diffuse organic pollution, generate the unique conditions for the precipitation of lithified carbonate structures (microbialites). The aim of this article is to analyze the possible implications of calcite precipitation produced in mats of Cladophora sp. in an Andean subtropical basin, considering it is the first time this phenomenon is described for the region. We collected samples from selected sites at the Lules River Basin, in four sampling dates between the years 2003 and 2004, within a monitoring work of 15 years. Samples were analyzed using an electron microscope and X-ray diffraction analysis. We found that Gomphonema sp. attached to Cladophora sp. contributes to precipitation of calcite and formation of microbialite like structures, in the studied area. This work presents an initial discussion of the discovery of microbialites-like structures attached to Cladophora sp. mats in a subtropical Andean stream and the environmental conditions that lead to their production, as well as the possible ecological implications of these microbialites.(AU)
Resumen La fase sólida de las sales de los cuerpos de agua juega un papel importante en la concentración de los elementos mayoritarios. El equilibrio de solubilidad de la calcita está influenciado por factores fisicoquímicos, climáticos y biológicos. Los ciclos anuales de sequía excepcionalmente prolongada, junto con la contaminación orgánica difusa de origen natural, generan condiciones únicas para la precipitación de estructuras de carbonato litificado (microbialitos). El objetivo de este artículo es analizar las posibles implicaciones de la precipitación de calcita producida en Cladophora sp. en una cuenca subtropical andina, considerando que es la primera vez que se describe este fenómeno para la región. Recolectamos muestras en sitios seleccionados en la Cuenca del Río Lules, en cuatro fechas de muestreo entre 2003 y 2004, en el marco de un trabajo de monitoreo de quince años. Usamos red Surber para realizar los muestreos. Las muestras de algas, una vez libres de macroinvertebrados, se secaron y pesaron. Analizamos utilizando microscopía electrónica y difracción de rayos X. Encontramos que Gomphonema sp. unido a Cladophora contribuye a la precipitación de calcita y la formación de estructuras similares a microbialitos, en el área estudiada. Este trabajo presenta una discusión inicial sobre el descubrimiento de estructuras similares a microbialitos unidas a filamentos de Cladophora sp. en una cuenca andina subtropical y las condiciones ambientales que conducen a su producción, así como las posibles implicaciones ecológicas de lo mencionado anteriormente.(AU)
Subject(s)
Lithium Carbonate/analysis , Diatoms/chemistry , Environmental Pollution , Droughts , Argentina , X-Ray Diffraction/instrumentation , Microscopy, Electron/instrumentation , Sampling StudiesABSTRACT
Abstract Few studies have explored the ecology and interrelationship with other organisms of the many endangered freshwater turtle species inhabiting the Neotropical region. The focus of the current study was to shed light on the relationship between Neotropical turtle carapaces and primary producers, insofar as the surface of former constitutes a suitable substrate for the colonization and establishment of the latter. The under-explored relationship between turtle carapaces and the diatom assemblages inhabiting them was investigated and characterized in terms of taxonomic and biological traits (bio-volume, life-form, and attachment). The carapaces of seven native turtle species were surveyed. Among these carapaces, a total of 45 diatom taxa were found, and diatom taxa varied among turtle species. Podocnemis vogli and Podocnemis expansa supported more diverse diatom assemblages than Podocnemis lewyana, Rhinoclemmys diademata, and Rhinoclemmys melanosterna, which were dominated by Navicula spp. Analysis, further showed that carapace size did not explain differences in diatom diversity. However, a trait-based analysis suggests that both carapace roughness and an assemblage's successional stage might explain the differences in assemblage composition. Because turtles can serve as dispersal vectors, characterizing their epibiont diatom assemblages may contribute to our understanding of diatom distribution on larger scales, as well as, give us some clues as to the auto-ecology of turtles that help us to effectively determine conservation areas for these endangered species.(AU)
Resumen De las especies de tortugas en estado crítico o vulnerable de conservación que habitan en la región Neotropical, son pocos los estudios que han ahondado en su ecología o relaciones con otros tipos de organismos. El presente estudio buscó caracterizar la asociación existente entre las diatomeas y el caparazón de especies de tortugas neotropicales, ya que este representa un sustrato adecuado para la colonización y establecimiento de este grupo de algas. Esta asociación fue estudiada considerando tanto la composición de especies como la de rasgos biológicos (biovolumen, forma de vida, y forma de adherencia) de la comunidad de diatomeas. En los caparazones de las 7 especies de tortugas muestreadas se encontraron un total de 45 táxones. La composición de táxones varió entre los caparazones de las especies. Se encontró una mayor diversidad en los caparazones de Podocnemis vogli y Podocnemis expansa, mientras que en Podocnemis lewyana, Rhinoclemmys diademata, y Rhinoclemmys melanosterna se encontró una comunidad de baja diversidad dominada principalmente por Navicula sp. Los resultados sugirieron que la rugosidad del caparazón junto al estado de la sucesión pueden explicar las diferencias observadas en la composición de táxones de los diferentes caparazones. Debido a que las tortugas pueden funcionar como vectores de dispersión, caracterizar las comunidades que pueden crecer sobre sus caparazones podría contribuir a entender la distribución de las diatomeas a escalas mayores. Además, esta caracterización podría darnos pistas clave para la delimitación de áreas de conservación efectivas para las especies más amenazadas.(AU)
Subject(s)
Turtles , Diatoms , Animal Shells , ColombiaABSTRACT
ResumenLas diatomeas del bentos son el componente más estudiado del perifiton en los ríos de Costa Rica, sin embargo aún queda mucho por conocer sobre su ecología. Por eso en el presente estudio se analizó el perifiton en seis diferentes sitios en la cuenca medio del Río Sarapiquí en el 2010, 2011 y 2012. En cada uno de los muestreos se realizó el conteo de 400 frústulas, de las cuales se obtuvo la abundancia relativa de las especies: Achnanthidium exiguum, Coconneis placentula, Cymbella tumida, Luticola goeppertiana, Luticola ventricosa, Navicula symmetrica, Nitzchia clausii, Nupela praecipua, Reimeria sinuata y Synedra goulardi. Esta información fue relacionada con los datos físico químicos (oxígeno disuelto, temperatura, conductividad, total de sedimentos en suspensión, turbidez, pH y alcalinidad) medidos en cada uno de los sitios. Con el propósito de observar las relaciones entre los diferentes sitios dentro de la cuenca, se utilizó un análisis de correspondencia canónica (ACC), lo que permitió distinguir tres sectores de acuerdo a la altitud. Estos sectores se diferencian en el tipo de sustrato, cobertura riparia vegetal y parámetros físico-químicos, lo que propicia diferencias en la composición de especies de diatomeas entre ellos. Se obtuvieron los valores óptimos calculados y tolerancia calculada para cada una de las especies. Los resultados obtenidos indican que las especies: A. exiguum, R. sinuata,L. ventricosa y C. tumida, dominan en aguas limpias, oxigenadas y baja temperatura. Las especies N. praecipua, S. goulardi, C. placentula, L. goeppertiana, N. clausii y N. symmetrica se encuentran en aguas cálidas, alta turbidez y poco oxigenadas. Las especies A. exiguum, R. sinuata, prevalecen en sitios con agua alcalina y baja conductividad y las especies N. symmetrica, C. tumida y L. ventricosa presentan una relación positiva con la conductividad y el pH de las aguas. Las especies estudiadas mostraron buenos indicios de su valor como indicadores de calidad del agua, sin embargo, debido a diferencias de interpretación por varios autores, es necesario realizar más estudios en otras cuencas hidrográficas en el país.
Abstract The tolerance of ten diatom species (Bacillariophyceae) to water's physico-chemical factors in the Sarapiqui River, Costa Rica. Benthic diatoms are the periphyton component most studied in Costa Rican rivers, yet there is still much to be known about their ecology. This study aims to contribute to this knowledge. Periphyton samples from six locations along the middle reach of Sarapiquí river and some of its tributaries were taken and analyzed from 2010 to 2012. A total count of 400 frustules was performed in each sample to obtain relative abundances of each species. Ten species, which were easily recognized at the light microscope, were analyzed here: Achnanthidium exiguum, Coconneis placentula, Cymbella tumida, Luticola goeppertiana, Luticola ventricosa, Navicula symmetrica, Nitzchia clausii, Nupela praecipua, Reimeria sinuata and Synedra goulardi. Their abundance was related to physico chemical data at each site for every sampling date (dissolved oxygen, temperature, conductivity, total suspended solids, turbidity, pH and alkalinity) with a canonical correspondence analysis (CCA) that allowed distinguishing three sectors along the river according to altitude. These sectors differed by substrate, riparian vegetation cover, and physic-chemical parameters, all of which resulted in differences in diatom species composition among them. Optimum values and tolerances form each environmental parameter were calculated for each species. Our results showed that A. exiguum, R. sinuata,L. ventricosa and C. tumida, were dominant in clean and well oxygenated waters with low temperatures. The species N. praecipua, S. goulardi, C. placentula, L. goeppertiana, N. clausii and N. symmetrica inhabited warm waters with high turbidity and low oxygen. The species A. exiguum, R. sinuata were dominant in sites with low alkalinity and conductivity, whereas species like N. symmetrica, C. tumida and L. ventricosa showed a positive relationship with conductivity and pH. The studied species showed good characteristics of their value as water quality indicators, yet due to different interpretations by several authors, it is necessary to perform further studies at more river basins in the country. Rev. Biol. Trop. 64 (1): 105-115. Epub 2016 March 01.
Subject(s)
Water/chemistry , Environmental Monitoring/methods , Diatoms/physiology , Rivers/chemistry , Diatoms/classification , Costa RicaABSTRACT
The genus Nupela comprises ca. 50 species that generally have a distribution restricted by bioclimatic frontiers. As part of an integrated analysis of the diatom flora of Colombia, in this study we focused our interest on the genus Nupela from lowland waters. Periphyton samples were collected from 150 sites of lotic water bodies in Colombia, taking into account hidrogeomorfological variability. In each sampling station, periphyton samples were obtained by scraping, and temperature, pH, dissolved oxygen and conductivity variables were measured. Samples were processed by both light microscopy (LM; Carl Zeiss Axio Scope.A1) and scanning electron microscopy (SEM; FEI-Quanta 450 and a Jeol JSM-6360 LV). The genus Nupela was found in 28 sites. Five taxa were identified, described and illustrated from tropical or subtropical environments: N. lesothensis, N. praecipua y N. subpallavicinii; these were new records for Colombia, and N. acaciensis and N. catatumbensis two new species for science. N. acaciensis is characterized by raphe branches of both valves equally long combined with cymbelloid symmetry, striae built by 2 transapically elongated areolae that delimit a longitudinal line at each hemivalve. N. catatumbensis is characterized by the presence of a well developed raphe in both valves; valves lanceolate with subcapitated to capitated ends and cymbelloid symmetry, striae built by 3-4 transapically elongated areolae, interestriae elevated as transapical ribs and internal proximal raphe ends hook-shaped. The genus Nupela was widely distributed in the studied basins but showed different distribution patterns: N. acaciensis and N. subpallavicini had a restricted distribution, while N. catatumbensis, N. lesothensis and N. praecipua had a wider distribution, and were collected in sites with significant variations in their ecomorphology, altitude, temperature, pH and electrolyte content.
El género Nupela comprende alrededor de 50 especies que tienen en general una distribución restringida por fronteras bioclimáticas. Como parte de un estudio integral de la flora diatomológica de Colombia, en este trabajo focalizamos nuestro interés en el género Nupela en cuerpos de agua de tierras bajas. Muestras de perifiton fueron recolectadas en 150 sitios en cuerpos de agua lóticos seleccionados por su variabilidad hidrogeomorfológica. En cada estación de muestreo se obtuvieron muestras por raspado de varios sustratos, y adicionalmente se registraron: temperatura, pH, oxígeno disuelto y conductividad. Las muestras fueron procesadas para su análisis con microscopio óptico (MO, Carl Zeiss Axio Scope. A1) y de barrido (MEB; FEI- Quanta 450 and a Jeol JSM-6360 LV). El género Nupela fue hallado en 28 sitios. Cinco especies fueron identificadas, descritas e ilustradas, tres de ellas: N. lesothensis, N. praecipua y N. subpallavicinii fueron descritas para ambientes tropicales y subtropicales y representan nuevas citas para Colombia. Además fueron descritas N. acaciensis y N. catatumbensis, dos especies nuevas para la ciencia. N. acaciensis se caracteriza por poseer rafe desarrollado en ambas valvas, simetría cymbelloide, estrías formadas por dos aréolas transapicalmente alargadas que definen una línea longitudinal en cada hemivalva. N. catatumbensis se caracteriza poseer rafe desarrollado en ambas valvas. Valvas lanceoladas con extremos subcapitados a capitados y simetría cymbelloide. Estrías formadas por 3-4 aréolas transapicalmente alargadas, interestrías elevadas a modo de costillas transapicales y extremos proximales internos del rafe en forma de gancho. El género Nupela estuvo ampliamente representado en el área de estudio, sin embargo, las especies mostraron diferentes patrones de distribución. N. acaciensis y N. subpallavicini estuvieron presentes en una única cuenca, mientras que N. catatumbensis, N. lesothensis y N. praecipua presentaron una distribución más amplia, y fueron recolectadas en sitios con variaciones significativas en ecomorfología, altitud, temperatura, pH y contenido electrolítico.
Subject(s)
Diatoms/classification , Colombia , Diatoms/ultrastructure , RiversABSTRACT
Chironomids, diatoms and microcrustaceans that inhabit aquatic ecosystems of the Northern Neotropics are abundant and diverse. Some species are highly sensitive to changes in water chemical composition and trophic state. This study was undertaken as a first step in developing transfer functions to infer past environmental conditions in the Northern lowland Neotropics. Bioindicator species abundances were related to multiple environmental variables to exploit their use as environmental and paleoenvironmental indicators. We collected and analyzed water and surface sediment samples from 63 waterbodies located along a broad trophic state gradient and steep gradients of altitude (~0-1 560m.a.s.l.) and precipitation (~400-3 200mm/y), from NW Yucatán Peninsula (Mexico) to southern Guatemala. We related 14 limnological variables to relative abundances of 282 diatom species, 66 chironomid morphospecies, 51 species of cladocerans, 29 non-marine ostracode species and six freshwater calanoid copepods. Multivariate statistics indicated that bicarbonate is the strongest driver of chironomid and copepod distribution. Trophic state is the second most important factor that determines chironomid distribution. Conductivity, which is related to the precipitation gradient and marine influence on the Yucatán Peninsula, is the main variable that shapes diatom, ostracode and cladoceran communities. Diatoms, chironomids and cladocerans displayed higher diversities (H=2.4-2.6) than ostracodes and copepods (H=0.7- 1.8). Species richness and diversity were greater at lower elevations (<450m.a.s.l.) than at higher elevations in Guatemala. Distribution and diversity of bioindicators are influenced by multiple factors including altitude, precipitation, water chemistry, trophic state and human impact.
Los quironómidos, diatomeas y microcrustaceos que habitan ecosistemas acuáticos en el norte de los Neotrópicos son abundantes y diversos. Algunas especies son altamente sensibles a cambios en la composición química del agua y en el estado trófico. Este estudio se realizó como el primer paso para desarrollar funciones de transferencia para inferir condiciones ambientales en el norte de las tierras bajas de los Neotrópicos. Es por esto que las abundancias de especies bioindicadoras se relacionaron con múltiples variables ambientales con el fin de explotar al máximo su uso como indicadores ambientales y paleoambientales. Recolectamos y analizamos muestras de agua y de sedimento superficial de 63 cuerpos de agua, ubicados a lo largo de un gradiente trófico y de gradientes marcados de altitud (~0-1 560m.s.n.m.) y de precipitación (~400-3 200mm/año), desde el NO de la Península de Yucatán (México) hasta el sur de Guatemala. Relacionamos 14 variables limnológicas con las abundancias relativas de 282 especies de diatomeas, 66 morfoespecies de quironómidos, 51 especies de cladóceros, 29 especies de ostrácodos no-marinos y seis especies de agua dulce de cladóceros calanoides. La estadística multivariada indicó que el bicarbonato es el principal determinante de la distribución de quironómidos y copépodos. El estado trófico es el segundo factor más importante en determinar la distribución de quironómidos. La conductividad, que está relacionada con el gradiente de precipitación e influencia marina en la Península de Yucatán, es la principal variable en influir las comunidades de diatomeas, ostrácodos y cladóceros. Las diatomeas, quironómidos y cladóceros (H=2.4-2.6) presentaron diversidades más altas que los ostrácodos y copépodos (H=0.7-1.8). La riqueza de especies y la diversidad fueron más altas en las elevaciones bajas (<450m.s.n.m) que en elevaciones altas en Guatemala. La distribución y diversidad de bioindicadores es afectada por múltiples factores incluyendo la altitud, precipitación, composición química del agua, estado trófico y el impacto humano.
Subject(s)
Animals , Ecosystem , Environmental Monitoring/methods , Invertebrates/classification , Eutrophication , Guatemala , Mexico , Tropical ClimateABSTRACT
Con el objetivo de evaluar la calidad del agua de la cuenca del río Locumba, Tacna (Perú), se tomaron muestras de agua de diez estaciones ubicadas a lo largo de la cuenca del río Locumba, durante seis periodos en un ciclo anual. Asimismo, se evaluó la diversidad y número de diatomeas y once parámetros fisicoquímicos para determinar el grado de contaminación del agua. Encontramos que conforme se desciende en la cuenca, la diversidad de diatomeas disminuyó de 2,37 bits cel-1 a 0,71 bits cel-1 y el gradiente de contaminantes se incrementó. Además, con este incremento, se observó un aumento en el número de especies tolerantes a altos niveles de perturbación ambiental. Se observó un incremento en todos los parámetros fisicoquímicos empleados para evaluar el grado de contaminación. Se sugiere que las diatomeas pueden ser adecuados bioindicadores al momento de evaluar la calidad de agua en esta cuenca.
In order to evaluate the quality of the water of the Locumba river, Tacna (Peru), water samples were taken from ten stations located along the Locumba river basin, during six periods in an annual cycle. The diversity and number of diatoms was also evaluated, together with eleven physiochemical parameters in order to determine the degree of water contamination. We found that as the basin advanced down the mountain, the diversity of diatoms decreased from 2.37 bits cell-1 to 0.71 bits cell-1 and the gradient of contaminants increased. In addition to this increase, the number of species tolerant to high levels of environmental disturbance rose. An increase in all physiochemical parameters used to evaluate the degree of contamination was observed. These results suggest that diatoms can be adequate bioindicators when evaluating the quality of water in this basin.
Subject(s)
Diatoms , Rivers , Water Pollution , PeruABSTRACT
La presencia y ausencia de especies fitoperifíticas han sido utilizadas como indicadores de estado trófico de los sistemas acuáticos, entre las que se destacan las diatomeas, tal situación y la carencia de información para el departamento del Cauca, llevó a que en tres lagos con diferentes estado trófico, se evaluara y realizara un raspado del perifiton adherido a las placas plásticas establecidas. Se muestreó de las partes externas, medias e internas de cada placa. La muestra colectada fue preservada en Lugolacético. Los lagos presentaron diferencias en cuanto a las características fisicoquímicas del agua, que determinaron el estado trófico de cada uno, de acuerdo a esto los rangos establecidos para nitritos, nitratos y fósforo total, tipificaron al lago 1 como oligotrófico; el lago 2 meso-oligotrófico y el lago 3 eutrófico. En los tres lagos predominaron las diatomeas, sin embargo, el lago 3 difiere de los otros lagos por la alta dominancia del número de especies y la mayor abundancia de Gomphonema, condición que se refleja en valores bajos para el índice de equidad de Pielou.
The presence and absence of Phyto-periphytic species have been used as indicators of trophic state of the aquatic systems, among which diatoms are emphasized. That situation and the lack of information for the department of Cauca, brought to the evaluation of three lakes with different trophic state and the performance of a adhered periphyton scrape in the plates established. Samples were taken form the internal, medium and outer parts of each plate. The collected sample was preserved in Lugol-acetic acid. The lakes showed differences in the physicochemical characteristics of water, which determined the trophic state of each. According to this, the established ranges for nitrites, nitrates and total phosphorus, typified Lake 1 as oligotrophic, Lake 2 as meso-oligotrophic and Lake 3 as eutrophic. Diatoms predominated in all lakesbut the Lake 3 differs from the other lakes in the high dominance of the number of species and greater abundance of Gomphonema, a condition that is reflected in low values for Pielou equitability index.
Subject(s)
Humans , Diatoms , Lakes , Cellular Structures , Trophic LevelsABSTRACT
Para evaluar el efecto de la adición de amonio (NH4+) y fosfatos (PO4(3-)) sobre la estructura de la comunidad de diatomeas en el sector medio del río Tota (Boyacá, Colombia), se cuantificó la densidad de 98 especies de diatomeas mediante la utilización de sustratos artificiales en dos tramos con condiciones ambientales similares (control e impacto) del sector medio del río Tota. Se incrementaron las concentraciones de amonio y fosfato en el tramo experimental a dos veces las del tramo control mediante la fertilización controlada. Navicula rhynchocephala disminuyó significativamente sus densidades en el tramo experimental, por lo que puede ser considerada como una especie que responde al incremento de nutrientes.
To evaluate the effect of ammonium (NH4+) and phosphates (PO4(3-)) addition on the structure of the diatom community in the Tota stream (Boyacá, Colombia), diatom density was quantified on artificial substrates in two reaches (control and impact) with similar environmental conditions, along the Tota stream. Using a nutrient controlled enrichment in the impact reach, concentrations of ammonium and phosphates were increased to twice those in the control reach. Navicularhynchocephala decreased its densities significantly , suggesting that is species that responds negatively to nutrient enrichment.
ABSTRACT
Diatoms from the Colombian and Peruvian Amazon: the Genera Encyonema, Encyonopsis and Gomphonema (Cymbellales, Bacillariophyceae). The diatom flora of the Colombian and Peruvian Amazon is far less studied than the flora of the Brazilian sector of the basin. Here we present results related to the genera Encyonema, Encyonopsis and Gomphonema. Plankton and periphyton samples were collected in lotic and lentic waterbodies from the Amazonian-Andean region, the Amazon River, Japurá River and Porvenir River basins during 1993, 1994, 2001 and 2003. At each sampling station pH, temperature, water transparency and conductivity were registered. Samples were analyzed with phase contrast microscope (LM) and scanning electron microscope (SEM). Ten taxa are new records for the area; Encyonema for the Peruvian and Colombian Amazon and Encyonopsis for the Colombian Sector. Encyonema neogracile var. tenuipunctatum, E. vulgare, Encyonopsis frequentis, Gomphonema augur var. sphaerophorum and G. contraturris are recorded for the first time in Colombia; Encyonema venezolanum and G. neoapiculatum in Colombia and Peru and the latter also for Amazonia. E. angustecapitatum was mentioned in Colombia before at a pond located at 3000m asl. We describe a new species from Porvenir River, Amazonas, Colombia: Encyonema amazonianum. Rev. Biol. Trop. 58 (1): 45-62. Epub 2010 March 01.
La flora diatomológica de la Amazonia Colombiana y Peruana está mucho menos estudiada que la flora del sector brasilero. Se presentan los resultados de los géneros Encyonema, Encyonopsis y Gomphonema. Muestras de plancton y perifiton fueron colectadas en ambientes lóticos y lénticos de la región amazónica-andina, en los ríos Amazonas, Japurá y Porvenir durante 1993, 1994, 2001 y 2003. En cada estación de muestreo se realizaron mediciones de pH, temperatura, transparencia del agua y conductividad. Las muestras fueron analizadas con microscopio óptico con contraste de fases y microscopio electrónico de barrido. Diez taxones son nuevos registros para el área; Encyonema en la Amazonia peruano-colombiana y Encyonopsis en el sector colombiano. Encyonema neogracile var. tenuipunctatum, E. vulgare, Encyonopsis frequentis, Gomphonema augur var. sphaerophorum y G. contraturris se reportan por primera vez en Colombia; Encyonema venezolanum y Gomphonema neoapiculatum en Colombia y Perú y la última también en la Amazonia. E. angustecapitatum fue previamente registrada en una laguna de altura en Colombia localizada a 3.000 msnm. Se describe una nueva especie, Encyonema amazonianum, colectada en el Río Porvenir, Amazonas, Colombia.
Subject(s)
Diatoms/classification , Colombia , Diatoms/ultrastructure , Microscopy, Electron, Scanning , Peru , RiversABSTRACT
In the tropical and subtropical regions, there is a large number of species which has not been yet described. The high possibility of extinction makes their inventory a priority. In this paper, 23 diatoms taxa from Andean lotic systems and lentic waterbodies localized in the Departments of Antioquia, Santander and Chocó, Colombia, are analyzed with light and scanning electron microscopy. Each taxon is described and information about environmental characteristic of the sites where they were collected and distribution in Colombia is given. The studied taxa belong to the orders Thalassiosirales (1), Aulacoseirales (1), Fragilariales (4), Cymbellales (7), Achnanthales (2), Naviculales (7), and Thalassiophysales (1). Fifteen of them are recorded for the first time in Colombia and Encyonema jemtlandicum in South America. A comparison with the diatom flora of the Colombian Amazonia showed that there were only three taxa in common to these two equatorial regions probably due to the influence of altitudinal gradient. Rev. Biol. Trop. 56 (3): 1159-1178. Epub 2008 September 30.
En este artículo se analizan con microscopios de luz y electrónico de barrido 23 taxones de diatomeas provenientes de sistemas lénticos y lóticos andinos localizados en los Departamentos de Antioquia, Santander y Chocó, Colombia. Cada taxon es descrito e ilustrado y se brinda información acerca de su distribución en Colombia y de las condiciones físicas y químicas en las que fueron colectados. Los taxones estudiados pertenecen a los órdenes Thalassiosirales (1), Aulacoseirales (1), Fragilariales (4), Cymbellales (7), Achnanthales (2), Naviculales (7) y Thalassiophysales (1). 15 de ellos son registrados por primera vez para Colombia y Encyonema jemtlandicum es primer registro para América del Sur. Una comparación con la flora diatomológica de la Amazonía Colombiana, mostró que únicamente 3 taxones fueron hallados en ambas regiones, probablemente debido a la influencia de los gradientes altitudinales.
Subject(s)
Animals , Diatoms/classification , Altitude , Colombia , Diatoms/ultrastructure , Fresh Water , Microscopy, Electron, Scanning , Population DynamicsABSTRACT
En dos sistemas lóticos del páramo de Santurbán, durante lluvia y sequía, se seleccionaron tres tramos de muestreo: nacimiento, zona media y río, evaluando en cada tramo la influencia de las variables ambientales en la estructura del ensamblaje de diatomeas perifíticas. Un nálisis de componentes principales evaluó la variación ambiental y mediante una matriz de correlaciones se estableció la importancia de los factores ambientales en las especies registradas. La conductividad, el potencial redox, el pH y el caudal fueron factores determinantes de la variación ambiental y de las diferencias en la estructura del ensamblaje; el género Eunotia es tolerante a pH ácido, y la polución orgánica favoreció el desarrollo de los géneros Nitzschia y Navícula. Seis especies reportaron una abundancia significativa: Navicula tantula, Achnanthidium minutissimum, Achnanthidium lanceolatum, Gomphonema parvulum, Navicula cryptocephala y Gomphonema lagenula. Los tramos de los ríos presentaron valores altos de caudal y conductividad, que influyeron en la baja diversidad de estas zonas mientras que los valores bajos de caudal y la ausencia de condiciones químicas extremas en las zonas medias explicaron la mayor diversidad y la similitud del ensamblaje entre estas zonas. El ensamblaje no registró variación estacional significativa, presentando mayores diferencias entre los tramos que entre períodos de muestreo, indicando que las diatomeas perifíticas fueron afectadas principalmente por diferencias en el hábitat entre los tramos y enfatizando la importancia de las condiciones ambientales en los sistemas acuáticos tropicales de alta montaña sobre la composición y abundancia de diatomeas perifíticas.
Three sample zones: the headwater zone, the mid flow zone and the stream zone were selected in two lotic system of the Páramo de Santurbán, during rainy and dry season. In each zone the influence of physical, chemical and hydrological variables on the structure of the benthic diatom assemblage were evaluated. A component principal analysis evaluated the environmental variation. A correlation matrix established the importance of the environmental factors in the registered species. Conductivity, redox potential, pH, and flow, were determinant factors on the environmental variation and on the assemblage structure differences between the zones. Acidity allowed the high occurrence of Eunotia species, and organic pollution allowed the abundance of Nitzchia and Navicula species. Six species were abundant: Navicula tantula, Achnanthidium minutissimum, Achnanthidium lanceolatum, Gomphonema parvulum, Navicula cryptocephala and Gomphonema lagenula. The stream zones registered high values of flow and conductivity, which were related with their lower diversity. Low flow and little stress condition on the mid flow zones were correlated with the highest values of diversity and with the similarity found in the dominant species between these zones in the two systems. The assemblage did not register seasonal variation; dissimilarity of diatom assemblages was larger among samples from different reach, compared with samples of different periods of the same reach, indicating that benthic diatom assemblages in the Páramo de Santurbán were mainly affected by habitat differences between zones. Our results highlight the importance of environmental factors in the composition and abundance of benthic diatoms in tropical aquatic systems.
ABSTRACT
The first floristic inventory of benthic diatoms is provided for the Bahia Magdalena-Bahia Almejas lagoon system. Samplings were carried out during November of 1999. The oxydized samples were mounted permanently. Eighty six diatom taxa were identified, out of which 59 are new records for the Bahia Magdalena area, and 12 taxa are new for the Baja California peninsula. Taxa recorded previously as rare in other substrata are common or abundant on the epiphytic macroalgae of mangrove prop roots. Other species are mainly epipelic forms, while 24 are commonly found as tychoplankton in the area. Certain taxa appear to be characteristic of mangrove systems in general.
Se presenta el primer inventario florístico de diatomeas bénticas para el Sistema Lagunar Bahía Magdalena-Bahía Almejas. Se hicieron muestreos en noviembre de 1999. En las muestras oxidadas y montadas permanentemente, se identificaron 86 táxones, de los cuales 59 son nuevos registros para el área de Bahía Magdalena, y 12 son nuevos para la península de Baja California. Táxones previamente registrados como escasos en otros sustratos son comunes o abundantes sobre macroalgas epífitas de raíces primarias de mangle. Otras species son principalmente formas epipélicas, mientras que 24 son constituyentes comunes del ticoplancton del área. Ciertos táxones parecen ser característicos de sistemas de manglar en general.
Subject(s)
Diatoms/classification , Ecosystem , Plant Roots/microbiology , Rhizophoraceae/physiology , Diatoms/chemistry , Diatoms/physiology , Mexico , Geologic Sediments , SeawaterABSTRACT
Se estudió la variación espacial y temporal del fitoplancton en la Laguna de Unare desde noviembre 1988 hasta julio 1989. Las muestras de agua superficial se fijaron con formalina (10 por ciento) neutralizada con carbonato de sodio, para determinar la abundancia microalgal según el método de Utermõhl. Se encontró un aumento progresivo de la abundancia fitoplanctónica durante el período de estudio. Los valores promedios mensuales mínimos y máximos (8,63 x 102 y 4,53 x 105 cel. ml-1) se registraron en noviembre 1988 y junio 1989, respectivamente. Las diatomeas dominaron hacia el este de la Laguna (>50 por ciento del total de individuos) favorecidas por la penetración de agua marina y continental en esta zona. El resto de la laguna estuvo dominado por cianobacterias (>80 por ciento). Se encontraron diferencias altamente significativas (Fs = 28,736, p<0,001) con relación a la distribución temporal de los principales grupos de microalgas (cianobacterias, diatomeas, euglenofitas, dinoflagelados). Al inicio del estudio se observó la mayor variabilidad con relación a los grupos fitoplanctónicos, predominando las diatomeas. Estas fueron sustituidas por las cianobacterias que dominaron el fitoplancton hasta el final del período de estudio. Es importante mantener la conexión de la laguna con las aguas adyacentes para favorecer el desarrollo del fitoplancton y por ende la productividad primaria de este cuerpo de agua, la cual sustenta el resto de las comunidades del sistema.
Spatial and temporal changes in phytoplankton from Unare Lagoon were studied from November 1988 until July 1989. Water samples were fixed with neutral formaldehyde (10 percent) to determine microalgal abundance following Utermõhl´s method. Abundance increased continuously throughout the study period. The minimum and maximum average values (8.63 X 102 and 4.53 X 105 cell. ml-1) were measured in November 1988 and June 1989, respectively. Diatoms were the dominant group on the eastern side of the lagoon (>50 percent of the total number of organisms) and were favored by continental and marine water exchange. The rest of the lagoon was dominated by cyanobacteria (>80 percent of the total number of organisms). Highly significant temporal differences (Fs = 28.736, p<0.001) with respect to the distribution of the microalgal groups (cyanobacteria, diatoms, euglenophytas and dinoflagellates) were registered. High group variability occurred at the beginning of the study period when diatoms were dominant. It is important to maintain the connection between the lagoon and the adjacent waters in order to maintain phytoplankton growth and primary productivity which sustains the rest of the communities in this water body.
Subject(s)
Cyanobacteria/chemistry , Diatoms/chemistry , Eukaryota , Coastal Lagoon/analysis , Venezuela , Marine BiologyABSTRACT
Se describen 9 especies de diatomeas (Bacillariophyta) pertenecientes a las Subclase Thalassiosirophycidae y Coscinodiscophycidae. Las muestras de agua de las lagunas de Unare y Píritu (Venezuela) fueron colectadas entre Noviembre 1988 y Julio 1989. Los especimenes fijados con formol neutralizado y montados con Bálsamo de Canadá, se examinaron mediante microscopia de contraste de fase. Las especies estudiadas fueron: Thalassiosira eccentrica (Ehrenberg) Lange et al., T. leptopus (Grun) Hasle & Fryxell, Cyclotella menenghianiana (Kützing) Wood, C. striata (Kützing) Grunow in Cleve et Grunow, Coscinodiscus asteromphallus (Ehrenberg) Makarova, C. janischi (Schmidt) Wood, C. marginatus (Ehrenberg) Navarro, C. subtilis (Ehrenberg) var. normanii (Gregory) Van Heurck, Actinocyclus octonarius (Ehrenberg) Navarro.