Biofilm-forming capacity of two benthic microalgae, Navicula incerta and Navicula sp., on three substrates (Naviculales: Naviculaceae)

ABSTRACT

Benthic microalgae have the natural capacity to adhere to a diversity of fixed submerged substrates to form biofilms, which have important roles not only in natural ecosystems, but also in aquaculture systems. An experimental investigation was performed to assess the biofilm-forming capacity of two microalgae (Navicula incerta and Navicula sp.) on three different substrates (plastic net, fabric, and wood) under controlled temperature and light conditions. The substrates were arranged on curtains suspended from a wood stick, into plastic aquariums (45 L in capacity) filled with filtered marine water enriched with F/2 medium. The trial was carried out until the exponential growing phase of the microalgae was reached. After that, the incorporated biomass was gravimetrically calculated, and its biochemical composition was determined by standard methods. The greatest amount of incorporated dry matter was observed for Navicula sp. on fabric and the lowest was observed for wood. The highest number of cells associated with the biofilm was obtained for Navicula sp. on the plastic net (1.24 x 109 cells/m2), while the lowest was recorded for Navicula sp. on the wood (1.43 x 108 cells/m2). Significant differences in organic matter were found among the substrates, with the highest values for N. incerta on the fabric (3.22 g/m2) and the lowest for Navicula sp. on the wood (0.02 g/m2). The best biochemical profiles among the formed biofilms were observed for N. incerta on the plastic net and Navicula sp. on the fabric. The plastic net was considered the best substrate because of the stability of the biofilm and the easiness of harvesting the biomass.

RESUMEN

Las microalgas bentónicas tienen la capacidad natural de adherirse a diversos sustratos fijos sumergidos para formar biopelículas, las cuales tienen roles importantes no solo en ecosistemas naturales sino también en sistemas de producción acuícolas. Se llevó a cabo una investigación experimental para evaluar la capacidad formadora de biopelículas de dos microalgas bentónicas (Navicula incerta y Navicula sp.) en tres diferentes sustratos (malla plástica, tela y madera), bajo condiciones controladas de temperatura y luz. Los sustratos fueron arreglados a manera de cortinas suspendidas de un tubo de PVC dentro de acuarios de plástico (45 L de capacidad) con agua marina enriquecida con el medio F/2. El experimento se llevó hasta que la fase de crecimiento exponencial de la microalga fue alcanzada. Posteriormente la biomasa incorporada fue calculada gravimétricamente, y su composición bioquímica fue determinada por métodos estándar. La mayor cantidad de materia seca se observó para N. incerta en el sustrato de tela y la menor se encontró en el de madera. El mayor número de células asociadas a la biopelícula fue registrado para Navicula sp. en malla plástica (1.24 x 109 cel/m2), mientras que el menor se encontró para Navicula sp. en madera (1.43 x 108 cels/m2). Diferencias significativas en cuanto a materia orgánica se encontraron entre los sustratos y las especies, con valores más altos para N. incerta en tela (3.22 g/m2) y más bajos para Navicula sp. en madera (0.02 ± 0.05 g/m2). Los mejores perfiles bioquímicos para las biopelículas correspondieron a las formadas por N. incerta sobre malla plástica y Navicula sp. sobre tela. La red de plástico se consideró el mejor sustrato debido a la estabilidad de la biopelícula y la facilidad para cosechar la biomasa.