TEMA XVI LOS AMBIENTES ACUÁTICOS

Transcripción

1 TEMA XVI LOS AMBIENTES ACUÁTICOS

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3 TIPOS DE AMBIENTES ACUÁTICOS (HIDROSFERA) AMBIENTES MARINOS AMBIENTES ACUÁTICOS DE INTERIOR OCÉANOS MANGLARES ESTUARIOS AMBIENTES DULCEACUÍCOLAS MARISMAS AMBIENTES SALINOS

4 AMBIENTES ACUÁTICOS DE INTERIOR AGUAS SUBTERRÁNEAS AGUAS SUPERFICIALES

5 AMBIENTES ACUÁTICOS DE INTERIOR AMBIENTES DULCEACUÍCOLAS AMBIENTES SALINOS RÍOS LAGOS SALINAS HUMEDALES MANANTIALES LAGOS SALADOS LAGUNAS

6 AMBIENTES ACUÁTICOS ESPECIALES LAGOS VOLCÁNICOS FUENTES TERMALES FUENTES FERRUGINOSAS RÍO TINTO

7 PROPIEDADES DEL AGUA Gran poder disolvente. Gran capacidad calorífica. Alta tensión superficial.

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10 Circulación del agua Sistemas Lóticos Sistemas Leníticos y océanos

11 LOS MICROORGANISMOS ACUÁTICOS CARACTERÍSTICAS GENERALES Deben ser capaces de crecer a bajas concentraciones de nutrientes. Abundancia muy variable según estado trófico. Aguas oligotróficas 10 3 c/ml; aguas eutróficas c/ml. Deben desarrollar estrategias de flotación si no son móviles y viven en la columna de agua. En los sedimentos marinos el número de microorganismos suele ser c/g. En los de lagos 10 9 c/g. En el neuston puede exceder de 10 8 c/ml. Los organismos acuáticos microbianos incluyen hongos, protozoos, algas, bacterias y virus.

12 FUNCIONES ECOLÓGICAS Descomponer la materia orgánica. Asimilar y reintroducir en la cadena alimenticia MO disuelta. Reciclado de minerales. Contribuir a la producción primaria. Influir en el clima

13 ZONACIÓN DEL MEDIO MARINO

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16 MICROORGANISMOS DEL MEDIO MARINO CARACTERÍSTICAS GENERALES La mayoría requieren concentraciones específicas de Na + (normalmente de g/l). Son halófilos moderados. La mayoría son psicrófilos o psicrotróficos (el % del medio marino tiene temperaturas inferiores a 5 ºC). Capaces de crecer a muy bajas concentraciones de nutrientes. Algunos han de soportar presiones hidrostáticas enormes (barófilos o barotolerantes).

17 DISTRIBUCIÓN DE MICROORGANISMOS - Elevado número de microorganismos en orillas, zonas de corrientes ascendentes y estuarios - En ambientes pelágicos su número es muy inferior (1-100 c/ml) - La mayor porción de biomasa está cerca de la superficie y disminuye con la profundidad - En los sedimentos, gran cantidad de microorganismos en los primeros centímetros ( c/gr) - El pleuston puede presentar también gran cantidad de microorganismos (>10 8 c/ml). Aparecen bacterias pigmentadas, cianobacterias, diatomeas, feofitas flotantes, hongos, protozoos e invertebrados macroscópicos

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19 Link Sink (descomposición)

20 ORGANISMOS PLANCTÓNICOS FENTOPLANCTON (< 0.2 µm) PICOPLANCTON (0.2-2 µm) NANOPLANCTON (2-20 µm) MICROPLANCTON ( µm) MACROPLANCTON (> 200 µm)

21 BACTERIAS Mayormente bacilos móviles G-, aerobios o anaerobios facultativos en la columna de agua. Géneros más comunes:vibrio, Pseudomonas, Flavobacterium, Spirillum, Hyphomicrobium, Cytophaga, Alcaligenes, Erythrobacter En los sedimentos abundan organismos anaerobios como las bacterias sulfatorreductoras (Desulfovibrio) y las arqueobacterias metanógenas en profundidad. Elevada proporción de quimiolitótrofos implicadas en el ciclo del N (Nitrosococcus, Nitrosomonas, Nitrococcus y Nitrobacter).

22 Las cianobacterias incluidas las proclorofitas son importantes por su participación en la producción primaria y por su capacidad de fijar N. Las cianobacterias pueden forman tapetes en zonas intermareales. Los géneros más frecuentes son Trichodesmium, Synechococcus y Prochlorococcus. Trichodesmium Prochlorococcus

23 AAP Son α-proteobacteria, próximas o pertenecientes al género Erythrobacer Se han descubierto bacterias aerobicas fotoheterótrofas anoxigéncias (AAP) Consumen MOD pero si no hay suficiente realizan fotosíntesis para fijar CO 2 Contienen bacterioclorofila a y concentraciones enormes de carotenoides Las AAPs representan el 11 % del total de microorganismos de la zona eufótica en el noreste del océano Pacífico Parecen ser ubicuos en la zona eufótica de los océanos abiertos Se han detectado γ-proteobacterias que contienen un gen muy similar al que codifica en arqueobacterias para formar RODOPSINA (PROTORRODOPSINA).

24 ARQUEAS

25 HONGOS MARINOS Importantes intermediarios en el flujo de energía entre el material detrítico y los niveles tróficos superiores en los ecosistemas marinos, aunque muchos son parásitos Especies halófilas moderadas y halotolerantes. Unas 500 especies descritas, mayoritariamente Ascomicetos. Esporas con apéndices Son frecuentes las especies de Labyrinthula que se encuentran asociadas a algas y plantas marinas. También son frecuentes las levaduras, especialmente los géneros Trichosporium y Saccharomyces en las zonas costeras donde existe mayores concentraciones de MO. Labyrinthula Torpedospora radiata

26 ALGAS MARINAS Básicas en la entrada de energía al ecosistema marino Grupos más comunes: Diatomeas y otras Crisofitas, Dinoflagelados (Pirrofitas), Cocolitofóridos (Haptofitas), Clorofitas, Rodofitas, Feofitas. Peridinium Cocolitofórido Las Clorofitas y Crisofitas muestran sus concentraciones máximas en las regiones superiores del mar, entre 0 y 30 m de profundidad. Las algas rojas y pardas pueden aparecer a profundidades algo mayores.

27 La mayoría de las Feofitas o algas pardas son marinas. Comprenden más de 1500 especies y se extienden desde la zona litoral superior a la sublitoral a más de 200 m de profundidad en las aguas tropicales claras. Macracystis Sargassum Kelp Las pirrofitas pueden formar Blooms (mareas rojas)

28 PROTOZOOS MARINOS Unión crítica en la cadena alimentaria marina Grupos más característicos: Radiolarios, Acantarios y Foraminíferos Radiolarios Grupos comunes: Flagelados, Rizópodos y Ciliados Acantarios Recientemente se han descubierto tanto a grandes profundidades como cerca de la superficie, nuevos eucariotas de tamaño muy pequeño que parecen depredar picoplancton (0.2-3 µm). Algunos de ellos son fotosintéticos

29 Link Sink (descomposición)

30 Bikonts ancestrally biciliate eukaryotes Unikonts ancestrally uniciliate eukaryotes Amoebozoa "Typical" amoeba Mycetozoan slime moulds Pelobionts + Entamoeba Animals Opisthokonts Choanoflagellates Ichtyosporea Fungi (+ Microsporidia) Nucleariid amoeba Excavates Euglenozoa, Heterolobosea Malawimonas Oxymonads Trimastix Jacobids Diplomonads Retortamonads Carpediemonas Parabasalia Chromalveolates Alveolates Cryptophytes Stramenopiles Haptophytes Centrohelid Heliozoa Apusomonads Red algae Plantae Plants + green algae Glaucocystophytes Foraminifers Cercozoa Radiolaria Rhizaria DHFR-TS fusion mitochondria Eukaryotes Prokaryotes Bacteria Archaea Stechmann & Cavalier-Smith, Curr Biol (2003)

31 VIRUS MARINOS Aparecen en estos medios asociados a organismos acuáticos (microorganismos, plantas y animales). Probablemente los organismos más abundantes en el medio marino (del orden de virus/ml en aguas superficiales) Agentes importantes de control del bacterioplancton y fitoplancton. Responsables del 10-50% de la mortalidad de los microorganismos. Papel importante en la estructuración de las cadenas tróficas marinas y el ciclo del C y el N en los océanos

32 ZONACIÓN DE LOS SISTEMAS LENÍTICOS La zona fótica abarca la zona litoral y parte de la limnética. Su profundidad llega hasta el punto de compensación (punto más profundo con una penetración eficaz de la luz y la actividad fotosintética se equilibra con la respiración.

33 BACTERIAS Composición en especies muy diversa. Existen bacterias acuáticas fototróficas, y quimiotróficas pero la mayoría son heterotróficas. LAGOS Las condiciones son más estables que en ríos, la mayoría de los microorganismos son autóctonos. La mayor parte de las bacterias lacustres son bacterias heterotróficas. En aguas limpias predominan los bacilos G- y los géneros Achromobacter, Lavobacterium, Brevibacterium, Micrococcus, Sarcina, Bacillus, Pseudomonas, Nocardia, Streptomyces,Micromonospora; Cytophaga, Vibrio, Spirillum. Existen también bacterias pedunculadas de los géneros Caulobacter e Hyphomicrobium. Bacterias autotróficas: Cianobacterias (Anabaena, Microcystis) y bacterias fotosintéticas anaerobias verdes y rojas. Bacterias quimiolitotrofas (importantes en los ciclos del N, S y del Fe, como Nitrosomonas, Nitrobacter o Thiobacillus. Caulobacer Hyphomicrobium

34 DISTRIBUCIÓN VERTICAL DE LAS BACTERIAS EN LAGOS La distribución depende de parámetros como la penetración de la luz, la temperatura o la concentración de oxígeno. ÓXICO ZONA FÓTICA ANÓXICO CIANOBACTERIAS SULFATORREDUCTORAS CHROMATEACEAE CHLOROBIACEAE HETEROTRÓFICAS

35 SISTEMAS LÓTICOS (RÍOS) En zona de cabecera, pobre en nutrientes,flujo rápido, baja Tª,sombra y alta concentración de O 2. Domina la materia orgánica alóctona. Predominan bacilos G- y bacterias pedunculadas que geman o tienen apéndices para fijarse al sustrato como Hyphomicrobium, Caulobacter, Gallionella y Pseudomonas. La mayoría son heterotróficas. Algas y cianobacterias epilíticas. En tramos medios, disminuye la velocidad, aumenta Tª, menos sombra, sustrato más fino, más PP autóctona, vegetación litoral Predominan bacterias de las familias Pseudomonaceae, Bacillaceae y Enteromonaceae. También aparecen espiroquetas, bacterias nitrificantes y especies de Azotobacter, Vibrio, Spirillum, Thiobacillus, Micrococcus, Sarcina, Nocardia, Streptomyces, Cytophaga. En el curso bajo se produce gran deposición de sedimentos.aguas más turbias, ricas en nutrientes, elevada producción primaria fitoplanctónica Gran influencia de las mareas, muerte de los organismos ESTENOHALINOS que son sustituidos por organismos EUROHALINOS.

36 HONGOS ACUÁTICOS Son organismos heterótrofos muy importantes como descomponedores en ambientes acuáticos (degradan proteínas, azúcares, almidón grasas, pectinas, hemicelulosa, celulosa, lignina y quitina). En entornos acuáticos se encuentran representantes de todos los grupos de hongos aunque los verdaderos hongos acuáticos son ficomicetos, especialmente algunos Chytridiales y Saprolegniales. Rhyzophydium Saprolegnia Algunos son parásitos (controlan las poblaciones algales) y otros saprófitos. Escasos en aguas oligotróficas, son frecuentes en ríos en donde existen también numerosos deuteromicetos como Lemonniera

37 LEVADURAS Frecuentes en lagos y otras masas de agua dulce, los géneros más frecuentes son Torulopsis, Candida, Rhodotorula y Cryptococcus. Rhodotorula

38 ALGAS DE AGUAS CONTINENTALES -Importantes Productores Primarios, junto con cianobacterias y bacterias fotosintéticas anoxigénicas -Los grupos más importantes son Clorofitas, Crisofitas (diatomeas y otras), Euglenofitas y Pirrofitas -Las poblaciones muestran una distribución vertical en función de parámetros ambientales principalmente luz, nutrientes y temperatura, - Su crecimiento está favorecido en sistemas lénticos, especialmente en las grandes masas de agua, pudiendo dar lugar a blooms Dinobryon Clorofitas Euglena Peridinium

39 PROTOZOOS ACUÁTICOS Importantes depredadores de fitoplancton, bacterioplancton y formas pequeñas de zooplancton - Muy diversos: Flagelados, ciliados, rizópodos (Paramecium. Vorticella, Amoeba, Didinium ) -Algunas especies están adaptadas a bajos contenidos de O 2 (Bodo) Vorticella Stentor Didimium

40 PROBLEMAS EN LOS RÍOS Importantes aportes industriales y urbanos de MO. Aportes de residuos tóxicos (metales pesados, pesticidas, etc.). Aportes de fertilizantes agrícolas. Cuando existen aportes de MO, si no son excesivos el río puede autodepurarse, si son muy altos se altera drásticamente la microflora. Predominan las bacterias coliformes, estreptococos fecales y algunas especies de Bacillus, Proteus, Clostridium, Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Thiobacillus y virus del grupo entérico. Marcada deficiencia de O 2. Producción de malos olores y de compuestos tóxicos para los organismos superiores. La DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) mide el O 2 consumido por un cuerpo de agua y da una idea de la cantidad de MO en el agua que puede ser oxidada por los organismos de forma rápida. MEDICIÓN: La muestra de agua es aireada hasta la saturación, se coloca en una botella herméticamente cerrada y se incuba a 20 ºC durante 5 días. Tras la incubación se determina el O 2 residual. Sphaerotilus natans