1.- INTRODUCCION AL CURSO 2.- FLORACIONES ALGALES EN AGUAS CONTINENTALES PLANCTONICA Y BENTONICAS

Transcripción

1 1.- INTRODUCCION AL CURSO 2.- FLORACIONES ALGALES EN AGUAS CONTINENTALES PLANCTONICA Y BENTONICAS Dr. Oscar Parra B. Unidad/Depto. de Sistemas Acuáticos Centro EULA y Facultad de Ciencias Ambientales Universidad de Concepción Lunes 9 de Enero 2017 ( hrs.)

2 Contenido 1. Introducción al curso. 2. Que son las floraciones ( blooms ) algales, cuales son los grupos de algas que las conforman y cuales son los factores que las determinan. 3. Floraciones algales en ambientes acuáticos continentales y marinos en Chile. 4. Floraciones de especies planctónicas y bentónicas en aguas continentales (dulces). 5. Aspectos taxonómicos y ecológicos de las floraciones algales en aguas continentales. 6. Aspectos metodológicos para el estudio de las algas 7. Proyectos de investigación orientados al estudio de las floraciones algales. 8. Referencias bibliográficas de base.

3 1. Introducción al curso.

4 PROGRAMACION CURSO/SEMINARIO Floraciones Algales en Aguas Continentales: Aspectos taxonómicos, moleculares, ecológicos, paleolimnológicos y sus implicancias para la salud de la población Profesores/Expositores: Dra. Nathalie Fagel, Bélgica Dra. Annick Wilmotte, Bélgica Dr. Carlos Bicudo, Secretaría de Medio Ambiente, Estado de Sao Paulo, Brasil Dr. Oscar Parra, Centro EULA y Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción Dr. Roberto Urrutia, Centro EULA y Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción Dr. Ricardo Figueroa, Centro EULA y Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción Dra. Viviana Almanza, Centro EULA y Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción Dra. Patricia Gonzalez, Centro EULA y Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción Dra. Carolina Baeza, Centro EULA y Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de Concepción

5 Lunes 9 de Enero 2017 Mañana: horas: Introducción al curso e inicio de tema: Floraciones algales de aguas continentales planctónicas y bentónicas. Oscar Parra : Café : Taxonomía y Ecología de los principales géneros causantes de floraciones algales en aguas continentales. Carlos Bicudo : Horario de Almuerzo Tarde: : Las floraciones como indicadoras de contaminación. Carlos Bicudo : Café : Las floraciones algales como un problema global: eutrofización y cambio climático. Roberto Urrutia. Martes 10 de Enero 2017 Mañana: : Aproximaciones moleculares a la taxonomía y ecología de cianobacterias. Annick Wilmotte : Café : Base genéticas de cianobacterias. Annick Wilmotte : Horario de Almuerzo Tarde: :00: Experiencia de Chile: Géneros de mayor ocurrencia, floraciones y factores ambientales determinantes. Viviana Almanza : Café : Normativas, experiencias de estudios limnológicos, monitoreo y manejo de lagos. Ricardo Figueroa.

6 Miércoles 11 de Enero 2017 Mañana: horas: Herramientas paleolimnológicas para el estudio de las floraciones algales. Natalie Fagel : Café : Técnicas de datación aplicadas en estudios paleolimnológicos. Nathalie Fagel : Horario de Almuerzo Tarde: : Salida a Terreno, visita y tomas de muestras a las Lagunas Urbanas de Concepción. Dra. Viviana Almanza, Dr. Roberto Urrutia, Dra. Nathalie Fagel, Dra. Annick Wilmotte; Dr. Ricardo Figueroa, Oscar Parra y Carlos Bicudo. Jueves 12 de Enero : Trabajo en Laboratorio. Dra. Viviana Almanza, Dr. Roberto Urrutia, Dra. Nathalie Fagel, Dra. Annick Wilmotte; Oscar Parra y Carlos Bicudo : Café: : Trabajo en Laboratorio y Discusión : Horario de Almuerzo Tarde: : Floraciones tóxicas y aspectos relacionados con su gestión en Salud Pública. Patricia Gonzalez : Café : Las floraciones algales en aguas dulces y los Programa de Seguridad del Agua. Carolina Baeza.

7 SEMINARIO/TALLER: Gestión ambiental de floraciones algales en sistemas acuáticos continentales para su control, prevención e impacto en la calidad de vida y salud de la población. Viernes 13 de Enero 2017 Programa del Seminario/taller: : Abertura del Seminario: Dr. Evelyn Habit, Directora del Programa de Doctorado : El enfoque interdisciplinario para enfrentar la complejidad ambiental de las floraciones algales en ecosistemas acuáticos continentales. Oscar Parra : La experiencia brasileña en las investigaciones de floraciones algales nocivas en aguas continentales. Carlos Bicudo : Café : La experiencia en Europa en las investigaciones de floraciones algales nocivas en aguas continentales. Nathalie Fagel y Annick Wilmotte : Horario de almuerzo : Floraciones algales nocivas en aguas continentales en Chile. Viviana Almanza/Roberto Urrutia : Propuesta de un sistema de alerta temprana para la gestión de floraciones algales nocivas en Chile. Patricia Gonzalez : Café : Los Programas de Seguridad del Agua y su relación con las floraciones algales nocivas u otras manifestaciones de deterioro de la calidad del agua para el abastecimiento de la población. Carolina Baeza Discusión y Cierre.

8 CERTIFICACION Y EVALUACION DEL CURSO/SEMINARIO Certificado con evaluación Certificado por asistencia (mínimo 75%) Evaluación: Sobre la base de un trabajo grupal (2 a 3 participantes) sobre temas que se distribuirán en el cuarto día (Jueves 12 Enero) y que se deberá entregar, una semana después (Jueves 19 de Enero). El informe deberá tener como máximo 10 páginas.

9 N Nombre Profesión Lugar de Trabajo 1. Astudillo Jara, Pamela Ingeniero Civil Químico, PUCV ESSBIO 2 Ascencio Vargas, Enrique Licenciado en biología- biólogo (candidato), UdeC eascencio@udec.cl 3 Badilla Obreque, Álvaro Ingeniero Civil Industrial, U. de Chile alvaro.badilla@essbio.cl ESSBIO 4 Balboa Luna, Cristian Biólogo, UdeC. cristian.balboa@essbio.cl ESSBIO 5 Barrios Pizarro, Ximena Ing. Civil en Biotecnología, U. de Chile ximena.barrios@essbio.cl ESSBIO 6 Beltrán Romero, Manuel Licenciado en Biología, UdeC manubeltran@udec.cl -- 7 Collazo Aranda, Arnaldo Cursando Doctorado Ciencias Ambientales acollazo40@gmail.com 8 Concha Saavedra, Scarlett Ingeniera Ambiental UdeC scarlettconcha@udec.cl 9 Díaz Valle, Karina Magister en Ciencias, U. de Chile Biólogo, PUCV kdiazvalle@ug.uchile.cl 10 Díaz, Paula Estudiante Ing. Ambiental paudiazs@udec.cl 11 Espinoza, Pamela Estudiante Ing. Ambiental pamelespinoza@udec.cl 12 Henríquez Oñate, María Ing. Civil en Biotecnología, U. San Teresa Sebastian maria.henríquez@essbio.cl ESSBIO 13 Hermosilla Jiménez, Valeria Químico Ambiental y Lic. Ciencias ambientales mención Biología vhermosilla@ug.chile.cl 14 Pino Guajardo, Doris Ing. Ejecución Químico, USACH 15 Rodríguez López, Líen Cursando Doctorado Ciencias Ambientales 16 Rojas Catalán, Gabriel Listado de Participantes Biólogo marino, UdeC doris.pino@essbio.cl lienrodriguezlopez@gmail.com gabriel.rojas@ifop.cl ESSBIO 17 Salvo Pereira, Jacqueline Biólogo y Doctor en Ciencias Ambientales, Udec jacqueline.salvo@ifop.cl IFOP 18 Seguel Rojas, Romanet Cursando Magister en Ciencias, mención Oceanografía, UdeC. romanet.seguel@ifop.cl 19 Stuardo, Cristina Biólogo Marino, UdeC cristina.stuardo@ifop.cl IFOP 20 Yañez Lemus, Claudia Biología Marina/ UdeC claudiayanez@sanpedrodelapaz.c l IFOP Municipalidad de San Pedro de la Paz

10 2. Que son las floraciones ( blooms ) algales, cuales son los grupos de algas que las conforman y cuales son los factores que las determinan.

11 Qué es una floración algal? Periodos de ocurrencia? Se conoce como floración algal el crecimiento explosivo de una población de microalgas generalmente uniespecífica con un incremento significativo de la biomasa en un corto período de tiempo. Ocurren generalmente en el periodo de primavera y estival debido a las condiciones ambientales favorables como: mayor temperatura, luminosidad y estratificación de la columna de agua, entre otras.

12 Que son las algas? Alga es un término colectivo que se aplica a un grupo de organismos (micro- a macroscópicos) de naturaleza vegetal, extremadamente heterogéneo y diverso morfológicamente, en su mayoría eucarióticas y con cromoplastos de color, forma, número y posición variados.

13 LAS ALGAS PARTE DEL MUNDO MICROBIANO Virus Bacterias Protozoos Algas Hongos (levaduras y mohos)

14 Los principales grupos o clases taxonómicas de las algas Los principales grupos o clases taxonómicas de las algas fitoplanctónicas y fitobentónicas son las siguientes. Cianoficeas o Cianobactarias, Crisofíceas, Xantofíceas, Bacillariofíceas o diatomeas, Dinofíceas, Criptofíceas, Euglenoficeas Clorofíceas. Ref. bibliogr.: Parra O. & C. M. Bicudo "Algas de Aguas Continentales: Introducción a la Biología y Sistemática". Ediciones Universidad de Concepción. 268 pp.

15 Nueva Clasificación utilizada a nivel de clase Antigua clasificación Bacillariophyceae Cryptophyceae Cyanobacteria Dinophyceae Xantophyceae Chrysophyceae Chlorophyceae Euglenophyceae Clasificación actual Bacillariophyceae Cryptophyceae Cyanobacteria Dinophyceae Xantophyceae Chrysophyceae Synurophyceae Trebouxiophyceae Ulvophyceae Zygnematophyceae Klebsormidiophyceae Chlorophyceae Euglenophyceae

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18 Dónde viven?, plasticidad ecológica!!!!!

19 Ecosistemas lóticos= ríos Ecosistemas lénticos= lagos

20 Tramos o Segmentos de un río

21 TIPOS DE COMUNIDADES ALGALES EN UN CUERPO ACUÁTICO (Parra & Bicudo 1996) Macrofita sumergida Macrófitas Centro de Ciencias Ambientales, EULA-Chile, Unidad de Sistemas Acuáticos Universidad de Concepción

22 ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL ESTUDIO DEL FITOPLANCTON (1) Identificación de las especies: Uno de los problemas básicos en el estudio del fitoplancton es determinar las especies presentes en una muestra de agua y la abundancia de cada una de ellas. La determinación de la abundancia numérica de especies Es particularmente importante cuando se realizan estudios de trofodinámica, ya que para calcular la biomasa fitoplanctónica es necesario conocer previamente la concentración de células. Centro de Ciencias Ambientales, EULA-Chile, Unidad de Sistemas Acuáticos Universidad de Concepción

23 ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL ESTUDIO DEL FITOPLANCTON (2) La determinación de la densidad de células o Cantidad de células por volumen de agua. Es importante en estudios de sucesión temporal de especies dentro de una comunidad, de caracterización de masas de agua y de contaminación, ya que es de esperar que una especie incremente su concentración en aquella masa de agua en donde las condiciones ambientales sean más favorables para su crecimiento. Finalmente, la información acerca de la cantidad de células es también importante en trabajos experimentales con cultivos, debido a que las variaciones en su número puede dar una idea general de la dinámica de su crecimiento. Centro de Ciencias Ambientales, EULA-Chile, Unidad de Sistemas Acuáticos Universidad de Concepción

24 Fitoplancton grupos principales 1 Algas verdes Pigmentos verde-pasto; unicelulares, filamentosas, coloniales; reserva de almidón Diatomeas Paredes de sílice, buena preservación en los sedimentos de lagos (estudios paleolimnológicos); edible; aguas frías e iluminadas, almacenamiento de lípidos en las células.

25 Fitoplancton Grupos principales 2 Algas verdeazules Cyanobacteria La mayoría inedible (o menos-edible); formadoras de blooms o floraciones; fijadoras de nitrógeno; almacenadoras de P; formas tóxicas Otras muy apetecibles como la Spirulina y el Nostoc!!!! (Altiplano) Aphanizomenon Microcystis Chroococcus Anabaena Aphanizomenon utreach/importance.php NRRI image NRRI Image

26 PP Fitoplancton grupos principales 3 Dinoflagelados, Cryptofitas, Crysófitas Edibles Flageladas algunas pueden migrar a zonas o capas con luz óptima y temperatura Pigmentos diversos según el grupo Formadoras de blooms o floraciones tóxicas (rojas y café) NRRI Image

27 FITOBENTOS/PERIFITON Son algas que crecen adheridas a superficies como rocas, arena, sedimentos y plantas más grandes. Son productores primarios e indicadores sensibles de cambios ambientales especialmente en aguas corrientes o lóticas (ríos, esteros o arroyos). Porque están adheridas a un sustrato, este conjunto integra perturbaciones químicas y físicas a lo largo del río. Por lo tanto, son buenos indicadores ecológicos.

28 Fitobentos (Perifiton): Algas adheridas El Perifiton es a menudo clasificado segun el substrato donde crece: Epilítico (sobre rocas) Epifítico (sobre plantas) Epipélico (sobre sedimentos) Epipsámmico (sobre arena)

29 DIATOMEAS BENTICAS Cocconeis Synedra Dentro de las microalgas, el grupo de las diatomeas generalmente es utilizado como indicador biológico de contaminación en cuerpos de agua lóticos. Epithemia

30 MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE DIATOMEAS DEL SEDIMENTO

31 Algunas poblaciones de algas forman floraciones ( blooms ) que pueden llegar a cubrir los cuerpos de aguas ach/importance.php

32 Grupos formadores de floraciones Dinophyceae Dinoflagelados Ceratium spp. Mal olor Disminución valor estético (color) Obstrucción de filtros Bacillariophyceae Diatomeas Didymosphenia geminata Didymosphenia geminata Mal olor Disminución valor estético (color y biomasa) Obstrucción de filtros Euglenophyceae Euglenas Disminución valor estético (color y biomasa) Euglena sanguinea Bellinger & Siguee (2010)

33 Bellinger & Siguee (2010) Ulotrichaceae Obstrucción de filtros Disminución valor estético (biomasa) Ulothrix Chlorophyceae Cladophora glomerata Didymosphenia geminata Mal olor Obstrucción de filtros Disminución valor estético (biomasa) Zygnemataceae Obstrucción de filtros Disminución valor estético (biomasa) Spyrogira

34 Trebouxiophyceae Disminución valor estético (biomasa) Botryococcus Cryptophyceae Mal olor Cryptomonas Chrysophyceae Didymosphenia geminata Mal olor Dinobryon Synurophyceae Mal olor Mallomonas elongata Bellinger & Siguee (2010)

35 Tipologías de Floraciones de cianobacterias Unesco ( 2009)

36 Mats (marañas frondosas de algas) Diversidad de géneros de algas en ecosistemas de agua dulce de Polonia Tipos de ecosistemas de agua dulce de Polonia Pikosz & Messyasz (2016)

37 Mats ( marañas ) de Cladophora glomerata (Chlrophyceae) Pikosz & Messyasz (2016)

38 Características de varios géneros de algas filamentosas Mats o Marañas de Algas Pikosz & Messyasz (2016)

39 Factores que determinan la ocurrencia de floraciones La eutrofización de los sistemas acuáticos debido al incremento de nutrientes (P y N). Aportes puntuales de aguas residuales domésticas e industriales no tratadas con altos contenidos de N y P. Aportes difusos de aguas provenientes del lavado de suelos de áreas cultivadas y fertilizadas, de campos con alta carga ganadera. Largo tiempo de renovación o permanencia del agua en el cuerpo acuático favoreciendo la dominancia de algunas especies. Incrementos de T, de la intensidad lumínica, vientos calmados, estabilidad de la columna de agua.

40 Scheffer et al. (1997); Scheffer and Van Nes (2007); Paerl (2008) Salud humana Ecosistemas Usos del recurso hídrico Efectos de las floraciones

41 3. Floraciones algales en ambientes acuáticos continentales y marinos en Chile.

42 Floraciones de microalgas en Chile La información histórica sobre floraciones algales en Chile se ha centrado en gran parte en los ambientes estuarinos y marinos. En ecosistemas de aguas dulces es, en general, escasa y más aún de aquellas de naturaleza tóxica. Estas, han sido registradas en cuerpos de agua (lagunas y lagos pequeños) cercanos y dentro de centros urbanos, como es el caso de Valparaíso y Concepción (Parra 1987, Campos et al. 2002, Parra et al., 2016, Almanza et. al., 2016)

43 Floraciones algales tóxicas en el ambiente marino en Chile En Chile los registros del fenómeno son bastante antiguos. Aunque se detectó por primera vez en 1972 en Magallanes, XII Región, hay estudios que confirman que ha estado en la zona desde mucho antes. Las condiciones de luz y temperatura de las aguas australes favorecen el crecimiento de la microalga productoras de toxinas, el dinoflagelado Alexandrium catenella, cuyo veneno paralizante provoca la muerte de las personas que consumen mariscos contaminados. Hoy son muchos los lugares entre la región de los Lagos, Aysén y Magallanes, donde la extracción de mariscos (cholgas, choritos, almejas) está vedada. La necesidad de investigar sobre el fenómeno llevó a Conicyt a convocar a concursos Fondef específicos para el Programa de Marea Roja en mabientes marinos.

44 Cianotoxinas Metabolitos secundarios producidos por más de 40 géneros de cianobacterias Alcaloides (+20): Anatoxinas y saxitoxinas (neurotoxinas) Función: Mecanismos de defensa Contrarrestar la competencia con otras algas Mecanismo para su mantenimiento bajo condiciones o entornos fluctuantes adversos (Sabart et al., 2010). Respuesta fisiológica a la foto-oxidación (Paerl & Otten, 2013) y a los efectos perjudiciales de los radicales de oxígeno (p.e. peróxido de hidrógeno) (Dziallas & Grossart, 2011). Tóxicos para otros organismos. En cada cepa (in vitro o en la naturaleza) la producción de toxinas varía con el tiempo y las condiciones ambientales. Los niveles de toxicidad varían para la misma especie, en el mismo cuerpo de agua y durante una misma floración. Estructuralmente muy diversas. Brena (2012)

45 Cianotoxinas Alcaloides (+20): Anatoxinas y saxitoxinas (neurotoxinas) Péptidos (90): Microcistinas y nodularinas Lipopolisacaridos (?): Pared celular de gram negativos Aminoácido no proteinogénico (BMAA): Brena (2012)

46 Cianotoxinas Una especie produce varias cianotoxinas Poblaciones tóxicas y no tóxicas Varias especies producen la misma cianotoxina Brena (2012)

47 Cianotoxinas Comparación de toxicidad de toxinas biológicas (IP en ratón) Brena (2012)

48 Cianotoxinas, Naturaleza Química, Nombre y Organo afectado afectado Hepatotoxinas Neurotoxinas Dermotoxinas Neurotoxinas Dermotoxinas 48

49 Efectos en la salud humana: Microcistinas Casos de intoxicación pasan desapercibidos debido a lo inespecífico de los síntomas 49

50 Efectos en la salud humana: Microcistinas Hígado normal Hígado después de la acción de las microcistinas Carmichael (1994); Gheringer et al. (2004); Andrinolo y Sedan (2012)

51 Efectos de las microcistinas en animales A y C.) Aspecto macroscópico normal B y D.) Hinchazón de los hepatocitos, vacuolización citoplasmática, necrosis o apoptosis y hemorragia parenquimatosa. Miller et al. (2010), Fisher (2011) 51

52 Efectos de las microcistinas en plantas Plántulas de mostaza, una semana de edad, MC-LR 0-20 (µg/ml) Posteriores efectos en los cultivos por la disminución de las tasas de productividad y generación de productos de calidad inferior Humpage (2011); Gutiérrez-Praena et al. (2014)

53 Efectos de las cianotoxinas en la salud humana Carcinógeno potencial para los seres humanos (Clase 2B): Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer Ingesta: afecciones gastrointestinales y/o hepáticas Contacto directo: piel, mucosas, ojos, oídos Fallo hepático severo Canadá 1959: 30 enfermos Inglaterra 1989: 10 enfermos EE.UU. 1931: enfermos, Río Ohio. 1968, 1974: 23 enfermos, Washington 2004: Casos gastrointestinales e irritación de la piel Brasil 1988: 88 muertos y enfermemos. 1996: 52 muertos y 64 enfermos (Microcistina) Argentina 2007: 1 enfermo China Cáncer de hígado Yu (1995), Xia (2002) Australia 1979: Hospitalización de 141 personas floración tóxica en el depósito de agua potable. 1995: Enfermedad gastrointestinal. 53 Humpage (2011)

54 Unesco (2009) Valores guía de Cianotoxinas Valores guía y limites máximos recomendados de concentración de cianotoxinas en agua. 54

55 Límites adoptados por algunos países de concentración de cianotoxinas Toxina OMS (µg.l -1 ) Australia (µg.l -1 ) Brasil (µg.l -1 ) Canadá (µg.l -1 ) Nueva Zelanda (µg.l -1 ) Microcistina-LR 1 1,3 1 * 1,5 1 (p) Nodularina sg sg 1 (p) sg 1 (p) Cilindrospemopsina sg 1 15 (p) sg 1 (p) Anatoxina-a sg 3 sg sg 6 (p) Anatoxina-a(S) sg sg sg sg 1 (p) Saxitoxinas sg 3 3 (p) sg 3 (p) sg: Sin valor guía, p: provisorio * No especifica variedad 55 Unesco (2009)

56 4. Floraciones de especies planctónicas y bentónicas en aguas continentales (dulces)

57 Especies productoras de floraciones algales en cuerpos de aguas dulce Chile Algunas de las especies mas conspícuas productoras de blooms en sistema acuáticos continentales en Chile corresponde a: Ceratium hirundinella (Müller) Schrank (Dinophyceae) Didymosphaenia geminata (Lyngb.) Schmidt (Diatomophyceae) Microcystis aeruginosa (Kützing) Lemmerman (Cianobacteria/Cyanophyceae)

58 La introducción de especies de fitoplancton por la actividad de acuicultura (Lagos Riesco y los Palos) Ceratium hirundinella Dinophyceae de agua dulce (Parra, 1998) Heterosigma akashiwo (Raphidophyceae marina) (Parra, 1997) El dinoflagelado Ceratium hirundinella se detecto en dos de los tres lagos: Riesco y Los Palos, comprobándose con esto el avance de la colonizaci6n, en los lagos chilenos oligotróficos, por esta especie probablemente introducida como consecuencia de la actividad de la acuicultura.

59 Floraciones de Euglenas en Lo Custodio Euglena sanguinea

60 Recientes reportes de Subpesca han indicado la presencia de la diatomea Didymosphenia geminata, en varios ríos de Chile. Floraciones bentónicas Esta diatomea bentónica, endémica de Norte América, puede llegar a formar grandes floraciones algales en los sustratos de los ambientes acuáticos, provocando severas alteraciones fisicoquímicas y biológicas en los mismos (Bothwell et al., 2009).

61 Didymosphenia geminata (Lyngb.) Schmidt Didymosphenia geminata Schmidt (Diatomophyceae). Penada, bentónica.

62 Sernapesca declara emergencia de plaga de algas en Aysén La presencia de Didymo puede afectar el turismo, puesto que se encuentra en lugares bastante concurridos y recreativos de la zona

63 ASPECTOS MACROSCÓPICOS RIO BIOBIO, sector Troyo (BI-10) RIO BIOBIO, 2016, sector Troyo (BI-10) DIDYMOSPHENIA GOMPHONEIS S. Basualto, 2012 S. Basualto, 2016 Marzo, 2016 Sector Polcura S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2012 S. S. Basualto, Basualto,

64 ASPECTO MACROSCÓPICO GOMPHONEIS SECTOR POLCURA, MARZO 2016 (LA-10) RIO LAJA S. Basualto, S. S Basualto, S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2016

65 Floraciones y Embalses de Centrales Hidroeléctricas

66 Presencia de especies típicas de cuerpos lénticos en el río Biobío, muestreo marzo 2016 BI-20 (Rucalhue) y BI-30 (Vergara) S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2016

67 Floraciones y Embalses de Centrales Hidroeléctricas

68 Presencia de especies típicas de cuerpos lénticos en el río Biobío, muestreo marzo 2016 BI-20 (Rucalhue) y BI-30 (Vergara) S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2016 S. Basualto, 2016

69 5. Aspectos taxonómicos y ecológicos de las floraciones algales en aguas continentales.

70 ESPECIES DE ALGAS El número de especies descritas, según las publicaciones sobre biodiversidad, varía entre 1.4 millones a 1.8 millones (Hammond, 1995). Para las algas, Wilson (1992) estimó en especies, el número de especies descritas, mientras que Hammond (1995) describe un número superior a especies. En todo caso, en lo que concierne a las algas dulceacuícolas, Bourrellly (1972) menciona especies descritas.

71 LAS CLASES DE ALGAS ( PARRA & BICUDO, 1996) En parentesis el porcentaje aproximado de especies de agua dulce Cyanophyceae ( 60%) Phrochlorophyceae (0%) Chlorophyceae (90%) Charophyceae (98%) Chrysophyceae (80%) Xanthophyceae (85%) Bacillariophyceae( 50%) Phaeophyceae (1%) Rhodophyceae (2%) Prasinophyceae (30%) Eustigmatophyceae (%) Haptophyceae(40%) Dinophyceae (7%) Cryptophyceae (50%) Euglenophyceae (97%) Chlorarachniophyceae Chloromonadophyceae (50%)

72 CATALOGOS, MANUALES Y LIBROS Por ùltimo, se debe destacar el esfuerzo realizado por el grupo de investigación de la Universidad de Concepciòn orientado a compilar la informaciòn taxonómica existente, para que sea utilizada como punto de partida y guía por los interesados en estos grupos de organismos. Asì se publican por Parra y Gonzalez (1976, 1977) dos catàlogos que incluye informaciòn sobre las Cyanophyceae y Pyrrophyta, Chrysophyceae, Xanthophyceae, Rhodophyta, Euglenophyta y Chlorophyta. Posteriormente entre los años 1982 y 1983 se publica por Parra O., M. González, V. Dellarossa, P. Rivera & M. Orellana. El "Manual Taxonómico del Fitoplancton de Aguas Continentales; con especial referencia al fitoplancton de Chile". Obra de 5 volùmenes, editado por la Universidad de Concepción y que incluìa en el Vol. 1, Cyanophyceae, Vol. 2, Chrysophyceae-Xanthophyceae, Vol. 3, Cryptophyceae, Dinophyceae y Euglenophyceae, Vol. 4, Bacillariophyceae, y el Vol. 5, (partes 1 y 2), Chlorophyceae, pp , 1286 figs., Otro esfuerzo realizado en esta misma dirección fue la publicaciòn de Parra y Bicudo (1996), titulada "Algas de Aguas Continentales: Introducción a la Biología y Sistemática" tambikèn editada por la Universidad de Concepción y que se realizó pensando en una obra introductoria para aquellos que se querían iniciar en el estudio taxonómico de este grupo de organismos. Sin embargo hay que reconocer que un catálogo de toda las especies de algas dulceacuìcolas al día de hoy no existe para nuestro paìs

73 INVENTARIO TAXONOMICO DE LAS ALGAS DE AGUA DULCE DE CHILE De las 17 clases reconocidas, 16 sin incluir a las Bacillariophyceae, 12 de ellas están representadas en Chile, con un total de 187 géneros y especies. Las clases de algas con mayor riqueza específica conocida, corresponden a: Chlorophycaeae Chrysophyceae Cyanophyceae Xanthophyceae Dinophycaeae y Bacillariophyceae o Diatomeas.

74 CARENCIA DE ESPECIALISTAS Actualmente no existe en el país, especialistas o grupos de especialistas que priorizen los objetivos taxonómicos en la investigaciòn de ambientes acuáticos continentales. Por las dificultades que se tienen para la obtención de recursos que financien estas investigaciones o la formación de especialistas a nivel de postgrados. Al igual que para la gran mayoría de los grupos de organismos se hace necesario la formulación de un plan específico orientado a estimular y proveer con recursos especíicos la investigación y la formación de especialistas en taxonomía de estos grupos.

75 6.- Aspectos metodológicos para el estudio de las algas

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80 Comunidad de fitoplancton: Abundancia relativa (%) R= 80 H (loge) =3,0 Lo Galindo LG Cloro Cripto Cyano Diato Dino Eugle Tres Pascualas R= 84 H (loge) =2,4 Chryso Cloro Cripto Cyano Diato Dino Eugle Xantho Syno Chryso Cloro Cripto Cyano Diato Dino Eugle Xantho Syno Lo Méndez LM Chryso Cloro Cripto Cyano Diato Dino Eugle R= 63 H (loge) =2,5 Análisis MDS

81 Variación estacional de la comunidad LG LTP LM

82 Comunidad de fitoplancton y parámetros fisicoquímicos Razón NT:PT LM 17,62 LG 6,02 TP 18,44 Análisis CCA Bicudo et al. (1999); Pael et al. (2001)

83 De la variada composición de los organismos acuáticos que integran el plancton, se ha desarrollado una rica terminología. Esta terminología está basada en: naturaleza de los organismos presentes en el agua, tamaño, en el lugar que ocupen dentro del cuerpo de agua y permanencia.

84 De acuerdo a la naturaleza del Plancton, se distinguen tres categorías. Bacterioplancton = constituido por bacterias Fitoplancton = el plancton conformado por veqetales, especialmente algas Zooplancton = constituido por animales, especialmente crustáceos, cladoceros y rotíferos. Referente al tamaño de los organismos planctónicos se pueden clasificar en los siguientes términos; según algunos autores. Término Wetzel 1971 Boney 1974 Macroplancton más de 500 m más de 1mm Microplancton de 50 a 500 m menos de 1mm hasta 60 m Nanoplancton de 10 a 50 m 5 a 60 m Ultraplancton de 0.5 a 10 m menos de 5 m Se ha acuñado el término Picoplancton para individuos entre 0.2 a 2.O m.

85 De acuerdo al lugar donde se encuentra, la terminología para el plancton es la siguiente. Limnoplancton = plancton de los lagos Potamoplancto = plancton da los ríos Heleoplancton = plancton de los estanques Hypoplancton = plancton más profundo en un lago Epiplancton = plancton más superficial en el agua La presencia del plancton en la masa de agua (Pelagia) puede ser permanente o esporádica. De allí que se denomina al plancton. Euplancton= individuos que permanecen durante toda su existencia en la zona pelagial. Meroplancton= individuos que permanecen sólo una parte de su existencia en el plancton. Pseudoplancton o Ticoplancton= organismos que accidentalmente integran el plancton por un corto tiempo.

86 el calor la luz los gases los nutrientes El desarrollo de la comunidad planctónica dependerá de la manera como los factores físicos y químicos que lo influencian se distribuyan dentro del sistema, lo que a su vez guarda relación con la geomorfología de la cuenca.

87 1.- Factores Físicos (en parte independientes) - Temperatura - Iluminación - Turbulencia 2.- Factores Químicos (Interdependientes) - Nutrientes inorgánicos - Compuestos orgánicos (vitaminas y antibióticos) 3.- Factores Biológicos - Parasitismo - Predación - Competencia

88 7. Proyectos de investigación orientados al estudios de las floraciones algales.

89 INVESTIGACIÓN, MANEJO/GESTIÓN Y TRANSFERENCIA DE INFORMACIÓN HACIA ACTORES RELEVANTES (PUBLICOS, PRIVADOS) Y LA COMUNIDAD INVESTIGACION Débil Relación MANEJO/GESTION Empiricismo Experimentación Método Científico Política Políticas Socieconómicas

90 Trayectoria de la Investigación de Floraciones de Algas en la Universidad de Concepción Estudios de algas y ecosistemas acuáticos: ríos, lagos y lagunas 2010 Terremoto 27 Febrero. Desabastecimientouso agua lagunas Proyecto CORFO INNOVA FONIS CONICYT EVALUACION RIESGO

91 Identificación, monitoreo y evaluación del riesgo de la población del Gran Concepción ante la presencia de cianobacterias y cianotoxinas X Concurso Nacional de Proyectos de Investigación y Desarrollo en Salud (FONIS) ( )

92 Objetivos del Proyecto Fonis Identificar floraciones algales nocivas de Cyanobacteria en los lagos urbanos del gran Concepción (Comunas de San Pedro de la Paz, Concepción y Coroenel), las toxinas presentes y su concentración, estableciendo un protocolo de monitoreo (ej., analíticos y de muestreo), con los que se pueda identificar la floración tóxica. Evaluar los niveles de riesgo de la población potencialmente expuesta de acuerdo a su perfil sociodemográfico y las principales rutas de exposición a las cianobacterias y toxinas. Determinar los efectos tóxicos de las cianotoxinas sobre diferentes organismos, principalmente sobre los que usualmente son utilizados para elaborar normas de calidad de agua. Realizar una propuesta de educación sanitario-ambiental para la población y las instituciones responsables de la comunicación del riesgo del Gran Concepción, que permita tener una población informada para facilitar las acciones de prevención y control del fenómeno asociado con las floraciones tóxicas.

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94 Propuestas y desafíos Mantener información científica actualizada sobre el estado ecológico de estos cuerpos de agua. Formular planes de manejo y de ordenamiento territorial de estos sistemas con participación de la ciudadanía. Definir usos del cuerpo de agua (ej. natación, navegación, pesca deportiva) de estos cuerpos agua y de su entorno (áreas de recreación, instalaciones deportivas, parque urbano etc.). Propiciar el apadrinamiento de estos cuerpos de agua por parte de empresas e instituciones. Definir una mesa técnica con participación del municipio, servicios públicos con competencia y universidades. Formulación de estudio epidemiológico siguiendo pauta de la OMS.

95 8. Referencias bibliográficas de base.

96 Publicaciones ISI

97 Publicaciones no ISI

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99 Listado de publicaciones (1) BICUDO, C.E.M., R.J.J. RAMÍREZ, A. TUCCI & D.C. BICUDO Dinâmica de populações fitoplanctônicas em ambientes eutrofizados: O Lago das Garças, São Paulo. En: R. Henry (ed.), Ecologia de reservatórios: estrutura, função e aspectos sociais. pp Botucatu, FUNDIBIO, FAPESP. Andrinolo, D., and Ruiz, M. (2011). Manejo y control de cianobacterias en lagos, reservorios y ríos. Alertas. En: Cianobacterias y Cianotoxinas. Giannuzzi, L. (Ed.). Universidad Nacional de La Plata, Instituto Nacional Del Agua Cirsa. 14 pp. Campos, V., Cantarero, S., Urrutia, H., Heinze, R., Wirsing, B., and Neumann, U. (1999).Microcystin in Cyanobacterial Blooms in a Chilean Lake.Systematic and Applied Microbiology. 22: Campos, V., Lisperguer, S., Weckesser, J., Vera, A., and Muñoz, D. (2005). Cyanobacteria and potential risks of toxicity in continental waters of Chile.BoletínMicológico. 20: Campos, V., Muñoz, D., Straube, M., Lisperguer, S., and Weckesser, J. (2007).Péptidos tóxicos y no tóxicos de cianobacterias en cuerpos de agua dulce de la V Región, Chile. Boletín Micológico.22: Chorus, I., and Bartram, J. (1999).Toxic cyanobacteria in water.a guide to their public health consequences, monitoring and managment.london, Chapman and Hall. Cybis, L.F., Bendati, M.M., Maizonave, C.R., Werner, V.R., and Domingues, C.D. (2006).Manual para estudio de cianobacterias planctónicas en aguas de abastecimiento público: Caso da represa Lomba do Sabao e lago Guaiba, Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Porto Alegre, PROSAB: 144 pp. Echenique, R., Giannuzzi L., and Ferrari, L. (2006). Drinking water: problems related to water supply in Bahía Blanca, Argentina. Acta toxicológica Argentina. 14 (2): 2-9. Giannuzzi, L., Colombi, A., Pruyas, T., Aun, A., Rujana, M., Falcione, M., and Zubieta, J. (2009). Cianobacterias y cianotoxinas: identificación, toxicología monitoreo y evaluación de riesgo. Corrientes, Moglia Impresiones. 238 pp. Giannuzzi, L. (2011). Cianobacterias como determinantes ambientales de la salud. Buenos Aires. 158 pp.hudnell, H.K., and Dortch, Q. (2008). A synopsis of research needs identified at the interagency, international symposium on cyanobacterial harmful algal blooms (isoc-hab). En: Kenneth, H., Hudnell, H. (Eds.). Cyanobacterial harmful algal blooms: state of the science and research needs. New York: Springer Science - Business Media KOMÁREK, J Cyanoprokaryota - 3. Teil/ 3 rd Part: Heterocystous Genera. En: B. Büdel, L. Krienitz, G. Gärtner, L. Krienitz & M. Schagerl (eds.), Süsswasserflora von Mitteleuropa 19/3, pp Springer Spektrum, Heidelberg, Berlin. KOMÁREK, J. & K. ANAGNOSTIDIS Cyanoprokaryota. 1. Teil: Chroococcales. En: H. Ettl, G. Gärtner, H. Heynig & D. Mollenhauer (eds.), Süsswasseflora von Mitteleuropa. Spektrum Akademischer Verlag, 548 pp. Heidelberg, Berlin. KOMÁREK, J. & K. ANAGNOSTIDIS Cyanoprokaryota - 2. Teil/ 2 nd Part: Oscillatoriales. En: B. Büdel, L. Krienitz, G. Gärtner & M. Schagerl (eds.), Süsswasserflora von Mitteleuropa 19/2, pp Elsevier/Spektrum, Heidelberg, Berlin. KOMÁREK J., J., KAŠTOVSKÝ, J. JAN MAREŠ & J. R. JOHANSEN Taxonomic classification of cyanoprokaryotes (cyanobacterial genera) 2014, using a polyphasic approach. Preslia 86:

100 Listado de publicaciones (2). KRIENITZ, L. & C. BOCK Present state of the systematics of planktonic coccoid green algae of inland waters. Hydrobiologia 698: Neuman, U., Campos, V., Cantarero, S., Urrutia, H., Henzie, R., Weckesser, J., and Erhard, M. (2000).Co-ocurrence of Non-toxic (Cyanopeptolin) and Toxic (Microcistin) Peptides in a Bloom of Microcystis sp. from a Chilean Lake.Systematic and Applied Microbiology. 23: Nimptsch, J., Osorio,S. and Masotti, I. (2012). Análisis cuantitativo de cianotoxinasen lagos nor-patagonicos. IX Congreso de la Sociedad Chilena de Limnología: Sistemas acuáticos en el límite: amenazas, oportunidades y conocimiento. 23 al 26 de octubre del 2012, Antofagasta, Región Antofagasta, Chile. 82 pp. Paerl, H.W. (1996).A Comparison of Cyanobacterial Bloom dynamics in freshwater, estuarine and marine environment.phycologia. 35: PARRA, O., M. GONZÁLEZ, V. DELLAROSSA, P. RIVERA & M. ORELLANA Manual Taxonómico del Fitoplancton de Aguas Continentales; con especial referencia al fitoplancton de Chile. Editorial de la Universidad de Concepción, Concepción. Vol pp., Vol pp., Vol pp., Vol pp. y Vol pp. Parra, O., M. González, V. Dellarossa, P. Rivera & M. Orellana Manual Taxonómico del Fitoplancton de Aguas Continentales; con especial referencia al fitoplancton de Chile. Editorial de la Universidad de Concepción. Vol. 1. Cyanophyceae. 70 pp. Parra, O. & V. Dellarossa Perfil biológico de un bloom o floración tóxica de una microalga en Laguna Redonda, Concepción, Chile. Departamento de Botánica, Universidad de Concepción. 14 pp. Parra, O., Ugarte E., Mora, S., Liberman, M., Aron, A., and Balabanoff, L. (1986).Remarks on a bloom of MicrocystisaeruginosaKützing.NovaHedwigia, band XXXIII, Braunschweig J Cramer. 34 pp. Parra, O. & C.E.M. Bicudo Introducción a la biología y sistemática de las algas de aguas continentales. Santiago, Chile. 268 pp. Parra, O., Baeza, C., Almanza, V., Urrutia, R., Figueroa, R., Fernandez, X., Orúe, P., González, P., Beltrán, J., Becerra, J., Lara, F., Castillo, L. & N. Muñoz. (2016). Una aproximación interdisciplinaria al estudio de floraciones de algas nocivas (FAN) en lagos urbanos. IV Workshop Interdisciplinario de Investigación e Indicadores de Sustentabilidad. WIPIS. 460 pp. Parra, O., and V. Dellarossa. (1987). Perfil biológico de un bloom de una microalga en Laguna Redonda, Concepción, Chile. Bol. Inf. Limnológico 9:4-19. UNESCO. (2009). Cianobacterias Planctónicas del Uruguay. Manual para la identificación y medidas de gestión. Bonilla, S. (Ed.). Documento Técnico PHI-LAC, N pp. Vera, A. (2005). Determinación de Cianobacterias y Cianotoxinas en Cuerpos de Agua Dulce de la V Región, Chile. Tesis para optar al Título de Biólogo. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. 144 pp. Zuniga, L.R., and Carvajal, M.A. (1990).Cyanobacterial blooms in lakepeñuelas, a drinking water reservoir. Proceedings, II.Biennial Water Quality Symposium.Aug.1990, Viña del Mar/Chile pp.

101 Muchas gracias. 101