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Arnaldoa

Print version ISSN 1815-8242On-line version ISSN 2413-3299

Arnaldoa vol.24 no.2 Trujillo July/Dec. 2017

http://dx.doi.org/http://doi.org/10.22497/arnaldoa.242.24208 

ARTÍCULOS ORIGINALES

Picocystis salinarum (Prasinophyceae, Chlorophyta) en las Salinas de Chilca, Lima, primer registro para el Perú

Picocystis salinarum (Prasinophyceae, Chlorophyta) in Salinas de Chilca, Lima, first record for Peru

 

Ronald Tarazona Delgado1,2; Haydee Montoya Terreros1,3; Mauro Mariano Astocondor1,3; Egma Mayta Huatuco1,3

1 Laboratorio de Simbiosis Vegetal, Museo de Historia Natural, UNMSM, Av. Arenales 1256, Apartado 14-0434, Lima 14, PERÚ.

2 Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal, Centro de Ciências Humanas e Naturais, UFES, Av. Fernando Ferrari 514, CEP 29075-910, Vitória, Espírito Santo, BRASIL. ronald.mtd@hotmail.com

3 Instituto de Investigación de Ciencias Biológicas, Facultad de Ciencias Biológicas, UNMSM, Ciudad Universitaria, Av. Venezuela cuadra 34, Lima 1, PERÚ.haydmon@yahoo.com ,mmarianoa@unmsm.edu.pe , emaytah@unmsm.edu.pe


Resumen

El presente trabajo reporta, por primera vez para Perú y la región sudamericana, a la prasinofita Picocystis salinarum R. A. Lewin en las Salinas de Chilca (lagunas La Milagrosa y La Mellicera), Cañete, Lima. Se realizaron colecciones de estos ecosistemas acuáticos costeros-someros en 2014 y 2015; la gradiente de salinidad estuvo en el rango de 120 a 172 ‰ y pH entre 8,06-8,41; adicionalmente se tienen otros registros que confirmarían que se trata de una microalga eurihalina. El aislamiento y cultivo de P. salinarum en medio f/2 fue clave para su identificación taxonómica, puesto que esta microalga exhibió polimorfismo en condiciones déficit de nutrientes con variación en su morfotipo esférico a trilobulado; este último corresponde al fenotipo distintivo del género. P. salinarum fue dominante en las Salinas de Chilca sugiriendo que posee mecanismos de resistencia al estrés salino, además de la escasez de competidores y predadores herbívoros.

Palabras clave: picoplancton, prasinofita, morfotipo trilobulado, cultivo.


Abstract

The present work reports, for the first time for Peru and the South American region, the prasinophyte Picocystis salinarum R. A. Lewin in Salinas de Chilca (La Milagrosa and La Mellicera lagoons), Cañete, Lima. Collections of these coastal-shallow aquatic ecosystems were made in 2014 and 2015; the salinity gradient was in the range of 120 to 172 ‰ and pH between 8.06-8.41; in addition there are other records that would confirm that it is a euryhaline microalgae. The isolation and cultivation of P. salinarum in f/2 medium was key for its taxonomic identification, since this microalga exhibited polymorphism in nutrient deficit conditions with variation in its spherical morphotype to trilobed; the latter corresponding to the distinctive phenotype of the genus. P. salinarum was dominant in Salinas de Chilca, suggesting that it has mechanisms of resistance to saline stress, in addition to the shortage of competitors and herbivorous predators.

Keywords: picoplankton, prasinophyte, trilobed morphotype, culture.


Introducción

La investigación de organismos picoplanctónicos se centra principalmente en ambientes marinos, a pesar de que los lagos salinos son numerosos en todo el mundo (Last, 2002) las publicaciones escasas sobre el registro de picoplancton en estos ambientes salinos, indican claramente la importancia de estas algas diminutas en el rol trófico de los cuerpos de agua que habitan (Somogyi et al., 2014).

Las prasinofitas son un grupo de microalgas que exhiben una considerable diversidad con respecto a la forma y tamaño de la célula, número de flagelos, presencia de escamas, mecanismos mitóticos y características bioquímicas, como pigmentos accesorios y productos de almacenamiento (Fawley et al., 2000; Latasa et al., 2004). La visión taxonómica de la clase Prasinophyceae ha cambiado profundamente en los últimos años con la descripción de nuevas especies que presentan características morfológicas inusuales, llegándose a demostrar que esta clase es un sistema de taxonomía artificial, porque estos organismos tienen un origen parafilético (Steinkötter et al., 1994; Guillou et al., 2004; Lemieux et al., 2014). Las formas cocoides han sido incorporadas a este grupo (Fawley et al., 2000; Latasa et al., 2004; Lemieux et al., 2014), caracterizándose por pertenecer al picoplancton y estar restringidos a hábitats marinos o aguas continentales salinas (Guillou et al., 2004; Krienitz et al., 2012).

La hidrografía de la Costa Peruana está constituida por una variedad de ecosistemas superficiales como humedales tropicales y subtropicales (lagos, lagunas, pantanos) de aguas dulces, salobres y saladas, en su mayoría restringidas a poca distancia del litoral costero, siendo una fuente importante de diversidad biológica. La particularidad de estos ecosistemas como las lagunas costeras con fluctuaciones hídricas y de salinidad ha favorecido la presencia y en algunos casos la dominancia de especies tolerantes a condiciones extremas como el estrés salino (Montoya & Golubic 1991; Montoya, 2009; MINAM, 2015). En el Perú, estudios sobre la flora microalgal fitoplanctónica en ecosistemas acuáticos costeros salinos y salobres han sido realizados por Maldonado (1943), Chacón (1980), Montoya & Olivera (1993), Montoya (2009) y Montoya et al., (2006, 2012).

Picocystis salinarum R. A. Lewin es una prasinofita cocoide y debido a su posición clave como principal productor primario en las redes alimenticias de hábitats salinos, es necesario poner atención a su distribución probablemente generalizada, además P. salinarum puede representar un vínculo entre los hábitats marinos y de agua dulce, tanto desde el punto de vista ecológico como filogenético (Krienitz et al., 2012) por lo que su estudio es de gran interés.

La presente investigación reporta por primera vez la presencia de P. salinarum en las Salinas de Chilca, Perú, así mismo se da a conocer características morfo-ecológicas que amplían el conocimiento de la especie.

Material y métodos

Área de estudio

Las Salinas de Chilca son humedales costeros constituidos por tres lagunas medicinales: La Milagrosa, La Mellicera y La Encantada (Figura 1), caracterizándose por ser de aguas salobres, alcalinas y particularmente las dos primeras son verdes y con presencia de peloides (barros minero-medicinales), el entorno de estas corresponde a la formación del desierto sub-tropical, sus suelos son del tipo aluvial con presencia de escasa vegetación (Cerón et al., 2005; ProNaturaleza, 2010). En esta investigación se evaluaron las lagunas La Milagrosa y La Mellicera.

La laguna La Milagrosa; llamada antiguamente Santa Cruz de las Salinas, es la laguna principal de las Salinas de Chilca, situada a 2 km de la ciudad de Chilca y a 1,5 km del Océano Pacífico; en el km 69 al Sur de Lima, Cañete. El área de la laguna está comprendida en terrenos de depósitos salinos, tiene una morfología alargada e irregular, de 200 m longitud y 50 m de ancho con una profundidad de 0,90 m (Maldonado, 1943; Chacón, 1980). Laguna La Mellicera está ubicada a 250 m de la laguna La Milagrosa, es de forma cuadrangular, ocupa un área de 784 m2 y una profundidad de 1 m, el relieve de su orilla se encuentra modificado por una deposición de concreto (Maldonado, 1943).

Métodos

Se hicieron colectas en 2014 y 2015 seleccionándose puntos de muestreo adecuados y colectándose muestras de fitoplancton cerca de la zona litoral a 0-20 cm de la superficie de los ambientes acuáticos (Prescott et al., 1978). Las muestras de agua se filtraron por un tamiz de 50 μm para separar invertebrados pequeños y restos sólidos, fueron llevadas frescas al laboratorio para su inoculación en medio de cultivo y observación microscópica bajo el microscopio compuesto Nikon. Las submuestras fueron fijadas y preservadas en formalina al 5% y lugol. Los parámetros físico-químicos del agua fueron registrados in situ simultáneamente con el muestreo, la salinidad fue medida con el refractómetro Vee Gee STX-3 y el pH con el potenciómetro Hannah HI 98130.

Para el aislamiento y formación de cultivos unialgales se utilizó el medio f/2 (Guillard, 1975) agarizado (1,8%) donde se sembraron directamente las muestras recolectadas en placas que fueron incubadas en un cuarto de cultivo (fotoperiodo 18:6 L: O, 1250 ± 100 lx y 28 ± 2 °C), después de reconocer el crecimiento algal se inspeccionaron las colonias y se realizaron plaqueos sucesivos hasta obtener las cepas aisladas, que fueron replicadas en medio líquido según su crecimiento y reproducción.

Para la identificación teniendo en cuenta los caracteres morfológicos, se utilizó datos morfométricos y microfotografías, comparándose con bibliografía especializada de Lewin et al. (2000), Shubert (2003) y Neustupa (2015).

Resultados y Discusión

Taxonomía y descripción morfo-ecológica de Picocystis salinarum R. A. Lewin

Picocystis salinarum pertenece a la división Chlorophyta, clase Prasinophyceae, en la actualidad el género Picocystis no se encuentra dentro de un orden y familia definidos (Krienitz & Bock 2012; Guiry & Guiry 2017).

En las muestras ambientales y cultivos con crecimiento inicial, las células son esféricas o ligeramente ovaladas, de aproximadamente 2-3 µm de diámetro. Cada célula tiene un cloroplasto parietal, generalmente en forma de copa y bilobulado. Pirenoide ausente, no hay presencia de flagelos, ni setas, ni escamas superficiales en la célula. Proliferación celular por división binaria, sin evidencia de reproducción sexual.

En cultivos viejos; a partir de un mes donde el medio se encuentra empobrecido en nutrientes por el metabolismo celular, las células son trilobadas con un diámetro de 3-4 µm (Figura 2), los dos lóbulos laterales contienen cada uno un lóbulo del cloroplasto mientras que el lóbulo central ha de contener el núcleo. No se encontró este morfotipo en muestras ambientales.

Se identificó también a Chlorella peruviana (Figura 3) en las muestras recolectadas, la cual junto a P. salinarum dominaron en el fitoplancton de ambas lagunas. Es rescatable mencionar la presencia del microcrustáceo Artemia sp. La gradiente de salinidad y pH en las dos colectas en la laguna La Milagrosa estuvo entre 172, 152 ‰ y pH 8,41, 8,24 y para la laguna La Mellicera estuvo entre un rango 126,120 ‰ y pH 8,27, 8,06 respectivamente (Tabla 1).

Los morfotipos de P. salinarum de las Salinas de Chilca coinciden con la descripción de la especie tipo (Lewin et al., 2000), las células son normalmente esféricas u ovales, de 2 a 3 µm de diámetro y tienden hacia una forma trilobulada en condiciones de escasez de nutrientes en cultivo (Figura 2). Este morfotipo particular es presumiblemente una consecuencia de la reducción en el volumen del citoplasma, pero no del plastidio bilobado o el núcleo y de la contracción de la pared celular, que sugiere que las paredes celulares son inusualmente flexibles. Cuando las células están en suspensión, los lóbulos laterales, que presumiblemente son más altos en contenido de lípidos, tienden a flotar más arriba, mientras que el lóbulo nuclear, evidentemente más pesado, cuelga por debajo de ellos (Lewin et al., 2000).

En las muestras de las Salinas de Chilca se observó que la comunidad fitoplanctónica completamente dominada por clorófitos cocoides en estadios vegetativos y reproductivos por medio de división binaria que inicialmente según las observaciones microscópicas y lo detallado por Chacón (1980) se presumía que C. peruviana (Trebouxophyceae, Chlorophyta) era la única especie que conformaba el fitoplancton, sin embargo el aislamiento y cultivo de las células dieron también como resultado la presencia de P. salinarum. C. peruviana es una clorofita cocoide con cloroplasto parietal bilobulado y de diámetro 2-4 μm (Figura 3), por lo que individuos jóvenes de esta especie tienen una gran similitud con P. salinarum en su morfotipo esférico. Sapozhnikov et al. (2016) identificaron inicialmente a C. minutissima en una laguna hipersalina, observaciones posteriores de la muestra inicial a largo plazo (más de un año), indicaron que las células esféricas se habían transformado al morfotipo trilobulado característico de P.salinarum.

La plasticidad fenotípica que posee P. salinarum de cambiar morfológicamente bajo una determinada condición nutricional sería clave para su identificación, pero otras investigaciones como la de Roesler et al. (2002) encontraron este morfotipo trilobulado en muestras naturales, lo que permitió un fácil reconocimiento del género dentro de la comunidad del fitoplancton, mientras que Krienitz et al. (2012) reportan una cepa de Picocystis que en el ambiente se encontraba en forma esférica, con un diámetro máximo de 5 µm y produciendo cuatro autoesporas, resultando difícil de identificar. Además, caracterizaron esta cepa por la ausencia de la formación del morfotipo trilobulado en cultivo.

Los primeros registros del género Picocystis se dieron en salinas de América del Norte, encontrándose luego en lagunas y aguas termales del este de África, lagunas hipersalinas en el continente asiático y recientemente en aguas residuales (Tabla 1). En cuanto a su nicho ecológico, Roesler et al. (2002) y Schagerl et al. (2015) reportaron que P. salinarum también conformó el principal recurso alimenticio del crustáceo Artemia monica y según la época la flora acompañante eran principalmente cianobacterias, encontrándose también clorófitas y diatomeas (Tabla 1) aunque en todos sus registros Picocystis fue dominante en el cuerpo de agua. Las variaciones de salinidad que fluctuaban entre 26,5 hasta más de 300 ‰ y pH 9,71 a 10,2 (Tabla 1), por lo que la salinidad de las Salinas de Chilca en las temporadas muestreadas (120 a 172 ‰) se encuentra dentro del rango ya reportado, con un menor pH (8,06-8,41) aunque continúa perteneciendo a la categoría de aguas alcalinas. Cultivos de P. salinarum resaltan un óptimo crecimiento entre 30 a 59 ‰ y un rango de pH 4 a 12 (Roesler et al., 2002; Fanjing et al., 2009).

La resiliencia de esta microalga le permite crecer y sobrevivir no solo en rangos amplios de Ph-salinidad, sino también en bajas disponibilidades de luz y oxígeno, aun así conformando la principal fuente de producción primaria y asegurando el mantenimiento del ecosistema durante todas sus épocas (Roesler et al., 2002; Krienitz et al., 2012). La dominancia de P. salinarum en las Salinas de Chilca se puede atribuir a su tolerancia al estrés salino de estos ambientes extremos, la escasez de otros competidores y predadores restringida a los factores físico-químicos impuestos por el hábitat.

A pesar de su carácter distintivo trilobulado, el análisis filogenético es recomendado para la confirmación del género (Guillou et al., 2004; Fanjing et al., 2009; Krienitz et al., 2012; Lemieux et al., 2014), porque P. salinarum es una clorófita única con un linaje filogenético separado dentro de los prasinófitos (Guillou et al., 2004), por su posición incierta dentro del linaje de las algas verdes así como otros géneros de clorófitas cocoides de aguas continentales es necesaria una reevaluación sistemática (Krienitz & Bock 2012).

El presente estudio amplia el registro de P. salinarum, da a conocer algunas características morfo-ecológicas, confirmando que su presencia está restringida en ambientes continentales salinos dominándolos completa o parcialmente.

Agradecimientos

A la Dra. Tatyana Darienko por sus comentarios y la toma de microfotografías de las cepas del presente estudio. Al Programa Nacional de Innovación para la Competitividad y Productividad (Innóvate-Perú) mediante el contrato 132-FINCyT-IB-2013 por el financiamiento de la investigación.

Contribución de los autores

E. J.: Diseño, ejecución,procesamiento de información y redacción de investigación, J. G.: Diseño, ejecución y redacción, H. M.: Diseño y redacción, T. S.: Colección de muestras vegetales y agua, L. T.: Análisis fisico-químico del agua, N. C.: Procesamiento de información y redacción, A. D.: Colecta de muestras vegetales y determinación taxonómica de los ejemplares.

Conflictos de intereses

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Literatura citada

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Recibido: 10-IX-2017

aceptado: 22-X-2017

publicado online: 30-XI-2017

publicado impreso: 15-XII-2017