SALUDOS: WILLIAM ZAPATA

VARIABILIDAD TEMPORAL DEL NUTRIENTE LIMITANTE PARA EL FITOPLANCTON EN LA ZONA LIMNÉTICA DE LA REPRESA LA FÉ

(ANTIOQUIA, COLOMBIA), ESTABLECIDO CON BASE EN EL MÉTODO DE ENRIQUECIMIENTO ARTIFICIAL

Asesores

John Jairo Ramírez Restrepo (Instituto de Biología)

Fernando León Gutiérrez (Instituto de Química)

Presentado por:

William Alexander Zapata Restrepo

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Medellín, de 2007

Mis agradecimientos para John jairo Ramírez por haber creído siempre en mí, a las personas que hicieron posible mi superación y lucha día a día para conseguir mis objetivos.

Este trabajo de grado lo dedico especialmente a los que siempre me han acompañado y a los que no se encuentran hoy conmigo, pero que sin embargo nunca se han ido de mi corazón

TABLA DE CONTENIDO

Paginas

INTRODUCCIÓN……………………………… 1

ANTECEDENTES……………………………... 3

PROBLEMA........................................................ 4

HIPÓTESIS........................................................... 5

OBJETIVOS......................................................... 6

JUSTIFICACIÓN................................................. 7

METODOLOGÍA................................................. 8

RESULTADOS

DISCUCION

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA..................... 17

INTRODUCCIÓN

La limnología en los trópicos se encuentra aún en un periodo de exploración y descripción. Sin embargo, aunque la aplicación de los principios limnológicos postulados para las zonas templadas no es siempre claro, más aún en el caso de los trópicos ecuatoriales suramericanos, existen, según Lewis (2000), dos principios limnológicos que pueden transferirse entre latitudes: 1) el crecimiento de las algas en un lago a cualquier latitud está limitado por la disponibilidad de uno o más nutrientes, y 2) un aumento en la disponibilidad de los mismos –bien sea artificialmente o naturalmente- producirá alteraciones notables en muchas características del lago y conducirá a lo que se denomina eutrofización.

Aunque parezca irrelevante para el contexto de esta investigación, en la concepción original de Liebig no se hablaba –como lo hace Lewis (2000) en el parágrafo inicial de este escrito– de uno o más nutrientes, sino de una sola sustancia en cualquier tiempo dado. Si se añade más de esa sustancia, el crecimiento se incrementará, pero si se añade cualquier otra el crecimiento permanecerá inalterado.

En 1840 Justus Liebig propuso la ‘ley del mínimo’:

“… si un nutriente está presente en mínima cantidad, el crecimiento será mínimo. Esto es cierto sin importar cuán abundantes sean los demás. El crecimiento es entonces dependiente de la cantidad de suministros presentes en menor proporción”.

Inicialmente, el concepto se aplicó únicamente al efecto de la nutrición mineral sobre el crecimiento individual de las plantas, sin embargo, fue siendo generalizado por Blackman (1905) -no sólo al crecimiento sino a factores metabólicos- y Shelford (1911) a la distribución de una especie, lo cual hizo que el concepto fuese perdiendo capacidad restrictiva, una característica obligatoria en cualquier ley científica. La ley de Liebig en sí se fundamenta en la premisa de que, dada una determinada estequiometría celular de las plantas, el nutriente que controlará la cantidad máxima de biomasa vegetal es aquel que es consumido primero y que alcanza un mínimo antes que otros nutrientes relativos a tal estequiometría (Salas y Martino, 1981). Los limnólogos, con base en una gran cantidad de investigaciones realizadas en altas latitudes, le atribuyen al fósforo la característica de ser el factor que limita la productividad primaria de todo un nivel trófico o la productividad secundaria de toda una comunidad. Para las latitudes tropicales y en especial para las ecuatoriales (las localizadas hasta los 100 de latitud Norte o Sur) esta generalidad no parece ser cierta, como se discutirá más adelante.

La extrapolación de la ley del mínimo a todas las comunidades y assemblages, ha sido de gran utilidad en los programas de eutrofización.

La eutrofización es un incremento en la entrada de entropía a un cuerpo de agua, el cual debe ser disipado por fuerzas neguentrópicas contrarias; de no ser así, el cuerpo de agua desaparecerá irremediablemente y, al comportarse como un sistema cerrado sin posibilidad alguna de disipar dicho incremento, alcanzará la entropía máxima.

Nauman (1910) aplicó por primera vez las ideas de autores anteriores sobre eutrofización a sus estudios del plancton y observó que existía una respuesta inteligible de las asociaciones fitoplanctónicas y de las características ambientales a los cambios en las condiciones nutritivas; esto es, al aumento o a la disminución del aporte energético alóctono y/o autóctono. Denominó a estos estados eutrofia y oligotrofia respectivamente. El corolario es entonces que ante cualquier cambio en la proporción de nutrientes, el agrupamiento responderá de una forma característica. Por ello, esta investigación se fundamenta en los siguientes supuestos teóricos:

1. Que la tasa de crecimiento de una población dada en un intervalo temporal particular responde, en términos de crecimiento, a la adición de aquel nutriente que se encuentre en una concentración tan baja que lo convierta en limitante; esto significa que responderá al aumento de energía o entropía disponible.

2. Que si la población no responde a dicha limitación quizás esta siendo limitada por otro u otros factores o crece en condiciones de suficiencia de nutrientes.

3. Que la agrupación fitoplanctónica responde como colectivo, y no en forma individual, al aumento en la concentración del nutriente limitante. Si diferentes especies del agrupamiento fitoplanctónico estuviesen limitadas por diferentes nutrientes, la respuesta buscada sería difícil de evaluar.

4. Que las mudanzas en el grueso de la zona de mezcla, en la concentración de oxígeno y en el ambiente lumínico, tan importantes en el ambiente exterior a las bolsas de experimentación, alterarán poco, –por no decir nada– la situación creada en el interior de las bolsas.

Para avalar el cumplimiento de esta última condición, se eligió

1. Trabajar con agua de la superficie y no de otras profundidades; por tanto, el agua que se enriquece es la de la superficie y se espera esté limitada por nitrógeno.

2. Considerar que la estratificación permanente de la zona de estudio, que independiza la parte superior de la columna de agua –una condición casuística y no determinada por el experimento– se imita en el interior de las bolsas, por eso se consideran microcosmos. Dicho ambiente puede considerarse entonces homogéneo y regido por una sola variable: la limitación de nutrientes, como es deseable en un desarrollo experimental.

PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

Se han realizado varios estudios de eutrofización artificial con delineamiento factorial en represas tropicales entre los que figuran los efectuados en Brasil (Teixeira y Viera, 1976; Sobue et al., 1977; Henry y Tundisi, 1982; Toledo et al., 1980; Henry y Tundisi, 1983; Henry et al., 1987; Henry y Simäo, 1988; Ibáñez, 1988; Henry, 1990; entre muchos otros); en Venezuela, las investigaciones de, González y Ortaz, (1998); en el embalse la Mariposa; en la frontera entre Perú y Bolivia, en el lago Titicaca, Warwick et al. (1984); y en Argentina, en diferentes sectores del río Paraná, Ursein y Tell (1994), Bonetto et al. (1991), Pedrozo et al. (1992) y Bonetto et al. (1994). En muchas de estas publicaciones es el fósforo el nutriente limitante mientras que en otras lo es el nitrógeno.

En los ambientes leníticos ecuatoriales, tropicales, y templados, aquéllos que se estratifican estacionalmente o que tienen una mezcla limitada a los primeros metros de la columna de agua, presentarán la más severa limitación de nutrientes debido a la separación de una zona de alta demanda de nutrientes y otra de acumulación de los mismos, por una frontera transicional variable que impide el paso de material disuelto y gases. Sin embargo, según Lewis (2000, 2002) en los ambientes leníticos tropicales (y ecuatoriales), la variación intraestacional en el grueso de la zona de mezcla fertiliza la columna superior o zona de crecimiento con los nutrientes acumulados en las aguas más profundas, lo que los haría más eficientes en el uso de nutrientes que los lagos naturales o artificiales templados. Este efecto se vería incrementado y favorecido por las altas temperaturas de las aguas profundas de estos cuerpos de agua que regenerarían –debido a la acción microbiana– a mayor velocidad las formas disponibles de nutrientes.

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