Estimación D La Clorofila

COMPARACIÓN DE LA ESTIMACIÓN DE LA CLOROFILA-a MEDIANTE LOS MÉTODOS ESPECTROFOTOMÉTRICO Y FLUOROMÉTRICO

Comparation of Spectrophotometric and Fluorometric Measurements of Chlorophyll-a

CARLOS RIVERA R.1, ÁNGELA ZAPATA A.1, GABRIEL PINILLA2, JHON DONATO2, BEATRIZ CHAPARRO3, PAOLA JIMÉNEZ1

1Departamento de Biología, Unidad de Ecología y Sistemática, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.

2Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia. Sede Bogotá.

3Corporación Autónoma y Regional de Cundinamarca.

Presentado abril 29 de 2005, aceptado julio 21 de 2005, correcciones septiembre 6 de 2005.

RESUMEN

En cuatro ecosistemas acuáticos de montaña del altiplano Cundiboyacense, Colombia, se compararon mediante un análisis de regresión los datos de clorofila-a obtenidos a partir de los métodos espectrofotométrico (fórmula tricromática) y fluorométrico (método de Welschmeyer). El análisis demostró que el método espectrofotométrico sobreestimó la concentración de clorofila-a , pero se puede utilizar con precaución en ambientes de baja trofia. Se halló una ecuación que permite relacionar las medidas de clorofila-a obtenidas con las dos metodologías.

Palabras claves: Clorofila-a , espectrofotometría, fluorometría, humedales, ecosistemas acuáticos de montaña.

ABSTRACT

In four mountain aquatic ecosystems of altiplano Cundiboyacense, Colombia, we compared through analysis regression data set of chlorophyll-a obtained with spectorophotometric (tricromatic formula) and fluorometric (Welschmeyer) methods. The analysis showed that the spectrophotometric method overestimated the chlorophyll-a concentration, but it could be used with precaution in the lower trophic environments. An equation that relates the two chlorophyll-a measures was obtained.

Key words: Chlorophyll-a , spectrophotometry, fluorometry, wetlands, mountain aquatic ecosystems.

INTRODUCCIÓN

La concentración de clorofila-a se utiliza para estimar en forma indirecta la biomasa de las comunidades fitoplanctónicas, debido a que es el principal pigmento fotosintético presente en las algas (Gregor y Marsálek, 2004). La clorofila-a también es un indicador del grado de contaminación de los ecosistemas acuáticos y un importante índice del estado fisiológico del fitoplancton (Pinto et al., 2001). Para estimar la clorofila existen diferentes métodos, procedimientos y modelos matemáticos, desarrollados con el objeto de minimizar los errores ocasionados por la presencia de otros pigmentos fotosintéticos y de algunos compuestos químicos en el agua (APHA, 1998). Los métodos cromatográficos modernos permiten la cuantificación exacta de la clorofila y todos sus derivados (HPLC); sin embargo, este tipo de tecnología es de limitado acceso en laboratorios pequeños por sus altos costos. El método espectrofotométrico puede estar fuertemente sesgado por el estado fisiológico de la clorofila, pero es muy utilizado debido a que el equipo requerido se encuentra en cualquier laboratorio de análisis de agua. Para cuantificar la clorofila, se reportan en la literatura diferentes solventes (acetona, metanol, etanol, entre otros) y procedimientos de extracción (maceración, sonicación, calentamiento y congelamiento), además de la aplicación de ecuaciones (monodi y tricromáticas) que utilizan distintas longitudes de onda (Banderas et al., 1991; Pérez et al., 2002; Ramírez y Alcaráz, 2002). Algunas revisiones detalladas analizan los inconvenientes que ofrecen estos procedimientos en la exactitud de la cuantificación de la clorofila (Rowan, 1989). Dentro de los procedimientos más discutidos que pretenden determinar con mayor exactitud la cuantificación de clorofila-a , está la estimación de sus derivados (feopigmentos) mediante la acidificación de la muestra. En la práctica, este procedimiento conduce en muchas ocasiones, a la obtención de valores negativos de clorofila-a (Bührer, 1991). Las muestras que contienen sedimentos pueden presentar una variedad de pigmentos no identificados y derivados de la clorofila, por lo que la acidificación puede ser inadecuada (Rowan, 1989).

También se ha cuestionado el uso de ecuaciones y procedimientos que no requieren de acidificación, como la fórmula tricromática de Jeffrey y Humprey (APHA, 1998), por no considerar los derivados de la clorofila (feofitinas y feoforbidos). A pesar de esto, se han empleado con algunas modificaciones en aguas donde los productos de degradación son bajos, como los lagos de montaña con baja concentración de nutrientes (Donato, 2001; Felip y Catalán, 2000). El método fluorométrico de Welschmeyer (1994) es más sensible y preciso en la cuantificación de la clorofila en relación con los métodos espectrofotométricos debido a que no se ve afectado por la presencia de feopigmentos y clorofilab en la muestra. Sin embargo, este método requiere un equipo que tampoco es común en la mayor parte de los laboratorios de análisis de agua. Dada la urgencia de caracterizar nuestros ecosistemas acuáticos e interpretar funcionalmente algunas variables extensivas del fitoplancton, el objetivo de este trabajo fue analizar y comparar los datos de clorofila-a obtenidos con los métodos espectrofotométrico (fórmula tricromática) y método fluorométrico (Welschmeyer, 1994) en muestras de agua provenientes de cuatro ecosistemas acuáticos de montaña de Colombia.

Teniendo en cuenta lo anterior y considerando la necesidad de seguir empleando los procedimientos espectrofotométricos en Colombia, se plantearon las siguientes preguntas: ¿Los valores de clorofilaa obtenidos con el método espectrofotométrico con ecuación tricromática representan adecuadamente los valores de clorofila en sistemas acuáticos de montaña? ¿En qué límites de valores de clorofila y de nutrientes se puede utilizar este método?

MATERIALES Y MÉTODOS

Las muestras se tomaron en el lago Guatavita, Colombia, (L. Guatavita), y en tres humedales del altiplano Cundiboyacense, Colombia, (H. Llano Grande, H. Briceño y H. Siberia), durante campañas realizadas entre abril y agosto de 2003 (Tabla 1). El lago de Guatavita está ubicado en el municipio de Sesquilé, presenta un diámetro de 400 m, una profundidad máxima de 30 m, es monomíctico, no tiene afluentes ni efluentes superficiales, y la cuenca

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