Caracterización de la biodiversidad acuática de una vertiente del Salar de Carcote, calidad del agua y variaciones estacionales

Abstract

El Salar de Carcote ubicado a 21°22’36’’S-68°20’55’’O, en la II Región de Antofagasta a 3690msnm corresponde a uno de una serie de sistemas límnicos remanentes de paleolagos desarrollados desde el final del Pleistoceno (̴ 3Ma). Tanto su origen como su desarrollo han generado condiciones que le permiten albergar a comunidades biológicas muy particulares. El salar se encuentra expuesto a fuertes presiones ambientales especialmente ligadas a la disponibilidad de agua, la cual se ve modificada tanto por factores naturales como antropogénicos por lo que es altamente sensible a variaciones en su composición fisicoquímica y biológica, a pesar de lo cual se cuenta con escasa información acerca de la ecología de sus comunidades acuáticas, principalmente asociadas a las vertientes que lo alimentan, y de la respuesta biológica relativa a estas perturbaciones. En vista de estos antecedentes, se realizó un estudio comparativo de la biodiversidad del Salar de Carcote mediante una investigación exploratoria de su dimensión composicional destinada a describir los principales elementos de la comunidad acuática (abundancia, riqueza y diversidad de fitoplancton, zooplancton y macroinvertebrados bentónicos) de una de sus vertientes, analizar su distribución en el ambiente y determinar la calidad de agua por medio de índices bióticos entre campañas pre y post invierno altiplánico. Para el fitoplancton se encontraron 21 taxa, donde los más abundantes corresponden a Dentícula y Amphora, Para el zooplancton se identificaron 6 taxa siendo el más abundante el Copépodo Diacyclops seguido del Cladócero Alonella. En cuanto a los macroinvertebrados, se encontraron 25 taxa donde el género dominante correspondió a Heleobia. Si bien no hubo diferencias significativas (p>0,05) en la variación de la abundancia, riqueza o diversidad para los tres grupos analizados, sí se observó alternancia en los taxa más abundantes y taxa cuya presencia fue registrada sólo en una de las campañas. Además, el zooplancton mostró ser el grupo más sensible al gradiente ambiental de salinidad dado con el curso natural de la vertiente (ANCOVA p<0,05). Se realizó un análisis de redundancia lineal RDA cuyo resultado arrojó que para el fitoplancton la temperatura incide significativamente en la varianza de los datos la cual se explica en un 51% y para el zooplacton donde se explica un 56% de la varianza, la variable que más contribuye es el pH. Ninguno de los modelos mostró una separación clara de los puntos medidos por campaña de muestreo. Los resultados de este análisis para los macroinvertebrados no fueron significativos. Se comparó la biodiversidad encontrada con aquella disponible para otros sistemas de vertientes de la zona correspondientes al Salar de Ascotán y Salar de Huasco encontrándose similitudes menores a un 45% para los tres grupos analizados. En cuanto a la calidad de agua, se encontró valores promedio de pH 7,7, temperatura de 21°C, conductividad de 1215μS y 6mg/L de oxígeno disuelto. Sólo el pH y la conductividad tuvieron variaciones significativas entre campañas (p<0,05). Los resultados de los índices bióticos difieren entre sí entregando cada uno una categoría distinta que va desde Bastante pobre a Excelente, sin embargo, ninguno varió entre campañas.

Carcote Salar is located at 21°22’36’’S-68°20’55’’O in the Antofagasta Region at 3690 mosl. It corresponds to a series of remnant paleolakes systems developed since the end of the Pleistocene (±3 Ma). Its origin and development have generated environmental conditions which maintain special biological communities. The Salar has been exposed to strong environmental pressures specially related to water availability, since it is modified by natural factors as human ones, for this it is highly sensible to physical and chemical variations. Up to now there is scarce information related to the ecology of their aquatic communities associated to the Salar springs and their response to these perturbations. With these antecedents, we performed a comparative analysis of the biodiversity of the Carcote Salar by an exploratory study of their components in order to describe the principal components of the aquatic community (abundance, richness and diversity of phytoplankton, zooplankton and benthonic macroinvertebrates) of one salar spring analyzing their environmental distribution and determining the water quality by biotic indexes between campaigns at pre and post rains. 21 phytoplankton taxa were found, being the more abundant Dentícula and Amphora. Zooplankton composed by six taxa with the Copepod Diacyclops as the most abundant followed by the Cladoceran Alonella. 25 taxa of macroinvertebrates were found, being the mollusca Heleobia the dominant genus. Although there were no significant differences (p>0,05) in abundance, richness and diversity between campaigns we did observe alternate of the more abundant taxa presence and specimens which were only found in one campaign. Besides, zooplankton showed to be the more sensible group to salinity gradient present in the natural spring stream flow (ANCOVA p<0,05). The lineal redundance analysis RDA explains the 51% of the phytoplankton variation with a strong influence of temperature. In case of zooplankton it explains 56% of variance and pH affects significantly the data results. None of the models used showed a clear separation at the different sites measured at each sampling campaign. Results from this analysis for macroinvertebrates were not significant. The biodiversity was compared with the information available for other springs from Ascotán Salar and Huasco Salar. We found less than 45% similitude for the three groups analyzed. The water showed a pH average values of 7,7, temperature values reaching 21°C, conductivity of 1215μS and 6mg/L of dissolved Oxygen. Conductivity and pH showed significant variations between campaigns (p<0,05). The results of the biotic indixes differ among them showing a different category varying from Very poor to Excellent. Nevertheless, none of them varied between campaigns.

EI uso de enzimas adaptadas/activas a bajas temperaturas tiene un alto potencial en terminos de menores costos energeticos, aplicaciones terapeuticas y menor contaminacion microbiana en procesos industriales. Las bacterias de origen marino antartico mantienen su metabolismo a muy bajas temperaturas, por 10 que son particularmente deseadas para la identificacion de dichas enzimas. Las lipasas son enzimas lipoliticas de gran utili dad en la industria biotecnologica. Sus aplicaciones involucran a la produccion alimenticia, de detergentes, farmacos enantiomericamente puros, cosmeticos, sintesis de compuestos quimicos, de biopolimeros y agroquimicos, entre otras. Se aislaron bacterias de origen marino antartico, que producen enzimas lipoliticas extracelulares con alta actividad a bajas temperaturas. Se selecciono la mejor cepa y se realize un analisis del DNAr 16S, que identifico a la cepa como Psychrobacter sp. El DNA genomico de este microorganismo se utilize para realizar una busqueda de un gen de lipasa utilizando partidores disefiados a partir de los alineamientos multiples de secuencias aminoacidicas de lipasas con actividad a bajas temperaturas, que son las pertenecientes al grupo de lipasas sensibles a hormonas (HSL) de las especies procariontes. Esto permitio clonar y secuenciar el DNA que codifica parcialmente para una lipasa (240 pb, 80 aa). A partir del fragmento de gen de lipasa obtenido se determinaron las secuencias de los extremos 3 y 5 , mediante tecnicas de genome walking estandarizadas en el laboratorio. Se encontro un ORF de 1.293 pb, que codifica para un polipeptido de 431 aminoacidos y que presenta un 89% de identidad con una lipasa previamente descrita de Moraxella sp (lip2). Ademas, se identificaron dos regiones altamente conservadas: los peptidos HGGG y GDSAG que son motivos caracteristicos del grupo HSL. Tambien se obtuvieron las secuencias rio arriba y rio abajo de este gen. El gen de lipasa fue clonado en los vectores de expresion pET22b( +) Y pMAL-c2E y fue integrado exitosamente en las cepas E. coli BL21(D3E) y TBl. Las cepas seleccionadas fueron inducidas con IPTG para obtener la proteina lipasa recombinante. La lipasa producida por el sistema de expresion E. coli BL21(D3E)/pET22b(+) se obtuvo de forma insoluble, por 10 que no se continuo su caracterizacion, AI utilizar el sistema de expresion E. coli TB lIpMAL-c2E, se logro producir y purificar una proteina de fusion soluble de aproximadamente 90 kDa con actividad lipolitica. La temperatura a la cual se alcanzo la maxima actividad en las condiciones ensayadas fue de 20°C a pH 8.0 y la energia de activacion de 5,5 kcal/mol entre los 5 y 15°C en el mismo pH.