Efectos del cu y del ph sobre la adecuación biológica de ceriodaphnia dubia (Richard 1894) (crustacea, cladocera) en experimentos de microcosmos

Abstract

La gran complejidad de los ecosistemas acuáticos ha dificultado detectar respuestas poblacionales a cambios en las condiciones del ambiente y distinguirlos de aquellos que surgen como consecuencia de interacciones biológicas. La aproximación usualmente utilizada ha sido establecer correlaciones entre variables ambientales tales como la temperatura, el pH y la disponibilidad de alimento y los cambios efectivamente observados en la dinámica de las poblaciones naturales. Sin embargo, este enfoque con frecuencia genera errores en las estimaciones inferidas. Esta situación ha llevado a efectuar estudios poblacionales a escala de micro y mesocosmos en los que las variables pueden aislarse y las causas de sus variaciones identificarse con mayor exactitud. Una causa importante de perturbación antrópica en ecosistemas acuáticos es el incremento de metales pesados, entre los que se destaca el cobre por su reconocida toxicidad. Sin embargo, el estudio del comportamiento químico del cobre en solución entrega evidencia de que la abundancia de la forma tóxica del cobre (cobre iónico) es fuertemente dependiente del pH. Esta tesis estuvo dirigida a evaluar en experimentos de microcosmos el efecto del cobre iónico dependiente del pH sobre la adecuación biológica de Ceriodaphnia dubia, especie zooplanctónica frecuente en los ecosistemas acuáticos continentales. Se realizaron dos grupos de experimentos: de sobrevivencia y fecundidad y de dinámica poblacional. En los primeros, se manipuló el pH y la concentración de cobre, econtrándose evidencia experimental tanto del efecto negativo del pH ácido, como del cobre evidenciado por diferencias significativas entre controles y tratamientos en los rasgos de historia de vida y atributos poblacionales analizados. En consecuencia, en los experimentos de dinámica poblacional sólo se manipuló la concentración de cobre iónico biológicamente disponible pero se mantuvo constante el pH. Los resultados de ambos experimentos fueron concordantes y mostraron un importante efecto tóxico del cobre evidenciado por diferencias significativas entre controles y tratamientos en la sobrevivencia y en la fecundidad. La edad promedio de la primera reproducción se atrasó, el número de neonatos producidos por hembra y el número de las camadas disminuyeron con el incremento en la concentración de cobre a ambos pH. R0 siempre fue menor a pH 6 que a pH 8 y se relacionó negativamente con el incremento en la concentración de cobre a ambos pH. El cobre también afectó significativamente la dinámica poblacional al producir un retardo en el crecimiento y posterior declinación del tamaño poblacional en la concentración menor y una mortalidad masiva que determinó la extinción de la población en la concentración mayor. Se propone un valor menor de toxicidad del cobre que el citado en la literatura para el grupo de cladóceros. Se discuten los potenciales efectos que el incremento del cobre en solución pudiera tener sobre comunidades que ocupan una posición central en las redes tróficas acuáticas.

The great complexity of the aquatic ecosystems has hindered the detection of population responses to conditions of environmental changes and to distinguish them from those that develop as a consequence of biological interactions. The approach usually used has been to correlate the environmental variables such as temperature, pH and food availability with the changes observed in natural populations dinamic. However, this procedure frequently generates errors in the inferred estimates. This situation has furthered population studies at a micro and mesocosms scale in which the variables can be isolated and the causes of the variations identified more accurately. An important cause of anthropic disturbance in aquatic ecosystems, is the enrichment with heavy metals; among these, copper stands out for its important toxicity. However, the study of dissolved cooper chemical behavior evidences that the abundance of the toxic form of copper (ionic copper) is strongly dependent on the pH. This thesis was focused to evaluate, in microcosms experiments, the effect of the pH dependance of the ionic copper on the fitness of Ceriodaphnia dubia, a frequent zooplanktonic species of fresh-water ecosystems. Two groups of populational experiments were carried out : survival and fecundity and a population dynamic one. In the first ones, the pH and the copper concentration were manipulated, obtaining experimental evidences that both, the negative effect of the acid pH, and the ionic copper on the life history atributes of the population shown by significative differences between controls and life history atributes and population parameters analized. Consequently, in the population dynamic experiments the concentration of ionic copper biologically available was only changed at a constant pH. The results of both experiments were concordant and showed an important copper toxic effect that was evidenced through significant differences in survival and fecundity between controls and treatments. At both pH, the average age at the first reproduction increased, the number of neonates produced by female and the number of broods diminished with the increment in copper concentration. R0was smaller at pH 6 than at pH 8 and was negatively related with the increment in copper concentration. Copper also affected significatively the population dynamics through a population delay and later decline at the smallest concentration; in the higher concentration a massive mortality determined the population's extinction. A smaller value of toxicity for Cladocera is proposed than the one cited in the literature. The potential effects that the cooper enrichment of natural ecosystems could have on community level that occupy a central position in the trophic aquatic nets, are discussed.