UABC

LIMNOLOGÍA

FACULTAD DE CIENCIAS

MEZA

Principal Introducción OrígenFísicaQuímica Biota

 

 

 

V. COMPONENTES BIÓTICOS DEL ECOSISTEMA ACUÁTICO

? Clasificación Ecológica de la Biota de Agua Dulce

Grupos principales de organismos de ambientes acuáticos continentales:

a)      Virus.- El papel en los ecosistemas acuáticos se ha asociado con problemas de salud pública, ejemplo: Hepatitis por la contaminación del agua con heces fecales de personas infectadas. Los virus son parásitos intracelulares obligados, miden 0.02 mm, se incluyen a los fagos que atacan solamente a bacterias y microalgas cianoficeas. Se reconoce su papel en los sistemas acuáticos como reguladores en las poblaciones de cianoficeas que viven en el perifiton.

b)      Bacterias.- Puede haber más de un millón por centímetro cuadrado en las aguas abiertas de lagos y ríos, su número es relativamente bajo cuando es comparado con las concentraciones de bacterias en los suelos. Juega un papel importante dentro de los ciclos biogeoquímicos. Existen diferentes formas de bacterias como son las esferas, bastones, cadenas, cocos, bacilos, estafilococos. Su medida es de 0.2 a 5 mm. Son recicladoras de materia orgánica e inorgánica. Las transformaciones químicas resultantes de la actividad bacteriana incluyen:

·        Fijación de Nitrógeno

·        Desnitrificación

·        Nitrificación

·        Desdoblamiento de celulosa

·        Mineralización de carbono y sulfuro

·        Descomposición de organismos

·        Producción de enfermedades

Las bacterias heterotróficas proveen una capa nutricia para los organismos detritívoros que se alimentan de partículas orgánicas que precipitan hacia el fondo de lagos y ríos. Algunas bacterias son productoras de enfermedades de orden epidemiológico. Por ejemplo, enfermedades del salmón causadas por una bacteria del género Cutophage spp., también están las bacterias quimiolitróficas que son encontradas en el sedimento y partículas en suspensión en aguas naturales, son responsables de la oxidación del amonio-nitrito-nitrato como también responsable de la oxidación del sulfuro de hidrógeno a sulfato y la oxidación del ion ferroso a ion férrico Fe2+ → Fe3+. También estas bacterias producen parches de sulfuro de color amarillo-blanquesino en las planicies lodosas ricas en materia orgánica, ya sea en estuarios o lagos salinos. También son las responsables de la producción de masas gelatinosas de color ocre que se presentan en el fondo de los ríos.

Clasificación de las bacterias en hábitats acuáticos

División Taxonómica

Hábitat

Sustrato

Ejemplos y Productos

Requieren Luz

 

 

 

Fotolitotrófitos o fotoautótrofos

 

H2S o CO2

Bacterias verdes y púrpuras sulfúricas Gen. Chromatium

Fotoorganotróficas o fotoheterotróficas

Capa anóxica turbia debajo de la termoclina de lagos muy profundos o en el fango superficial de marismas y estu.

Sustancias orgánicas y CO2

Bacterias púrpuras no-sulfúricas Gen. Rhodospirillum

No Requieren Luz

 

 

 

Deslizantes

Detritus, sedimentos

Parásitos en otros organismos y en manantiales sulf.

Celulosa, quitina y H2S

Bacterias del género Cytophaga (utiliza celulosa y quitina)

Envainadas

Adheridos a rocas, troncos en aguas lóticas

Orgánicos

Gen. Sphaerotilus

Gemadoras

Arroyos

H2S, depredadoras sobre otras bacterias

Thiodendrom (H2S→S)

Caulobacter (depredadoras)

Espiradas o Curvadas

Aguas dulces eutróficas o salinas

Orgánicos o N2 o depredadores

Spirillium

Bdellovibrio

Esféricas (cocos) y forma de palillos (bastones) gram-negativas y oxicas

Aguas dulces y salinas y como parte de organismos vivos

Orgánicos, N2, CH4

Azotobacter

N2 → N org.

Methylomonas

CH4 → C org.

Bastones anóxicos facultativas gram-negativas

Plantas, tracto digestivo de animales, agua dulce o salina

Parásitos causantes de enfermedades

E. coli

Lactosa→CO2

Gram-negativas anóxicas

Sedimentos anóxicos

SO4, S, N2 o parásitos

Desulfovibrio

(SO4, S → H2S

Gram-negativas Quimiolitotróficas

Sedimentos de lagos oxicos, en ríos y manantiales sulfurosos

Compuestos nitrogenados y sulfurados reducidos

Nitrosomas

NH4+ → NO2

Nitrobacter

NO2 → NO3

Thiobacillus

H2S, S → SO4

Productoras de metano

Hipolimnion anóxico o fango

 

 

CO2

Methanobactrium

CO2 → CH4

 c)      Hongos. Participan en procesos de descomposición de la material orgánica y en los procesos de reciclamiento de material orgánica de tipo animal y vegetal.

Tienen pared celular rígida, de hábitos saprobióticos (saprofitos-saprozooicos) también son parásitos.

Los hongos junto con las bacterias forman delgadas capas en el detrito orgánico y proveen una fuente alimenticia primaria para los invertebrados de hábitats detritófagos. Los hongos al igual que unas bacterias tienen la capacidad de desdoblar la lignina (componente esquelético de hojas y troncos) pudiendo digerir la mayoría de la celulosa y quitina de los artrópodos.

En el proceso de descomposición de detritus los hongos suceden a las bacterias. Los hongos verdaderos y actinomicetos son clasificados en base a su forma y estructuras sexuales.

En los medios acuáticos los ficomicetos, levaduras y hongos imperfectos son los más comunes.

 *Organismos con micelio ramificado verdadero, pero con una organización celular procariotica

División Taxonómica

Hábitat acuático

Ejemplos

Actinomycetes

Hojas húmedas y sedimentos de arroyos y lagos

Actinoplanes

Streptomyces

 *Organismos con células eucarióticas y frecuentemente con un micelio ramificado verdadero

División Taxonómica

Hábitat acuático

Ejemplos

Phycomycetes

 

 

a)      Chytridiomycetes

b)      Oomycetes

Se encuentran en la mayoría de las aguas dulces o salinas o alojados en plantas o animales ya sean vivos o muertos

a)      Rhizophydium (parásito unicelular)

b)      Saprolegnia (algodoncillo en peces, parásito de peces y sus huevesillos)

Ascomycetes y hongos imperfectos

Se encuentran en la mayoría de las aguas dulces o salinas o alojados en plantas o animales ya sean vivos o muertos

 

 

Cryptococcus (levaduras acuáticas)

Basidiomycetes

Frecuentes en medera húmeda

Aureobasidium

 

Plantas Verdes (Algas y Macrófitas)

 Algas

            A pesar de que en hábitats someros pueden presentarse gran cantidad de macróphitas son las microalgas las que verdaderamente dominan la mayor producción primaria en el sistema lacustre. Están presentes como estructuras flotantes, de forma libre o adheridas a algún sustrato.

             Las adheridas dominan las áreas someras de arroyos y lagos transparentes (aguas diáfanas) mientras que las algas flotantes y libres dominan en lagos de gran tamaño en la zona limnética y en las partes más lénticas de los ríos.

             Las algas se clasifican con base a su forma, tamaño, composición del pigmento, tipo de reserva energética, composición de su pared celular y si tiene órganos locomotores o no.

             Contiene dos tipos principales de pigmentos: Clorofilas (molécula compleja compuesta de 4 anillos de C-N rodeando un átomo de Mg) y Carotenos (formados por hidrocarburos insaturados no lineales llamados carotenos, dando el color rojo o anaranjado a los organismos acuáticos que basan su alimentación en algas ricas en este pigmento).

             La clorofila más conocida es la "a" siendo la única que puede pasar electrónes excitados por la fase lumínica para producir energía química a través de la fotosíntesis, las otras clorofilas (b y c), carotenos, xantofilas, ficocianinas, ficoeritrinas, ficopyrrinas, etc, son pigmentos accesorios que captan la energía lumínica en regiones del espectro lumínico donde la clorofila A no lo puede hacer, permitiendo crecer en las profundidades iluminadas de un lago donde el rojo y el azul están ausentes.

             La pared celular de las algas está compuesta de celulosa y otros polisacáridos y en microalgas sílice, proteínas y lípidos.

             El Sílice forma a pared celular de las diatomeas (estructura tridimencional) se utiliza como un carácter taxonómico para su identificación (se logran identificar 10,000 sp). Los depósitos de diatomeas de antiguas cuencas marinas ahora emergidas constituyen la fuente más importante de Si (tierra de diatomeas).

 

 Macrófitas

            Son plantas vasculares que se encuentran en la zona litoral y limnética también. Las comunidades se presentan en diferentes regiones de la cubeta lacustre.

 Typha "tule"

Scirpus "junco"                                    Macrofitas emergentes

Saggitaria "cabeza de flecha"

 Nymphaea "lampazo"                           Raíz y hoja flotante

Nuphar

Potamogeton

Chara

Elodea                                                 Zona de vegetación sumergida

Hydrilla

Ceratophyllum sp. "cola de mapache"

 

            La vegetación emergente son plantas perennes enraizadas al sustrato con las superficies fotosintéticas principalmente expuestas al aire. El CO2 se obtiene por vía aérea, sin embargo otros nutrientes los obtienen por el sistema radicular. La mayoría de estas macrofitas recuperan nutrientes a partir de los sedimentos anaerobios profundos. Sirve como hábitats para innumerables invertebrados y peces proporcionando alimentación y refugio.

     La vegetación de raíz y hojas flotantes en algunos lugares cuando llega a formar grandes extensiones reduce la penetración de la luz formando mucho cieno y asolvamiento.

En las zonas de vegetación sumergida se incluyen angiospermas como potamogeton. En los sistemas lénticos encontramos hydrilla (presas y reservorios formando grandes mantos, constituyendo grandes problemas para la navegación). Ceratophyllum está en aguas lénticas al igual que la anterior.

     Por último las plantas flotantes libres no están enraizadas o fijas a algún sustrato. Existen formas de gran tamaño en forma de rosetas flotantes. Ejemplo, Hydrocharis "lenteja de agua" proliferan en condiciones de eutroficación.

 

 Zooplancton

            En el agua dulce hay tres grupos dominantes:

  1. Rotíferos
  2. Cladocera                   Crustáceos
  3. Copépodos

Protozoarios

            Son poco conocidos debido a que productividad es muy poco estudiada. La contribución en biomasa en comparación con otros grupos es pequeña. Cuando hay aumento de protozoarios es porque hay aumento de bacterias.

             La densidad es cambiante con la profundidad pero alcanza los máximos valores entre los 10 y 20 m, Biomasas de 3 gm-3. Un protozoario típico es un rizopodo globoso  (gen. Difflugia) que alcanza su mayor esplandor poblacional en verano.

             Dentro de los protozoarios están los ciliados (ciliata) siendo comunes, pero no dominantes, pudiendo serlo en condiciones especiales en lagos muy someros o en condiciones anaerobias del hipolimnion. Son más vagiles (móviles) teniendo una distribución microespacial más amplia.

             Los ciliados son mixotróficos (heterotróficos complementando su alimentación por medio de la fotosíntesis). La mayoría son holozoicos, consumen bacterias, algas, partículas del detritos y metazoarios. Existe un protozoario ciliado del género Loxodes fitoplancntofago.

 

 Rotífera

            Es un grupo principalmente representado en aguas dulces, solo hay dos géneros marinos. El 75% de los rotiferos son sésiles adheridos a la zona litoral. Aproximadamente hay 100 sp completamente planctónicas las cuales forman un componente importante en el zooplancton de lagos y ríos.

            Los rotíferos demuestran una amplia variedad en sus adaptaciones ecomorfológicas.

 Forma Planctónica

             Keratella, Kellikotia y Asplachna

Forma sésil

 Las formas sésiles están asociadas a macrófitas sumergidas y pueden obtener densidades desde 25,000 unidades/lt. Ejemplo. Collotheca.

             La mayoría de los rotíferos son omnívoros creando corrientes llevando las partículas vivas al interior de su boca.

 Crustáceos

Branquiopodos (camarones almeja)

-         Notrostaca (Triops) Organismos bénticos confinados a lagos temporales de zonas áridas

-         Anostraca. Formas plantónicas de lagos someros de regiones semiáridas

-         Chondrostaca (carentes de caparazón). Distribución como la anterior.

-         Cladocera (grupo más importante en biomasa) Pulgas de agua = Daphnia, Bosmina, Polyphemus, Leptodora. Su tamaño es entre 0.2 y 3 mm. El cuerpo está cubierto por un caparazón cuticular bivalvo, su tórax en la región ventral presenta 5 pares de patas foliosas con numerosas cerdas y zetas largas, permitiendo el movimiento de corrientes de agua para la alimentación y oxigenación. La mayoría son filtroalimentadores seleccionando el tamaño de la presa.

Copépodos

            Son en su mayoría de vida libre, aunque también encontramos parásitos (familia Lernaeidae → copepodos ancla). Están formados por tres grupos principales:

? Calanoidea
? Cyclopoidea
? Harpactinoidea

Los calanoideos son exclusivamente planctónicos en la zona pelágica o limnética. Los cyclopoideos son bentónicos litorales pero tienen algunas formas planctónicas pelágicas. Los Harpactinoideos son litorales y asociados a la vegetación macrofita. La alimentación de los copépodos es variable, desde carnívoros (cyclopoideos) hasta fitoplactófagos selectivos (calanoideos).

Comunidades Bénticas

            Se refiere a organismos que viven dentro, sobre o cerca del sustrato. El bentos es habitada por una gran diversidad de organismos. Los organismos que habitan esta región desarrollan adaptaciones.

Organismos de ambientes lóticos

            Uno de los grupos más diversificados son los insectos. Se dice que los ríos tienen esa mayor diversificación de fauna béntica en comparación con los lagos porque son sistemas geológicamente e históricamente más estables permitiendo mayor diversificación de grupos.

            La mayor parte de la fauna acuática dulceacuícola relicta se encuentra en los sistemas lóticos. Existen muchas familias de invertebrados confinados a las agua corrientes:

Orden Diptera                         Fam. Simullidae

                                               Fam. Blepharoceridae

                                   Fam. Deuterophlebidae

Orden Ephemeroptera             Fam. Leptophebiidae

                                               Fam. Heptageniidae

Orden Plecoptera                    Fam. Perlodidae

Orden Trichoptera                   Fam. Sericostomatidae

                                   Fam. Hydrophylidae

Orden Megaloptera                 Fam. Corydalidae

            La mayor parte de los organismos que componen el bentos son formas inmaduras de insectos ya sea en etapa de linfa o larva. Hay otras especies menos importantes como las esponjas, turbelarios (platelmintos) adheridos a las partes de debajo de las piedras (gen. Dugesia). Otros son los irudineos, oligoquetos, etc.

            Los tipos de sustratos determinan el tamaño y tipo de organismos:

Ø      Sustratos blandos → arenosos y limosos → oligoquetos, irudineos, bibalbos

Ø      Sustratos duros → canto rodado, grava → organismos más adaptados.

Adaptaciones Ecomorfológicas de los Organismos bénticos:

            En las aguas lóticas la corriente es el factor físico que más actúa sobre el bentos, los organismos han tenido que desarrollar diferentes adaptaciones ecomorfológicas para mantener su posición en la corriente.

  1. Aplanamiento corporal.- Dorsoventralmente, estrategia que han desarrollado especialmente los organismos que viven sobre  las piedras con lo cual se reduce su área de exposición al efecto de fricción de la corriente. Ejemplos; Fam. Psephenidae (coleoptero) y fam. Ephemeropteros.
  2. Hidrodinámica corporal. Ofrece una menor resistencia a la corriente, son organismos con cuerpos hidrodinámicos (cuerpo fusiformes). La altura del cuerpo es aproximadamente 36% de su longitud. Ejem. Efemenopteros de la fam. Batidae.
  1. Reducción de estructuras proyectantes. Las espinas o cualquier estructura aumenta la resistencia al agua y se reduce a lo organismos que están en la corriente (en el gen. Beatis las branquias son reducidas a pequeñas placas).
  2. Ventosas. Sirven como base para adherirse a superficies lisas haciendo un vacio. Ejem. Hirudineos y dípteros de la fam. Blepharuceridae.
  3. Gerelin. Estructuras marginales del caparazón en organismos con cuerpos dorsoventralmente aplanados. En algunas larvas de Efemenopteros en el abdomen poseen una almohadilla ventral de cerdas que actúan como fijadoras al sustrato.
  4. Lastre. Ganchos o estructuras similares se presentan en la mayoría de los artrópodos que ocurren en los arroyos que les permite adherirse a las superficies rugosas de sustratos rocosos. Uñas dorsales de los apéndices.
  5. Secreciones de sustancias sedosas o adhesivas. Se presentan en invertebrados en zonas de corriente y gracias a estas sustancias se adhieren a rocas u otros objetos expuestos a la corriente.

 

Comunidades Nectónicas

            Conformado por organismos macroscópicos que se desplazan a través de las masas de agua teniendo diferencias mecánicas para la flotación hidrostática. A diferencia del plancton que utiliza fuerzas friccionales, las fuerzas inerciales son más importantes en el necton.

                        Eunecton (organismos verdaderos → peces)

Necton            Xeronecton (organismos que viven en ambientes acuáticos y terrestres →

                                               Aves, reptiles y anfibios)

                        Meronecton (Anfibios, salamandras y larvas de anuros)

Eunecton

            Se divide en función de sus adaptaciones ecomorfológicas:

ü      Fusiforme comprimido (gen. Micropterus salmoides) peces de superficie o aguas medias.

ü      Fusiforme redondeado (gen. Cyprinus gila, Catustomus) peces asociados al fondo

ü      Enlongado tubular (gen. Lepisosteus, Esox) habitan en remansos con gran multitud de macrófitas.

ü      Cuerpos cortos y comprimidos. (gen. Lepomis, Tilapia, Cichlasoma) tienen una alta capacidad de giro, solo se encuentran en áreas de remansos con mucha vegetación.

 

Clasificación Trófica 

§         Depredadores (carnívoros) gen. Micropterus, Esox, Lepisosteus. Son de intestino corto y estómago grande, flexible y fuertes secreciones gástricas. Los ciegos pilóricos están bien desarrollados. La boca está en posición vertical grande. Branquioespinas grandes y fuertes.

§         Herbívoros (plantas). Boca vertical pequeña, cuerpos cortos, dientes diminutos. Branquioespinas cortas. Estómago poco diferenciado del intestino el cual es muy largo. Peritoneo obscuro. Gen. Ctenophaeihgodon, Cichlasoma.

§         Plantófagos. Cuerpos fusiformes comprimidos de zonas pelágicas. Branquiespinas numerosas y muy delgadas que secretan una mucosa filtrando por tamaño no por tipo. Gen. Dorosoma, Lile

§         Sedimentívoros (detritófagos, iliófagos) Papilas muy sensibles que detectan el tipo de sustrato, algunos tienen barbillas quimioreceptoras. Gen. Cyprinus, Catostomus, Maxostoma.

§         Parásitos (lampreas).

 

 

Elaborados por Gorgonio Ruíz Campos, Faustino Camarena Rosales y Claudia Alejandra Reyes Valdez

2005