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Revista de biología marina y oceanografía

On-line version ISSN 0718-1957

Rev. biol. mar. oceanogr. vol.51 no.1 Valparaíso Apr. 2016

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-19572016000100017 

 

NOTA CIENTÍFICA

Floración de Trichodesmium erythraeum en la región costera tropical de Brasil

Trichodesmium erythraeum bloom on the tropical coastal region of Brazil

 

Helen Michelle de J. Affe1,2, Taiara A. Caires2,3, Eduardo M. da Silva1 y José Marcos de C. Nunes1,3

1Universidade Federal da Bahia, Instituto de Biologia, 40170-115, Salvador, Bahia, Brasil. helenmaffe@gmail.com
2Laboratório de Algas Marinhas, Instituto de Biologia, Universidade Federal da Bahia, Salvador, Bahia, Brasil
3Universidade Estadual de Feira de Santana, Departamento de Ciências Biológicas, 44031-460, Feira de Santana, Bahia, Brasil


ABSTRACT

A bloom of Trichodesmium erythraeum with average densities of 3.5 x 106 trichomes L-1 was recorded in February 2014, in an extensive range of beaches on the northern coast of Bahia, Brazil. High water temperatures and rainfall, associated with wind frequency and intensity may have triggered the bloom, which lead to a strong odor and change in the color of the water, it obliged the authorities to shut down the affected beaches. These blooms negatively affected tourism and fishing, the main economic activities in the region, highlighting the importance of monitoring these events in the area.

Key words: Cyanobacteria, bloom, harmful species, Brazil beaches


INTRODUCCIÓN

Las cianobacterias del género Trichodesmium son organismos capaces de fijar el nitrógeno atmosférico (N2) convirtiéndolo en amonio (NH4+ ), contribuyendo significativamente a los ciclos del nitrógeno en los océanos (Capone et al. 1997).

Descrito por Ehrenberg (1830), el género se caracteriza por presentar hábito planctónico, con tricomas sin vaina, formando fascículos con arreglos paralelos o con disposición radial. Los tricomas son cilíndricos levemente aplanados, formados por células isodiamétricas o ligeramente más largas que anchas, con aerótopos irregularmente distribuidos y células apicales redondeadas o ligeramente capitadas (Komárek & Anagnostides 2005). La ocurrencia de Trichodesmium es común en el Atlántico Norte (0º y 15ºN), donde la gran disponibilidad de hierro, nutriente de carácter limitante para las cianobacterias, propicia su desarrollo (Tyrrel et al. 2003).

Disperso a lo largo de la costa brasileña por la Corriente de Brasil y ocurriendo, típicamente en aguas cálidas y calmadas, Trichodesmium es capaz de sobrevivir, incluso en condiciones abióticas relativamente inhóspitas, debido a su capacidad de fijación del nitrógeno y de llevar a cabo la fotosíntesis bajo una alta intensidad luminosa (Siqueira et al. 2006), contribuyendo significativamente a la producción primaria de las regiones oceánicas oligotróficas (Capone et al. 1997).

El primer registro de Trichodesmium en la costa del Brasil fue realizado por Darwin (1845), con la descripción de una floración en el litoral del Estado de Bahia. A partir de esta reseña, se han realizado diversos reportes de floraciones del género en la costa brasileña: Rio Grande do Norte (Chellappa et al. 2005), Pernambuco (Satô et al. 1966), Bahia (Proença et al. 2009), São Paulo (Carvalho et al. 2008, Gianesella-Galvão et al. 1995), Paraná (Siqueira et al. 2006) y Santa Catarina (Rörig et al. 1998).

Las floraciones de Trichodesmium se caracterizan por presentar extensas manchas de diferentes tonos, con diversas formas y tamaños, que van desde pocos metros hasta varios kilómetros de largo, pudiéndose observar en las imágenes de satélite (Proença et al. 2009). Estas proliferaciones de Trichodesmium pueden afectar las zonas turísticas debido a alteraciones estéticas del agua (color y olor), comprometiendo sus usos en virtud de la descomposición celular.

El objetivo del presente trabajo fue describir el registro de una floración de Trichodesmium en la costa brasileña, que se presentó en el Litoral Norte de Bahia, causando la prohibición de uso de algunas playas de la región durante 5 días en febrero 2014, destacando sus posibles impactos en el sistema.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Se observó una mancha de tono marrón y olor intenso en varias playas en el Municipio de Camaçari (12º82'66"S y 38º22'27"W) (Fig. 1). El muestreo se llevó a cabo en 2 momentos de la floración, la primera el 15 de febrero de 2014 y la segunda después de un intervalo de 3 días. Fueron recolectadas muestras (1500 mL) de agua, en la superficie usando botellas de plástico, en 3 sitios diferentes afectados por la floración. La temperatura y la salinidad del agua fueron medidas in situ, utilizando un termómetro (Incoterm®) y un refractómetro (Biobrix® mod. 211), respectivamente.

 

Figura 1. Mapa de localización de 3 puntos (P1, P2, P3) de recolecta en las playas afectadas
por la floración Trichodesmium erythraeum en la costa norte de Bahía
Figure 1. Map of the coast of Bahia, Brazil, showing distribution of 3 collecting sites (P1, P2, P3)
in the affected beaches by Trichodesmium erythraeum bloom

 

Análisis de la concentración de nutrientes inorgánicos disueltos (nitrito, nitrato, amonio, fosfato y silicato) fueron realizadas utilizando kits específicos (Spectrokit-Alfakit®), seguido por una lectura espectrofotométrica (Kasuaki®). Las concentraciones finales fueron calculados de acuerdo con Grasshoff et al. (1983).

Una alícuota (500 mL) de la muestra se mantuvo sin fijadores y otra (1 L) fue fijada con solución de formaldehído al 4% para la identificación de las especies implicadas y los análisis cuantitativos.

Para la identificación taxonómica, realizada de acuerdo con Komárek & Anagnostidis (2005), se realizaron microfotografías con la ayuda del programa de captura de imagen (QCapture Pro) y una cámara digital (QImaging GO-3) acoplada al microscopio Olympus® trinocular CX31RTS5.

La densidad celular fue determinada contando el número medio de filamentos en base a 30 fascículos/muestra, y el número de células en 30 filamentos, de acuerdo con el método Utermöhl (1958), utilizando cámaras de sedimentación de 2 mL en un microscopio invertido (Motic® E2000).

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Basado en las características morfológicas de las células observadas, tanto en el material vivo y como en el fijado, se identificó la especie Trichodesmium erythraeum (Fig. 2). Las células tienen 9,3-12,1 µm de ancho y 4,1-5,4 µm de longitud, similar a los valores reportados por Komárek & Anagnostidis (2005) para esta especie.

 

Figura 2. Trichodesmium erythraeum. A) Fascículos acumulados en la arena. B) Aspecto general del fascículo.
C) Tricoma libre. D) Detalle de los fascículos en la arena. E) Fascículo.
F) Porciones apicales de los tricomas. Barra: 20 µm
Figure 2. Trichodesmium erythraeum. A) Fascicles accumulation in the sand. B) General aspect of the fascicle.
C) Solitary trichome. D) Detail of accumulated fascicles in the sand. E) Detail of fascicle.
F) Apical portions of trichomes. Bars= 20 µm

 

Las densidades registradas en las 3 muestras fijadas fueron de 3,3 x 106 tricomas L-1 (± 2 x 106 tricomas L-1); 2,4 x 106 tricomas L-1 (± 1,3 x 105 tricomas L-1) y 4,8 x 106 tricomas L-1 (± 2,7 x 105 tricomas L-1), inferiores a las registradas, por ejemplo (113,2 x 106 tricomas L-1) en la plataforma continental de Santos/São Paulo (Carvalho et al. 2008). Sin embargo, los valores observados en este estudio fueron más altos que en las zonas oceánicas de la costa del estado de Pernambuco, donde Medeiros et al. (1999) reportaron densidades de 3 x 104 tricomas L-1. En términos de número de células, las densidades de este estudio (7,2 x 107 a 1,5 x 108 células L-1) fueron superiores a los registrados en la plataforma adyacente a la Bahía de Camamu, región situada en el sur de Bahia (8,32 x 106 a 577,20 x 106 células L-1) (Proença et al. 2009). Estas son las 3 últimas floraciones de Trichodesmium erythraeum registradas en la costa brasileña, antes del incidente en la costa de Camaçari en el norte de Bahia.

En el primer muestreo, y cuando se detectaron las densidades más altas, se observó que las células mostraron un claro estado de degradación, aspecto común en la senescencia de la floración (Fig. 3). En el segundo muestreo se observó la presencia de muchos tricomas libres y densidad media de 3 x 103 tricomas L-1, lo que indicaba el final de la floración.

 

Figura 3. A) Aspecto general del agua recolectada en la playa de Interlagos (Camaçari):
muestreo del 15/02/2014 punto 1 (1) y punto 2 (2). B) Detalle de la capa en
suspensión de fascículos de Trichodesmium erythraeum
Figure 3. A) General aspect of water collected on the Interlagos Beach (Camaçari):
water collected on 02.15.2014 point 1 (1) and point 2 (2). B) Detail of
layer suspended fascicles of Trichodesmium erythraeum

 

Las floraciones de Trichodesmium en las regiones costeras están asociadas con periodos cálidos y posteriores a las lluvias, como ocurrió en febrero 2014 en el litoral bahiano, cuando la salinidad fue de 35 y la temperatura de 30°C. Estos valores obtenidos corroboran las condiciones abióticas discutidas por Satô et al. (1966) y Capone et al. (1997) para la proliferación de estos organismos.

A través del análisis de los nutrientes inorgánicos disueltos, recolectadas en el primero día de muestreo, se observó que las concentraciones de amonio y nitrito estaban por debajo de 0,01 µM. Se detectaron bajas concentraciones de nitrato (1,5 µM), fosfato (0,6 µM) y silicato (0,3 µM), las concentraciones típicas de ambientes oligotróficos, donde el género Trichodesmium presenta una alta productividad en función de su capacidad de asimilación de nitrógeno atmosférico, en detrimento de otros organismos fitoplanctónicos (Carpenter 1983, Gallon et al. 1996).

En el noreste de Brasil, Trichodesmium erythraeum ha sido citada formando floraciones en las regiones oceánicas (Satô et al. 1966, Medeiros et al. 1999, Siqueira et al. 2006, Carvalho et al. 2008, Proença et al. 2009). Favorecidas por el mecanismo de fluctuación que determina su posicionamiento en la superficie del agua, estas floraciones son transportadas por la acción de los vientos cerca de la costa, donde pueden entrar en proceso de senescencia. La lisis celular que se produce en este momento provoca la liberación de pigmentos fotosintéticos accesorios (ficoeritrina), responsable de alterar el color del agua comúnmente observada (Rörig et al. 1998).

Trichodesmium erythraeum se clasifica como una especie potencialmente dañina debido a su alta producción de biomasa (Proença et al. 2011, Castro & Moser 2012). En general, las floraciones de esta especie no están relacionadas a importantes efectos nocivos en el ambiente, sin embargo, a medida que cambia el color del agua, por ejemplo, provocando el deterioro de la belleza escénica y las actividades recreativas del área, puede generar consecuencias negativas para la economía local, como se observa en este estudio. Algunos estudios, sin embargo, discuten el efecto nocivo de Trichodesmium erythraeum asociado con la producción de metabolitos de acción dermatotóxica que causan irritación en la piel y las mucosas al entrar en contacto con el aerosol marino en las regiones costeras afectadas por una floración (Satô et al. 1966, Rörig et al. 1998).

Las floraciones de Trichodesmium erythraeum pueden causar daños a los peces y moluscos (Negri et al. 2004, Bhat & Verlecar 2006), principalmente debido a condiciones anóxicas y altos niveles de amoniaco en el agua ocasionadas por la descomposición de las células al final de la floración (Suvapepun 1989). Sin embargo, en estudios con ratones no han observado ninguna actividad tóxica de la especie, mostrando que la mera presencia de una floración de Trichodesmium erythraeum no significa riesgo de intoxicación (Negri et al. 2004).

En la zona afectada por la floración en Camaçari, algunos bañistas informaron dermatitis de contacto después de entrar en el agua, además de pescadores que observaron la muerte de algunos peces en ese período. Estos hechos pueden estar asociados con posibles efectos nocivos de la floración de Trichodesmium erythraeum, que sirvió de base para la toma de decisiones por parte de las autoridades competentes para la interdicción de las playas por un período de 5 días.

La dinámica de las floraciones de Trichodesmium representa un tema de interés por su rol en la facilitación para los organismos pelágicos en aguas oligotróficas tropicales, y representar la mayor fuente de nitrógeno para la cadena alimentaria, que proporciona más de la mitad del nitrógeno utilizado en la productividad primaria del fitoplancton marino (Capone et al. 1997, Carvalho et al. 2008).

Por tratarse de una zona donde el turismo y la pesca son principales actividades económicas desarrolladas, se advierte la importancia de monitorear las floraciones, incorporando en lo posible análisis específicos para la detección de dermotoxinas y la identificación de posibles taxones tóxicos asociado con estas floraciones .

 

LITERATURA CITADA

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Recibido el 10 de julio de 2015 y aceptado el 9 de diciembre de 2015
Editor Asociado: Pilar Muñoz M.

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