Abstract

In two Costa Rican rivers used as receptors for domestic sewage, treated by primary stabilization ponds, were taken a total of 28 samplings located at the pond exit and at three different sites in each river: 100 m before the ponds discharge, at the discharge and 100 m after the discharge. These sampling were done for a five and a half years including dry and rainy seasons. In each sampling site, samples were collected of five different substrates: stones, submerge and semi submerge vegetation, tree trunks or sticks, water and artificial substrates. For each sample were used two types of artificial cultures, WC and BG110. A total of 55 cyanobacteria species isolations were obtained, belonging to a 26 genera, between these the most common were Phormidium with nine species, Microcystis with five species, Leptolyngbya and Pseudanabaena with four species each and Oscillatoria with three species. More cyanobacteria species were isolated in water substrate and less isolations in tree trunks and submerge vegetation. Konvophoron, Cyanarcus and Pilgeria only were isolate from water samples inoculated in culture media WC and in few opportunities, while three Leptolyngbya species and four Phormidium species were isolated very often. At the stabilization ponds Phormidium sp4 was dominant in 25 of 28 sampling while in the last others were the chlorophycea I. In this study were observed an increase in the frequency of cyanobacteria at the higher contamination places, and a species substitution between different sampling points. There were no biomass studies, therefore is not possible to relate between different cyanobacteria species and some specific types of water quality.

Key words ]]> Cyanobacteria, Cyanophyta, pollution, water quality, bioindicators, waste water, blue-green algae.
 
 
 
Muchas especies de cianobacterias han sido encontradas en aguas eutróficadas y parece ser que dichos organismos son más abundantes en este tipo de aguas que en aguas oligotróficas (Gerloff y Skoog 1957, Branco 1965, Shapiro 1973, Schindler 1974, Fredrickson y Stephanopoulos 1981, Codd et al.1989, Margalef 1983, Branco 1984, Almeida y Branco 1985, Luttembarck y Rocha 1986, Smith et al. 1987, Stabel 1988, Himberg et al.1989, Komárek 1991, Stabel 1991, Beyruth 1993, Peinador 1994, Anónimo 1996, González y Ortaz 1998).

Esta mayor abundancia de cianobacterias en aguas eutroficadas puede deberse a uno o varios factores, dentro de los cuales cabe mencionar la capacidad que tienen, las cianobacterias en general, para desarrollarse en ambientes con bajas concentraciones de dióxido de carbono; condiciones que se dan en aguas que poseen altas densidades de algas producto del enriquecimiento de nutrientes (Shapiro 1973, Schindler 1974, Branco 1984, Almeida y Branco 1985, Komárek 1991, Blomqvist et al. 1994); además de poder desarrollarse con concentraciones de dióxido de carbono relativamente bajas, la cubierta musilaginosa de las cianobacterias les ayuda a retenerlo (Margalef 1983). Otro factor que influye para que algunos géneros de cianobacterias, como Microcystis, sean muy numerosas en este tipo de aguas es que, por su modo de vida y por los pigmentos fotosintéticos que poseen, aprovechan mejor la luz e impiden el paso de la misma a los estratos inferiores de la masa de agua impidiendo el desarrollo masivo de muchas clorofíceas (Beyruth 1993).

Además de los factores ya mencionados Fredrickson y Stephanopoulos (1981) mencionan la posibilidad de que las sustancias alelopáticas, que segregan muchas cianobacterias, favorezca su desarrollo en este tipo de aguas, al eliminar la competencia de muchos organismos por el medio y al evitar ser depredadas por otros.

Amplias discusiones sobre este tópico se dan en Shapiro (1973), Schindler (1974), Branco (1984), Almeida y Branco (1985), Komárek(1991), y Blomqvist et al.(1994).
 
  ]]> Materiales y métodos

Seleccioné dos ríos, Cañas y Liberia, que reciben las descargas de sistemas lagunares de estabilización que tratan las aguas residuales domésticas de las ciudades del mismo nombre respectivamente. En cada río escogí tres sitios de muestreo muy cercanos entre sí y que presentaran condiciones de contaminación diferentes.

Realicé 29 muestreos en cada sitio seleccionado de la siguiente manera: tanto para el sistema Cañas como en el sistema Liberia la estación uno la establecí 40 m aguas arriba de la descarga de las lagunas de estabilización, la estación dos en la descarga de las lagunas y la tres 100 m aguas abajo de la descarga. Además de estas tres estaciones, seleccioné una cuarta estación en la salida de las lagunas de cada sistema, para poder evaluar las cianobacterias que aportan las lagunas de estabilización a los respectivos ríos.

El río Cañas está situado a 196 km al norte de la ciudad de San José (10º 25` N, 85° 07` W) a 196 msnm y con una temperatura media normal que oscila entre 26.9 °C y 29 °C (López et al.1989) y el río Liberia a 235 km también al norte de la ciudad de San José (10° 38` N, 85° 27` W) a 200 msnm y con una temperatura media normal que oscila entre 23 °C y 32 °C (López et al. 1989).

En cada estación de muestreo tomé una muestra del agua (A) en botellas de vidrio transparente de 250 ml con tapa esmerilada y las transporté al laboratorio a temperatura ambiente. Una vez en el laboratorio (máximo 24 hr después de tomada la muestra) identifiqué las cianobacterias directamente de la muestra, en los casos que hubo que concentrarlas utilicé mallas de nylon de 2 µm a 60 µm. Para identificar las cianobacterias cuyas poblaciones estaban muy diluidas, o que sólo estaban presentes sus formas reproductoras resistentes, sembré la muestra en medio F₂ modificado para agua dulce WC (M) (Guillard 1976). Agregué dos ml de muestra homogeneizada a 20ml de medio WC en tubos de ensayo de 22mm X 150mm y los dejé en reposo, con luz natural y a temperatura ambiente, hasta obtener crecimiento (aproximadamente 15 días). Para identificar especies de las cuales se necesita conocer los heterocistes las sembré en medio de cultivo BG11₀ (B) (Rippka et al. 1979).

En 19 muestreos coloqué en cada punto tres sustratos artificiales (S) de vidrio transparente de 0.1cm por diez cm por cinco cm y los dejé a una profundidad de diez cm dentro del agua por espacio de 15 días a un mes, de modo que en cada muestreo recogía los sustratos colocados en el muestreo anterior. En los ocho últimos muestreos no realicé este paso ya que el tiempo entre un muestreo y otro era muy extenso. Los sustratos recolectados los trasladé al laboratorio dentro de bolsas plásticas sumergidos en agua destilada estéril. El traslado lo realicé a temperatura ambiente y una vez en el laboratorio los coloqué directamente en un microscopio invertido para la identificación de las cianobacterias.

En cada muestreo y punto de muestreo recolecté varias piedras (P), pedazos de troncos o palos y vegetación sumergida o semisumergida (T) y los transporté al laboratorio de la misma forma que los sustratos artificiales. En el laboratorio se raspaban los sustratos, con un escalpelo o cepillo para la identificación de las cianobacterias.

Para la identificación de las cianobacterias utilicé las claves taxonómicas de Geitler (1933), Bakes y Bold (1970), Prescott (1970), Rippka et al. (1979), Huber et al. (1983), Komárek (1984), Komárek y Anagnostidis (1986, 1986 A) y Anagnostidis y Komárek (1988, 1990).

Todos los organismos identificados se encuentran como organismos testigo en la algateca del Departamento de Biología del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados.

Para la evaluación físico-química y microbiológica de los diferentes puntos de muestreo tomé como referencia los datos presentados en Peinador (1995). ]]>  

La identificación taxonómica de los organismos la hice hasta género (Cuadros 1 y 2) ya que no fue posible corroborar, con algún especialista, la identificación hasta especie. Cuando encontré más de una especie perteneciente al mismo género procedí a separarlas por monotipos identificándolas por medio de números. La lista sin corroborar de las cianobacterias encontradas las presento en el cuadro cinco.
 

Aunque el número de especies encontradas es alto, en varios de los sustratos analizados se encontraron muy pocas especies como por ejemplo en troncos y en vegetación sumergida o semisumergida. Konvophoron, Cyanarcus y Pilgeria se localizaron en muy pocas oportunidades y únicamente cuando crecieron en alguno de los medios de cultivo utilizados; otra especie que únicamente se encontró creciendo en medio de cultivo (salvo en una oportunidad) fue Jaaginema sp. 2 (Cuadros 1 y 2).
 
 

Como una muestra del perifiton existente en los diferentes lugares tomé como referencia únicamente el número de muestras (frecuencia), con al menos una especie de cianobacteria, recolectadas en piedras, troncos o palos, vegetación sumergida o semisumergida y sustrato artificial (cuadro uno y dos). Hay mayor número de muestras positivas en Cañas río abajo y Cañas descarga que en Cañas río arriba, también en Cañas descarga que en Cañas río abajo y en Liberia descarga que en Liberia río arriba (t-Student, p < 0.05).

Unicamente hay mayor número de especies en la estación de muestreo Cañas descarga que en Cañas río arriba (Cuadro 3) (t-Student, p < 0.05). Durante la época seca hay mayor número de muestras positivas en Cañas río abajo y en Cañas descarga que en Cañas río arriba y en Liberia descarga que en Liberia río arriba (t-Student, p < 0.05). Así mismo durante la época lluviosa solamente encontré un mayor número de muestras positivas en Cañas río abajo y en Cañas descarga que en Cañas río arriba.
 
 

Hay mayor número de especies en Cañas descarga que en Cañas río arriba (U de Mann-Whiney, p < 0.05), tanto si se toma en cuenta todos los muestreos o si se toma en cuenta solo los muestreos realizados en época seca pero no si se toma en cuenta solo los muestreos de época lluviosa.

Microcystis sp.1, Microcystis sp.2 y Oscillatoria sp.2 se aislaron mayormente durante la época seca y Calothrix sp.1, Merismopedia, Microcystis sp.3, Leptolyngbya sp.3, Oscillatoria sp.1, Pseudanabaena sp.1, Phormidium sp.6, Phormidium sp.9, y Planktothrix sp. se aislaron mayormente durante la época lluviosa (Chi, p < 0.05). Cyanodictyon, Cyanarcus y Konvophoron solo fueron aisladas en época lluviosa.

Los lugares que muestran un mayor grado de similitud entre sí (Jaccard) son las lagunas de estabilización de ambos sistemas (Cuadro 4).
  ]]> CUADRO 4