Aspectos Ecológicos de Microalgas
Aspectos Ecológicos de Microalgas
Aspectos Ecológicos de Microalgas
Facultad de Ciencias
Instituto de Zoologa y Ecologa Tropical
Postgrado en Ecologa
Tesis Doctoral
Presentada por
Lic. Rubn Torres
CI V-11.405.173
Tutores
Dra. Evelyn Zoppi de Roa
Dr. Diego Rodrguez
Caracas 2012
Las algas son vegetales que crecen en agua, tanto dulce como salada. En el
ocano constituyen el principal componente del plancton marino. Tuvieron
mucho que ver con el origen de la vida en el mbito marino; fueron los
primeros organismos en realizar la fotosntesis cloroflica. Van desde los
microscpicos organismos unicelulares (como las espirulinas) hasta las
gigantescas kelp (el ser vivo ms largo del planeta).
Fuente: Almacn Natural
CONTENIDO
ndice de figuras ........................................................................................................... 7
ndice de tablas........................................................................................................... 10
Resumen .................................................................................................................... 12
1. Introduccin ............................................................................................................ 14
1.1 Una breve resea histrica ............................................................................ 14
1.2 Evolucin y ecologa de las microalgas ......................................................... 14
1.3 Aspectos biogeogrficos ............................................................................... 17
1.4 Importancia biotecnolgica de las microalgas ............................................... 18
2. Antecedentes en Venezuela ................................................................................... 22
3. Justificacin ............................................................................................................ 23
4. Hiptesis ................................................................................................................. 24
5. Objetivos ................................................................................................................. 25
6. Metodologa ............................................................................................................ 26
6.1 Ecologa de poblaciones de especies cultivadas ........................................... 26
6.2 Ecologa de comunidades fitoplanctnicas .................................................... 39
7. Resultados .............................................................................................................. 57
7.1 Cultivos ......................................................................................................... 57
7.2 Ensayos con poblaciones cultivadas de Arthrospira platensis ....................... 65
7.3 Comunidades fitoplanctnicas ....................................................................... 86
8. Discusin .............................................................................................................. 116
8.1 Cultivos ....................................................................................................... 116
8.2 Ensayos con poblaciones de Arthrospira platensis ...................................... 117
8.3 Comunidades fitoplanctnicas ..................................................................... 123
9. Conclusiones ........................................................................................................ 127
10. Bibliografa .......................................................................................................... 128
11. Enlaces ............................................................................................................... 135
Apndice 1 ................................................................................................................ 137
Apndice 2 ................................................................................................................ 142
Apndice 3 ................................................................................................................ 147
ndice de figuras
Figura 1. Esquema ilustrado donde se muestra el escalamiento de microalgas de
medio lquido a medio slido con el empleo de la tcnica del asa de estao. ............. 29
Figura 2. Esquema donde se muestra el escalamiento de poblaciones de microalgas a
fiolas de diferentes volmenes hasta alcanzar los cultivadores a gran escala. ........... 30
Figura 3. Imgenes donde se muestran las diferentes etapas de escalamiento del
cultivo en medio lquido en el sistema integrado LOA-Ficotrn: (a) cultivos a escala
pequea en condiciones controladas (Cmara de Crecimiento, LOA - IZET); (b), (c) y
(d) cultivos a cielo abierto en el Ficotrn, IDEA, en botellones de 5 L, tanques
circulares de 500 L y cultivadores tipo carrusel de 2000 L, respectivamente. ............. 31
Figura 4. Esquema para la preparacin de cada medio (tratamiento) del diseo
factorial fraccionado 26-1.............................................................................................. 33
Figura 5. Esquema de la disposicin espacial de los tanques cilndricos en el Ficotrn
para la ejecucin del diseo de bloques completos aleatorizados. ............................. 34
Figura 6. Ubicacin de los sitios de muestreo (el mapa se encuentra en www.guiageoameri cas.com/mapas/venezuela.htm). ....................................................................... 39
Figura 7. (a) Mapa de Venezuela donde se destaca a la pennsula de Paria en un
recuadro, (b) ubicacin del rea de estudio y (c) vista panormica del humedal
Palmares III desde una carretera que lo bordea al norte, la vegetacin herbcea
cubre la totalidad de su superficie y forma bandas monoespecficas, evidenciadas por
las tonalidades distintas del color verde, que cubren toda su superficie sin formar
espejos de agua (tomado de Torres y Zoppi de Roa 2010)......................................... 41
Figura 8. Pluviodiagrama con precipitaciones medias de 47 aos (1953-2000) del sur
de la pennsula de Paria (datos tomados de la Direccin de Meteorologa del MARN
2000). ......................................................................................................................... 42
Figura 9. Vista satelital del rea de estudio (humedal herbceo de El Clavo). La lnea
blanca dibujada en el centro de la imagen seala el transecto levantado en la salida de
campo (fuente: http://earth.google.com/). .................................................................... 43
Figura 10. Tomas fotogrficas parciales de las dos zonas de vegetacin emergente
estudiadas: (a) vista de la amplia zona central de Hymenachne amplexicaulis, en
primer plano la zona de Heliconia marginata que bordea todo el litoral sur; (b) zona de
H. marginata (fotos: Carlos Lugo). .............................................................................. 44
Figura 11. Ubicacin geogrfica del rea de estudio al sur de Monagas (Orinoco bajo),
con detalle de la localizacin en el mapa y fotografa panormica de Macapaima, uno
de los cuerpos de agua visitados (foto: Rubn Torres). .............................................. 46
Figura 12. Imagen correspondiente a un sector de la orilla de la fosa El Caracol,
(Municipio Aragua, Edo. Anzotegui, 2009), donde se pueden apreciar los desechos
petroleros que conforma parte del fondo de la misma (Foto: Olaf Ilzins). .................... 47
Figura 13. Ubicacin de la laguna de Boca Chica (crculo azul) en la pennsula de
Macanao,
isla
de
Margarita,
estado
Nueva
Esparta
(mapa:
http://www.disfrutevenezuela.com/Municipio-Peninsula-de-Macanao-Mapa.html)....... 48
Figura 14. Marcha analtica simplificada para la determinacin de nitrgeno en
muestras de agua con el mtodo Kjeldahl (1883) (contina en la pgina siguiente). .. 52
Figura 15. Marcha analtica simplificada para la determinacin del fsforo por el
mtodo colorimtrico de Murphy Riley (1962). Las dos imgenes inferiores fueron
tomadas de una presentacin digital del curso de Ecologa de Humedales, Postgrado
en Ecologa, IZET, 2009. ............................................................................................ 53
Figura 16. Algunas imgenes tomadas bajo microscopio invertido de las poblaciones
de las diferentes cepas de Arthrospira spp. en la Cmara de Crecimiento (LOA-IZET).
................................................................................................................................... 59
Figura 17. Algunos cultivos de microalgas de inters biotecnolgico presentes en la
Cmara de Crecimiento (LOA, IZET). ......................................................................... 62
Figura 18. Curvas de crecimiento poblacional de Arthrospira platensis en (a) fiolas y (b)
cilindros. La densidad poblacional est expresada en trminos de absorbancia a 680
nm. ............................................................................................................................. 66
Figura 19. Produccin de biomasa seca en fiolas y cilindros de 2 L para cada medio
mineral. La biomasa est expresada en gramos por dos litros. ................................... 67
Figura 20. Valores comparativos de pH mostrados por los diferentes medios de cultivo.
En la figura se seala con un valo rojo el lapso de disminucin de pH del medio y
la contaminacin del mismo por la cianobacteria Microcystis aeruginosa. .................. 67
Figura 21. Valores comparativos de conductividad (S/cm) mostrados por los diferentes
medios de cultivo. ....................................................................................................... 68
Figura 22. Curva de calibracin A 680 vs. Peso seco (mg). Las variables tienen una
relacin lineal (R2 = 0,9935). ....................................................................................... 68
Figura 23. Crecimiento poblacional de Arthrospira platensis en cuatro medios de
cultivo. En la fase de crecimiento rpido A 680 y el tiempo presentaron correlaciones
lineales fuertes, como se evidencia en los valores del coeficiente de determinacin
(R2). ............................................................................................................................ 70
Figura 24. Crecimiento poblacional de Arthrospira platensis en cuatro medios de
cultivo (filamentos por litro) en la Cmara de Crecimiento. ......................................... 70
Figura 25. Curvas de crecimiento poblacional de Arthrospira platensis obtenidas en un
ensayo factorial fraccionado 2 6-1 con combinaciones aleatorias de niveles mnimos y
centrales de cinco macronutrientes (tratamientos). La densidad poblacional fue medida
indirectamente con la absorbancia a una longitud de onda de 680 nm, correspondiente
al rojo dentro del espectro visible, pico de absorcin de la clorofila a. ........................ 72
Figura 26. Diagrama de columnas mostrando en orden creciente los tiempos de
duplicacin (tg) de los diferentes tratamientos del ensayo multifactorial. ..................... 79
Figura 27. Biomasa seca (g/L) cosechada en los diferentes tratamientos del ensayo
factorial 26-1. Los valores se ordenan en forma creciente. ........................................... 81
Figura 28. Diagramas circulares que muestran las variaciones porcentuales en grupos
de filamentos de diferentes tallas en una poblacin de Arthrospira platensis, a lo largo
de un periodo de incubacin que dur 30 das. La cepa se cultiv en el medio
optimizado en el ensayo factorial fraccionado 2 6-1 (tratamiento 36). ............................ 82
Figura 29. Dinmicas de crecimiento poblacional de los tres componentes de tallas de
filamentos de Arthrospira platensis: (a) filamentos con 2 clulas, (b) filamentos con
cuatro clulas y (c) filamentos con ms de cuatro clulas. La letra Y en la ordenada
es la densidad (filamentos/L) y en la abscisa el tiempo est dividido en intervalos de
tres das. Salida: PAST. .............................................................................................. 83
Figura 30. Dinmicas de crecimiento poblacional de Arthrospira platensis a partir de
tres extracciones de volmenes en fase de saturacin. De izquierda a derecha se
muestran las curvas de crecimiento a partir de 25%, 50% y 75% de extraccin. ........ 84
Figura 31. Absorbancias medias ( = 680 nm) de los cultivos en fase de crecimiento
rpido, para tres profundidades, izquierda a derecha: 15 cm (barras azules), 25 cm
(barras rojas) y 35 cm (barras amarillas). .................................................................... 85
Figura 32. Biomasa seca total (g/L) en los tres bloques. ............................................. 85
Figura 33. Biplot de los dos primeros componentes principales del ACP para las
variables (especies) y casos (parches de vegetacin) escogidas para caracterizar el
ecosistema del humedal Palmares III en noviembre de 2008. Los dos primeros
componentes principales acumularon 89,965% de la inercia total del sistema. Salida:
MVSP 3.0. .................................................................................................................. 91
Figura 34. Dendrograma del Anlisis de Agrupamiento o Cluster Analysis derivado
del conjunto de especies fitoplanctnicas y zooplanctnicas ms importantes
colectadas en el ACP. Salida: MVSP 3.0. ................................................................... 92
Figura 35. Algunas especies de microalgas representantes del fitoplancton del
humedal de El Clavo, Barlovento, Edo. Miranda: (a) Lyngbya lutea (Cyanobacteria),
400x; (b) Pinnularia sp. (Bacillariophyta), 400x; (c) Asterococcus limneticus
(Chlorophyta), (d) Micrasterias sol (Chlorophyta), 250x; (e) Closterium ehrenbergii
(Chlorophyta); 250x; (f) Spirogyra ternata (Chlorophyta), 250x. Fotos: Rubn Torres,
cmara digital PAX-CAM acoplada a microscopio invertido y a computador (programa
PAX-IT!). ..................................................................................................................... 98
Figura 36. Variaciones temporales de (a) conductividad elctrica y (b) oxgeno disuelto
a medida que la lmina de agua disminuy en el parche de Heliconia marginata (enero
febrero 2009). .......................................................................................................... 99
Figura 37. Concentraciones de nitrgeno (N) en las muestras de agua colectadas en la
zona de Heliconia marginata en la primera salida de campo al humedal de El Clavo
(05/01/2009). ............................................................................................................ 100
Figura 38. Curva de calibracin para la obtencin de fsforo total en agua de las
muestras tomadas en la zona de Heliconia marginata en la primera salida de campo al
humedal de El Clavo (05/01/2009). ........................................................................... 101
Figura 39. Biplot de los dos primeros componentes principales del ACP para los
ambientes lagunares del Orinoco bajo, sur de Monagas. Los dos primeros
componentes principales retuvieron 95,4% de la inercia total del sistema
multidimensional original. Salida: MVSP 3.0. ............................................................ 107
Figura 40. Imgenes que muestran la composicin de especies fitoplanctnicas de una
charca fangosa, especficamente proveniente del borde exterior de un rea de pozos
petroleros en el norte del Edo. Bolvar, 2009. ........................................................... 109
Figura 41. Composiciones porcentuales de las divisiones de organismos procariotas y
eucariotas integrantes de la comunidad del fitoplancton en las regiones estudiadas en
el pas a lo largo del estudio. .................................................................................... 115
ndice de tablas
Tabla 1. Especies de microalgas con potencialidades para generacin de
biocombustibles. Contenido de aceites en base seca (tomada de Albarracn 2007). .. 20
Tabla 2. Composicin qumica del medio Spirulina (Schlsser 1994). ........................ 26
Tabla 3. Diseo factorial 2 2 para ensayos de laboratorio. El experimento se simplific
a cuatro medios de cultivo sin replicacin. .................................................................. 31
Tabla 4. Resumen del diseo factorial fraccionado 26-1 (salida del programa Design
Expert)*....................................................................................................................... 32
Tabla 5. Medios de cultivos preparados en laboratorio para crecimiento de poblaciones
de microalgas y modalidades de preparacin y recipientes. ....................................... 57
Tabla 6. Concentraciones milimolares (mM) de los macronutrientes totales
(representados como elementos, a excepcin del carbono que se representa en las
formas de los aniones carbonato y bicarbonato) y relaciones milimolares sodio/potasio
en los cuatro medios minerales comparados en el diseo factorial 22. En rojo se
destacan las concentraciones milimolares de Na + y K+, y en azul las de Cl-, anin
directamente involucrado con el Na +. .......................................................................... 65
Tabla 7. Concentraciones milimolares totales de los macronutrientes que integran cada
uno de los medios de cultivo preparados. En rojo se destaca la relacin 4:1 de K y Na
en el medio 1. ............................................................................................................. 69
Tabla 8. Tasa de crecimiento per cpita de Arthrospira platensis en la fase de
crecimiento rpido, biomasa seca producida en cada medio de cultivo y pH inicial y
final. ............................................................................................................................ 71
Tabla 9. Tasas de crecimiento per cpita y capacidades de carga en cultivos de
Arthrospira platensis para el ensayo factorial fraccionado 2 6-1. En rojo se destacan los
medios con valores mayores para uno o ambos parmetros poblacionales obtenidos
de forma experimental. ............................................................................................... 77
Tabla 10. Anlisis de varianza para el diseo factorial fraccionado 2 6-1 (salida del
programa Design Expert). Los nmeros destacados en rojo son valores de p<0,05. .. 80
Tabla 11. Resumen del Anlisis de Varianza (salida de MICROSOFT EXCEL). ......... 86
Tabla 12. Composicin de especies y abundancia (clulas/litro) de los taxa
fitoplanctnicos presentes en las zonas de vegetacin en noviembre de 2008. Bm
(Brachiaria mutica), EcBmSe (ecotono B. mutica - Sesbania exasperata), Se (S.
exasperata), EcSeCa (ecotono S. exasperata - Cyperus articulatus), Ca (C.
articulatus), EcCaTd (ecotono C. articulatus-Typha dominguensis), Td (T.
dominguensis) y EcTdSe (ecotono T. dominguensis - S. exasperata)......................... 87
Tabla 13. Algunos ndices de diversidad empleados para caracterizar la comunidad
fitoplanctnica de Palmares III en sus diferentes parches de vegetacin
monoespecfica y ecotonos (noviembre 2008). Salida: PAST. .................................... 89
Tabla 14. Distancias Jaccard entre los parches de vegetacin acutica del humedal
Palmares III, noviembre de 2008, definidas a partir a las abundancias de las especies
fitoplanctnicas. Los valores estn acotados entre 0 y 1, los destacados en rojo indican
similitudes altas y en azul se seala a la pareja de vegetaciones con menor similitud.
Salida: PAST. ............................................................................................................. 90
Tabla 15. Variables fisicoqumicas y concentraciones de cationes y aniones del agua,
determinados en las zonas de vegetaciones monoespecficas estudiadas en el
humedal de Palmares en noviembre de 2008. ............................................................ 92
10
11
Resumen
Las poblaciones naturales suelen estar bajo presin ambiental constante, y sus
tamaos poblacionales estn limitados por la disponibilidad de recursos. En el caso de
la ecuacin logstica, el parmetro que define la magnitud de la poblacin en equilibrio
es la capacidad de carga (K), mientras que la dinmica de retorno al mismo, luego de
una perturbacin, depende de la tasa de crecimiento per cpita (r). Las comunidades
estn caracterizadas por atributos estructurales como diversidad y relaciones
interespecficas. Las cianobacterias son los organismos fotosintticos ms antiguos
del planeta; se encuentran a mitad de camino entre las bacterias y las algas
eucariotas, pues su organizacin es procaritica pero su aparato fotosinttico es
similar al de las algas. Arthrospira y Spirulina son dos gneros de cianobacterias
filamentosas que han colonizado diversos ambientes y algunas especies son
extremfilas y de distribucin muy restringida. Estas especies son propias de
ambientes alcalinos (lagos de soda) y han experimentado pocas presiones
ambientales, entre ellas competencia y depredacin escasas. Poseen un gran valor
alimenticio para animales y humanos, como lo demuestran numerosas
investigaciones. Del mismo modo, existen microalgas eucariotas que poseen gran
potencial para la biotecnologa alimentaria y petrolera (bioenergtica), esta ltima con
la finalidad de generar combustibles alternativos (biocombustibles), con valores
ecolgicos y econmicos para generar energa elctrica y traccin para vehculos.
Esta investigacin se enfoc en el estudio de las dinmicas poblacionales de A.
platensis (especie en revisin) y muestreos de comunidades fitoplanctnicas con
inters en especies autctonas de gran valor biotecnolgico. Se disearon
experimentos para optimizar medios de cultivos para A. platensis a escala pequea en
sistemas controlados (Cmara de Crecimiento) y escalas mayores en sistemas no
controlados (Ficotrn). Se obtuvieron medios de cultivo idneos para el crecimiento de
A. platensis en condiciones controladas (medio 1 = medio Parra (2005)) y naturales
(tratamiento 36: medio central), con miras a su aprovechamiento biotecnolgico a gran
escala. La dinmica de crecimiento poblacional de A. platensis evidencia
densodependencia logstica, con una estructura de tallas que vara a medida que la
poblacin crece desde etapas tempranas hasta la capacidad de carga. Se encontraron
representantes de varios gneros y especies de cianobacterias (Arthrospira spp.,
Spirulina subsalsa, Lyngbya spp., Oscillatoria spp. y Anabaena spp.) y microalgas
eucariticas (Scenedesmus spp., Isochrysis galbana, Chlorella sp., Chaetoceros sp.,
Navicula platalea, Dunaliella salina y D. viridis) de gran inters biotecnolgico en
diferentes lugares de la geografa variada del pas, lo que conduce a la idea de que
Venezuela cuenta con un gran potencial en su diversidad para la biotecnologa de
microalgas.
12
13
1. Introduccin
1.1 Una breve resea histrica
Las referencias ms antiguas del consumo de microalgas por el hombre datan del
Antiguo Testamento, puesto que el man que permiti la supervivencia del pueblo de
Israel es un liquen del desierto (simbiosis de hongo y alga) (Garca-Blairsy 2008).
Spolaore y col. (2006) mencionan que el primer uso de las microalgas por los seres
humanos se remonta a 2000 aos atrs en China; para entonces, los chinos utilizaban
Nostoc sp. para sobrevivir durante la hambruna. No obstante, no se conoce con
precisin cundo el humano empez a emplear las microalgas (Snchez y col. 2003).
El uso corriente de estos recursos tiene tres precedentes: tradicin, desarrollo
cientfico y tecnolgico, y la denominada tendencia verde (Henrikson 1994). En la
Amrica de la conquista europea, Bernal Daz del Castillo, miembro de las tropas de
Hernn Corts, report en 1521 que una pasta azulada (la hoy conocida Arthrospira
maxima) era cosechada del lago Texcoco, secada y vendida para consumo humano
en un mercado de Tenochtitln (hoy Ciudad de Mxico). Los aztecas dieron a este
alimento el nombre de tecuitlalt, el cual en su lengua literalmente significa
excrementos de las piedras e indiscutiblemente form parte de su cultura alimentaria,
social, econmica y poltica (Ciferri 1983, Snchez y col. 2003).
Se sabe entonces que el empleo alimentario de microalgas por la humanidad no es
reciente. Hoy da, algunas culturas de la zona del lago Chad en frica subsahariana,
como la etnia kanembu, conservan las mismas prcticas de cosecha artesanal de A.
platensis (identificacin en revisin) legadas desde tiempo inmemorial. Esta
cianobacteria filamentosa constituye la base de la dieta diaria de esa tribu, la que
extraen del lago y secan al sol para preparar una galleta denominada dih; este hbito
alimentario peculiar le ha brindado a los kanembu mejor estado de salud que tribus
vecinas que no consumen el dih (Ciferri 1983). Cuando los cientficos descubrieron la
rapidez con la que las poblaciones de estos microorganismos crecen, con un
rendimiento 20 veces mayor que la soja o soya (Glycine max) por unidad de superficie,
los describieron como el alimento del futuro (Henrikson 1994).
14
del planeta y se puede decir que se encuentran a mitad de camino entre las bacterias
y las algas, porque su organizacin es procaritica pero su aparato fotosinttico es
similar al de las algas (Prosperi 2000).
La Tierra tiene una edad aproximada de 4.600.000.000 de aos y se ha podido
comprobar que 1.000.000.000 de aos despus de su formacin ya haba actividad
orgnica en la corteza terrestre. Los sedimentos no metamorfoseados ms antiguos
de hace 3.500.000.000 de aos muestran las primeras bacterias y los estromatolitos,
las ms antiguas comunidades coloniales de las que se tenga conocimiento,
constituidas principalmente por algas verdes-azules filamentosas semejantes a las
Oscillatoriales (Orden al que pertenecen los gneros Oscillatoria, Lyngbya, Spirulina y
Arthrospira, entre otros), colonias que se asentaron en las costas de los mares
primitivos. Hoy slo quedan estromatolitos vivos en la costa sur de Australia, las
Bahamas y algunas otras costas e islas remotas y prstinas (Woese 1987).
Hace unos 2.000.000.000 de aos las cianobacterias produjeron suficiente oxgeno
para modificar sustancialmente la atmsfera terrestre. Muchos anaerobios obligados
(aquellos que no viven en presencia de oxgeno) fueron daados por el oxgeno y
algunos desarrollaron modos de neutralizarlo, o se restringieron a vivir en reas donde
este gas no penetra. Por seleccin natural algunos organismos aerobios se adaptaron
a vivir desarrollando una va respiratoria que utilizaba el oxgeno para extraer ms
energa de los alimentos y transformarla en ATP, prosperaron y radiaron en mltiples
formas de vida. La respiracin aerobia se incorpora as al proceso anaerobio ya
existente de la gluclisis (Woese 1987, Mercado 1999).
Las cianobacterias y las microalgas eucariticas al ser productoras que utilizan la luz
solar como fuente de energa contienen clorofila y otros pigmentos accesorios que les
otorgan una gran eficiencia fotosinttica. Por el proceso de fotosntesis que regula el
contenido de oxgeno y dixido de carbono en la atmsfera, las microalgas contribuyen
notablemente a aliviar el efecto invernadero y se constituyen en protagonistas de la
produccin inicial de materia viva en ecosistemas acuticos (Mercado 1999).
La ecologa de microalgas est determinada por un sinnmero de factores ambientales
biticos y abiticos que regulan sus poblaciones y determinan la amplitud de su
dispersin y la capacidad de invadir nuevos hbitats. Posiblemente el factor ms
importante en la determinacin de la abundancia del fitoplancton, comunidad acutica
errante constituida por microalgas, sea la disponibilidad de nutrientes. Las poblaciones
fitoplanctnicas aumentan sus nmeros aceleradamente en la poca de crecimiento
15
16
que originan el efecto opuesto a las mareas rojas, pues desencadenan una gran
produccin secundaria del zooplancton y de los siguientes peldaos de la cadena
alimentaria marina. Estas zonas de surgencia son de gran importancia en la economa
pesquera de muchas naciones del mundo.
17
biogeogrficos a partir de procesos abiticos muy lentos y a gran escala que incluyen
los movimientos tectnicos de placas, cambios en los niveles de los mares y ocanos
y cambios climticos, entre otros aspectos geolgicos. Estos procesos han operado
casi en concierto, pues el clima puede ser afectado por los movimientos de los
continentes y los cambios en la circulacin ocenica; los movimientos tectnicos
pueden alterar las corrientes ocenicas; el clima ha podido influir en la eustasia 1 de la
periodicidad interglaciar. A un nivel ms local, las erupciones volcnicas,
desertificaciones, cataclismos terrestres, huracanes, etc. tambin han contribuido a la
creacin de patrones de distribucin en diferentes hbitats (Myers y Giller 1991).
La determinacin de patrones de distribucin parte de un anlisis biogeogrfico. Tales
patrones son dciles a anlisis sin supuestos especficos de procesos subyacentes o
pueden ser usados para probar hiptesis sobre procesos. La biogeografa histrica y
ecolgica indirectamente ha usado patrones observados de distribucin de organismos
para probar hiptesis, con miras a explicar procesos tales como la vicariancia
(separacin de grupos por barreras geogrficas), dispersin, interacciones de especies
y eventos de perturbacin (Myers y Giller 1991).
18
19
Especie
Botryococcus braunii
25 75
Chlorella sp.
28 32
Crypthecodinium cohnii
20
Cylindrotheca sp.
16 37
Dunaliella primolecta
23
Isochrysis sp.
25 33
Monallanthus salina
20
Nannochloris sp.
20 35
Nannochloropsis sp.
31 68
Neochloris oleoabundans
35 54
Nitzschia sp.
45 47
Phaeodactylum tricornutum
20 30
Schizochytrium sp.
50 77
Tretraselmis suecica
15 23
20
Por su parte, la diatomea marina Chaetoceros muelleri puede tener potencial para su
explotacin como un precursor renovable de los combustibles lquidos o como fuente
de lpidos, esto sobre la base de su alta tasa de crecimiento, la tolerancia a una amplia
gama de temperaturas y conductancias especficas, y una gran cantidad de lpidos
intracelulares (Mcginnis y col. 1997).
El fitoplancton ha sido ampliamente estudiado en sus dinmicas poblacionales y
comunitarias. Los estudios tericos a partir de observaciones empricas y de campo
han crecido notablemente debido a la importancia de muchas especies de microalgas
en la alimentacin, farmacia, medicina, control de calidad de aguas, etc. Un aspecto
an incipiente es el estudio biogeogrfico de microalgas en sus ambientes nativos.
Este trabajo trata de dos temas: (1) estudio de las dinmicas poblacionales en
especies cultivadas y (2) muestreo y caracterizacin de hbitats y aspectos
comunitarios de especies autctonas de gran valor en la biotecnologa alimentaria y
petrolera.
21
2. Antecedentes en Venezuela
En Venezuela se han hecho numerosos trabajos taxonmicos y ecolgicos de
microalgas. Diversas especies fitoplanctnicas de importancia biotecnolgica son
nativas de Venezuela; las clorofitas Botryococcus braunii y Chlorella vulgaris y
cianobacterias del gnero Spirulina han sido reportadas para el embalse de Guri
(Gonzlez de Infante y Riehl 1992). Anteriormente, B. braunii tambin se encontr en
la laguna de San Javier del Valle, Edo. Mrida (Yacubson 1974). En aguas salobres y
estuarinas, como el sistema del lago de Maracaibo (norte del lago) se ha reportado la
cianobacteria Spirulina subsalsa y otras cianobacterias eurihalinas (Rodrguez 2001).
En diversos sistemas marinos costeros y lagunas hipersalinas del pas se han
colectado diferentes especies de clorofitas del gnero Dunaliella (Guevara y col.
2005), as como prasinofitas del gnero Tetraselmis (Romero y col. 2002), entre otras
especies.
Por otra parte, algunas investigaciones se han orientado a ensayos de cultivos de
microalgas en condiciones controladas con fines biotecnolgicos. Algunos anlisis han
permitido la determinacin de las composiciones nutricionales y producciones de
metabolitos de diferentes especies de microalgas: Anabaena sp. (Morales y col. 2002),
Chlorella sp. (Mora y col. 2004) y Dunaliella salina (Guevara y col. 2005). Otros
ensayos han conducido a la cuantificacin de efectos inmunomoduladores de Spirulina
subsalsa (Cheng-Ng y col. 2005). Parra (2005) aisl y purific c-ficocianina y
aloficocianina de Arthrospira platensis, dos pigmentos de gran inters en la industria
de los colorantes y marcadores moleculares. Naranjo y col. (2010) hicieron una
revisin del uso de A. platensis como biofactora de metabolitos secundarios de inters
farmacolgico, con nfasis en el cido pipeclico.
La Asociacin Civil Gente de Ciencias (2007), organizacin cientfica y social
venezolana constituida por profesionales del rea de las ciencias naturales, con
experiencia en el cultivo de microalgas (cultivos en laboratorio y campo; optimizacin
de medios de cultivo, fotobiorreactores y obtencin de productos de microalgas), con
nfasis en Arthrospira platensis desde el ao 2000. Las investigaciones se
concentraron en la aplicacin de la biotecnologa de microalgas en temas como la
nutricin animal y humana. Recientemente con Botryococcus braunii, Nannochloropsis
sp., Tetraselmis chuii e Isochrysis galbana, entre otras especies, se ha explorado la
factibilidad de producir biocombustibles a partir de aceites sintetizados o acumulados
en sus compartimentos intracelulares.
22
3. Justificacin
Este trabajo est enmarcado en el estudio ecolgico, taxonmico y biogeogrfico de
especies de microalgas eucariticas y cianobacterias autctonas con potencialidades
para su cultivo masivo en Venezuela y empleo en la acuicultura, biotecnologa
alimentaria, generacin de biocombustibles (biodiesel), biorremediacin, produccin de
energas limpias y trampas de gases de efecto invernadero. Tambin se incorporan
especies cultivadas en Venezuela desde hace varios aos, como Arthrospira platensis
y A. maxima de conocido perfil nutricional, mdico y biorremediador, por lo que tienen
gran demanda mundial; ms de 70 pases las cultivan comercialmente (Henrikson
1994).
Las especies de los gneros Spirulina y Arthrospira han sido incorporadas con xito
notable en programas sociales y alimentarios dentro de pases del cuarto mundo con
altas tasas de desnutricin, como el frica Ecuatorial. Conviene entonces incorporar el
estudio ecolgico de estas cianobacterias para conocer sus tasas de crecimiento
ptimas y otros parmetros poblacionales con miras a cultivarlas a gran escala en el
pas y aprovechar su biomasa con la firme intencin de establecer programas
nutricionales similares en Venezuela y Latinoamrica, a sabiendas de los niveles
preocupantes de desnutricin que imperan en los pases de esta regin.
El estudio de los organismos en su ambiente natural brinda la oportunidad de conocer
las especies con las que cuenta Venezuela y adquirir un conocimiento integral de sus
ambientes naturales. Esta propuesta lleva implcito un propsito productivo de emular
las condiciones naturales para lograr sus cultivos en sistemas controlados, y una
finalidad de conservacin a partir del conocimiento de los ambientes para manejo
sustentable de ecosistemas o su proteccin como santuarios de vida. En sntesis, la
meta de esta investigacin es brindar puntos de partida a partir de un estudio
ecolgico integral a expectativas y necesidades creadas en el pas por la bsqueda de
fuentes alternativas de alimentos, medicinas, pigmentos y energas limpias, as como
perspectivas para la recuperacin de ecosistemas acuticos contaminados. Esta
propuesta est enmarcada en el Plan Nacional Simn Bolvar como nuevo modelo
sociopoltico para el pas.
23
4. Hiptesis
1. Las poblaciones de Arthrospira platensis cultivadas en el laboratorio presentan
densodependencia, y un crecimiento poblacional que puede ser descrito con
modelos matemticos.
2. La geografa y ecologa variadas del pas permiten esperar una gran diversidad de
especies de microalgas distribuidas en forma discontinua y gradientes, algunas de
ellas con gran potencial biotecnolgico.
24
5. Objetivos
1. Establecer la dinmica de crecimiento poblacional de Arthrospira platensis con
optimizacin de medios de cultivo para fines productivos.
2. Caracterizar hbitats y comunidades fitoplanctnicas con especies de inters
biotecnolgico en el pas.
Del objetivo 1 se desprenden los objetivos especficos:
a. Caracterizar el crecimiento poblacional de A. platensis en condiciones
controladas y naturales.
b. Determinar los parmetros poblacionales.
c. Realizar anlisis de perturbacin en el modelo dinmico.
Del objetivo 2 derivan los objetivos especficos:
a. Identificar especies de microalgas de muestras colectadas en el campo.
b. Determinar riqueza, abundancia e ndices de diversidad.
c. Establecer relaciones entre ambientes, variables fsicas y qumicas y la
composicin de especies encontradas.
25
6. Metodologa
El plan general de trabajo se dividi en dos niveles de organizacin: poblacional y
comunitario.
Componentes
Solucin Stock
(mL)
Masa (g)
Concentracin
en el medio
final
Solucin I
500 (2X)
NaHCO3
Na2CO3
K2HPO4*
13,61
4,03
0,50
1,6210-4M
3,8010-5M
2,8710-4M
Solucin II
500 (2X)
NaNO3*
K2SO4
NaCl
5,00
2,00
2,00
2,9410-5M
5,7410-6M
1,7110-5M
26
pH
Alcalino
(>9)
Neutro
(7)
Tabla 2. Continuacin.
Componentes
Solucin Stock
(mL)
Masa (g)
MgSO4.7H2O
CaCl2.2H2O
FeSO4.7H2O
Na2EDTA.2H2O
0,40
0,02
0,02
0,16
Concentracin
en el medio
final (1X)
8,1110-7M
2,7210-7M
3,6010-8M
2,1510-7M
Traza metlica
1000 (1000X)
Na2EDTA.2H2O
FeSO4.7H2O
ZnSO4.7H2O
MnSO4.7H2O
H3BO3
0,80
0,70
0,001
0,002
0,01
0,001
0,001
0,00005
2,1510-6M
2,5210-6M
3,4810-9M
8,9710-9M
1,6210-7M
3,4410-9M
4,1310-9M
2,0010-11M
Co(NO3)2.6 H2O
Na2MoO4.2 H2O
CuSO4.5H2O
pH
Neutro
(7)
*Parra (2005) reemplaz el K2HPO4 por KH2PO4, debido a la mayor solubilidad de la primera
en agua. Tambin sustituy el NaNO3 por KNO3 para obtener una relacin Na:K ms prxima a
la fisiolgica (4:1).
Spirulina subsalsa fue cultivada en medio Spirulina combinado con agua de mar
(50:50), debido al origen estuarino de la cepa (Morales, com. pers.). El resto de las
especies de microalgas del cepario se cultivaron en diferentes medios probados y
estandarizados como ptimos para sus crecimientos poblacionales: medio F/2
(Guillard 1975), para microalgas marinas como Nannochloropsis sp., Tetraselmis sp. e
I. galbana; medio Algal (Fbregas y col. 1985), el cual fue empleado tanto para
microalgas de agua dulce como Chlamydomonas sp., C. vulgaris y Scenedesmus sp.,
como para diatomeas marinas (Chaetoceros sp.), con adicin de silicatos, rodofitas (P.
cruentum y R. marinus) y Tetraselmis sp., con adicin de agua de mar, y clorofitas de
ambientes hipersalinos (Dunaliella spp.), con la incorporacin de solucin saturada de
cloruro de sodio (NaCl); medio Chu-13 (Chu 1942) modificado por Dayananda (2007)
para B. braunii; Haematococcus pluvialis fue cultivada en medio Bristol (Bold 1949).
Para especies del gnero Dunaliella tambin se prob el medio de Serpa y Caldern
(2006). Las composiciones de estos medios se presentan en el Apndice 1.
La preparacin de los medios se efectu conforme los siguientes pasos generales:
1. Se prepar una solucin madre 1000X (solucin concentrada) de micronutrientes
(oligoelementos o traza metlica), segn lo establecido en cada medio de cultivo.
Para ello, las sustancias requeridas como sales inorgnicas cristalizadas grado
analtico se pesaron en una balanza analtica digital AND (d = 1 mg).
27
28
1. De una cepa se aisl un filamento en una cpsula de Petri con solucin buffer
alcalina (bicarbonato-carbonato de sodio, 4:1) bajo un estereoscopio (lupa).
2. Cada filamento se coloc en un tubo de ensayo con medio Spirulina esterilizado y
se coloc en cmara de crecimiento (T = 27C) con iluminacin permanente. El
periodo de incubacin fue de 15 das, tiempo en el cual el filamento inicial pudo
clonarse en varios filamentos va escisin en necridios.
3. Los cultivos monoclonales se escalaron a fiolas de 250 mL y se mantuvieron sin
agitacin en la cmara de crecimiento. En estos recipientes se mantuvieron para
ser empleados en medios slidos y completar proceso de purificacin de la cepa.
Para la siguiente etapa de purificacin del cultivo monoalgal y monoclonal, con la
finalidad de controlar contaminacin de bacterias y hongos, se emplearon los
siguientes pasos:
1. Se prepararon medios slidos con disolucin en caliente de agar no purificado en
medio Spirulina (1,5 g de agar por cada 100 mL de medio), de esta manera se
elabor un medio de agar alcalino.
2. Las soluciones con agar se autoclavaron en cpsulas de Petri, para hacer placas y
en tubos de ensayo inclinados para obtener cuas. Una vez obtenidos los medios
slidos estriles, se procedi a encender la llama azul en un mechero FISHER y
limpiar el mesn con etanol absoluto. Este procedimiento se hizo con el fin de
tener las mayores condiciones de asepsia posibles.
3. Bajo estas condiciones de asepsia y llama azul, una vez que las soluciones
esterilizadas se enfriaron, se procedi a la siembra de las cepas vivas. Los medios
solidificados en placas y tubos fueron sembrados por medio de un asa metlica
pasada por llama azul y enfriada en algn punto del medio slido, teniendo
cuidado de no inocular posteriormente en esa zona (figura 1).
29
30
(a)
(b)
(c)
(d)
Figura 3. Imgenes donde se muestran las diferentes etapas de escalamiento del cultivo en
medio lquido en el sistema integrado LOA-Ficotrn: (a) cultivos a escala pequea en
condiciones controladas (Cmara de Crecimiento, LOA - IZET); (b), (c) y (d) cultivos a cielo
abierto en el Ficotrn, IDEA, en botellones de 5 L, tanques circulares de 500 L y cultivadores
tipo carrusel de 2000 L, respectivamente.
K+ alto
K+ bajo
Na+ alto
++
Na+ bajo
31
Study Type:
Initial
Design:
Center
Points:
Design
Model:
Factorial
2 Level Factorial
Runs:
Blocks:
37
No
Blocks
Low
Actual
6805
2015
250
500
500
1176
5
Reduced
3FI
Factor
Name
Units
Type
A
B
C
D
E
F
NaHCO3
Na2CO3
K2HPO4
NaCl
K2SO4
NH4NO3
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
Numeric
Numeric
Numeric
Numeric
Numeric
Numeric
High
Actual
13610
4030
500
1000
1000
2352
Low
Coded
-1
-1
-1
-1
-1
-1
High
Coded
1
1
1
1
1
1
Mean
10207,5
3022,5
375
750
750
1764
Std.
Dev.
3164,3
937,0
116,2
232,5
232,5
546,8
32
Stock A
Stock B
1/2L
Sol. I
de Trat.
X
Stock C
Stock I
Autoclavar I y II
Stock D Stock E
Stock F
Stock II
1/2L
Sol. II
de Trat.
X
4L Trat.
X
Figura 4. Esquema para la preparacin de cada medio (tratamiento) del diseo factorial
fraccionado 26-1.
33
60 cm
15 cm
25 cm
35 cm
25 cm
60 cm
35 cm
15 cm
BLOQUES
A1-25
A2 25
A3 15
B1 35
B2 15
B3 25
C1 15
C2 35
C3 35
15 cm
60 cm
25 cm
60 cm
35 cm
B
F IL A S
1024`12`` N 6653`13`` O
34
alcalinidad elevada (9,5 a 10), por lo que la biomasa fue neutralizada con agua filtrada
o agua acidulada para fines de aprovechamiento alimenticio; un pH-metro digital
HANNA permiti monitorear la reduccin del pH hasta 7. Finalmente, la biomasa
hmeda y neutralizada fue extendida sobre una superficie de papel parafinado y
colocada en rejas metlicas, para ser secada en un deshidratador a 60C por 24 h. La
biomasa total o final se estableci una vez alcanzado el plateau y sucedidos algunos
das para la estabilizacin de la curva (de 15 a 30 das de incubacin).
Determinacin de la densidad poblacional. Se determin el crecimiento poblacional
de A. platensis por dos mtodos: (1) directo, por conteo de filamentos en cmaras
cilndricas desmontables Utermhl (1958) bajo un microscopio invertido LEICA DMIL, y
(2) indirecto, por absorbancia o densidad ptica en un espectrofotmetro digital
SHIMADZU UV-160 a longitudes de onda () de 680 y 700 nm, correspondientes al
rojo y rojo lejano, respectivamente, en las cuales la clorofila a tericamente tiene
absorcin ptima de luz visible y umbral visible-infrarrojo.
Para el conteo de filamentos, se emple el mtodo de conteo de bandas (Utermhl
1958) en una cmara de 25 mL. Previamente, las muestras se dejaron sedimentar en
la cmara por 24 h. Una vez hecho el cmputo de filamentos por banda, se determin
la densidad ( D ) o nmero de filamentos por litro a partir de la ecuacin:
Dfilamentos /L
S
N 1000 (1)
L T V
Donde:
35
DO
A
1
1
I
log10T log10 0 (2)
l
l
l
I
Donde:
36
I = tasa de inmigracin).
2. Las dinmicas son coetneas (cohortes o individuos de la misma edad).
3. Los individuos son unitarios, excluyendo los modulares (Ej.: colonias de filamentos
o clulas).
4. Todos los individuos se consideran unidades reproductivas.
5. En modelos discretos, el tiempo entre generaciones t se iguala a la unidad.
El modelo de crecimiento densodependiente de partida es el logstico continuo de una
poblacin simple sin estructura:
dN
N
rN 1 (3)
dt
K
Siendo N(t) la densidad al tiempo t; r la tasa per cpita de crecimiento poblacional
cuando N 0, y K la capacidad de carga o densidad de equilibrio.
La solucin de la ecuacin (3) es:
N (t )
N0 K
N 0 ( K N 0 )e rt
(4)
Siendo N0 = N(0).
El modelo de crecimiento logstico, en su forma discreta, se puede expresar como:
N t 1 N t N t r1 bN t (5)
O bien,
Nt 1 Nt 1 r rbNt (6)
Donde N t y N t 1 son densidades poblacionales a tiempos t y t+1, respectivamente, y
37
dN
rN
dt
2 N0
N0
ln
2N 0
rt g
N0
ln 2 rt g
tg
dN
r dt
N
0
tg
ln 2
(7)
r
38
Salinas de Las
Cumaraguas,
Paraguan
Laguna de
Bocachica, Isla de
Margarita
Lagunas de
inundacin, Bajo
Orinoco
Humedales de la
pennsula de Paria
Humedales de
Barlovento
Puerto Cabello
Baha de Mochima
Fosa El Caracol,
Edo. Anzotegui
Mdulos de Mantecal
39
Figura 6. Ubicacin
de los sitios de
muestreo (el mapa
se encuentra en
www.guiageo-ameri
cas.com/mapas/ve
nezuela.htm).
40
Figura 7. (a) Mapa de Venezuela donde se destaca a la pennsula de Paria en un recuadro, (b)
ubicacin del rea de estudio y (c) vista panormica del humedal Palmares III desde una
carretera que lo bordea al norte, la vegetacin herbcea cubre la totalidad de su superficie y
forma bandas monoespecficas, evidenciadas por las tonalidades distintas del color verde, que
cubren toda su superficie sin formar espejos de agua (tomado de Torres y Zoppi de Roa 2010).
41
Las comunidades de plantas que forman zonas monoespecficas son: (1) gramnea
(Brachiaria mutica (Forssk) Stapt in Pain, Poaceae), (2) leguminosa (Sesbania
exasperata H.B.K., Fabaceae), (3) junco (Cyperus articulatus L., Cyperaceae) y (4)
enea (Typha dominguensis (Pers.) Poir. Ex Steud., Typhaceae).
Humedal de Barlovento. Al este de Caracas, donde finaliza la Cordillera de la Costa,
se inicia la llanura de Barlovento, la cual geopolticamente es una regin del centro de
Venezuela, ubicada en el estado Miranda, que abarca los municipios Acevedo, Andrs
Bello, Brin, Buroz, Pez y Pedro Gual. Esta regin se encuentra inserta en la
depresin de Barlovento, siendo una de las regiones naturales que conforman la
denominada regin Norte Costera. Se ubica entre los paralelos 10 y 11 latitud norte y
42
los meridianos 65 y 67 longitud oeste. Al norte limita con el mar Caribe; al sur lo hace
con la serrana del Interior y el estado Gurico; al este delimita con la serrana del
Litoral de la cordillera de la Costa, el estado Vargas y otros municipios del estado
Miranda;
al
oeste
culmina
en
el
ro
Uchire
estado
Anzotegui
(http://es.wikipedia.org/wiki/Barlovento_(Venezuela)).
El rea donde se realiz la investigacin en 2009 (Ecologa de Humedales, materia
electiva del postgrado en Ecologa IZET-UCV), se denomina El Clavo, ubicado a 10
msnm, 101534 N y 66728 O (figura 9). La precipitacin total anual es 2484 mm,
con distribucin bimodal, con mximos en julio-agosto y noviembre-diciembre y la
mnima entre febrero-marzo, por lo cual la estacin seca es corta (MARN 1996). De
acuerdo al sistema de clasificacin de Holdridge (Ewel y Madriz 1968, cit. Gordon y
Feo 2007), la zona de vida corresponde a un bosque hmedo tropical. El humedal
herbceo es inundado por el ro Colorado, afluente del ro Tuy, y est dominado por
Hymenachne amplexicaulis (Poaceae). En algunos sitios del humedal se encuentran
otras especies como: Montrichardia arborescens (L.) Schott, Mimosa sp., Polygonum
acuminatum Kunth, Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven, Ipomoea sp., Ludwigia
helminthorrhiza (Mart.) Hara, Pistia stratiotes L., Eichhornia crassipes (Mart.) Solms.,
Lemna sp., Salvinia auriculata Aubl., Azolla filiculoides Lam. y Utricularia sp. La textura
de los suelos del humedal es arcillosa (72% arcilla, 22,4% limo y 5,6% arena); el
porcentaje medio de materia orgnica total del suelo es 2,7%, y su pH medio 6,4. La
conductividad del agua vara entre 116 y 294,7 mS/cm, y el pH del agua 6-8 (Feo
2002; cit. Gordon y Feo 2007).
Figura 9. Vista satelital del rea de estudio (humedal herbceo de El Clavo). La lnea blanca
dibujada en el centro de la imagen seala el transecto levantado en la salida de campo (fuente:
http://earth.google.com/).
43
(a)
(b)
Figura 10. Tomas fotogrficas parciales de las dos zonas de vegetacin emergente estudiadas:
(a) vista de la amplia zona central de Hymenachne amplexicaulis, en primer plano la zona de
Heliconia marginata que bordea todo el litoral sur; (b) zona de H. marginata (fotos: Carlos
Lugo).
44
45
Figura 11. Ubicacin geogrfica del rea de estudio al sur de Monagas (Orinoco bajo), con
detalle de la localizacin en el mapa y fotografa panormica de Macapaima, uno de los
cuerpos de agua visitados (foto: Rubn Torres).
46
47
Figura 13. Ubicacin de la laguna de Boca Chica (crculo azul) en la pennsula de Macanao,
isla de Margarita, estado Nueva Esparta (mapa: http://www.disfrutevenezuela.com/MunicipioPeninsula-de-Macanao-Mapa.html).
48
cretcico, por su carcter metamrfico, cabe descartarlo como roca madre; 2) los
sedimentos terciarios no poseen espesores halagadores; 3) estructuras favorables son
inestables o estn parcialmente erosionadas.
Baha de Mochima. Esta baha profunda y semi-cerrada, de gran belleza paisajstica,
forma parte del Parque Nacional Mochima, Edo. Sucre, en los lmites con el Edo.
Anzotegui, a orillas del mar Caribe. El Parque Nacional Mochima se encuentra
altitudinalmente ubicado desde 0 hasta 600 msnm, al noreste de Venezuela, entre las
ciudades de Barcelona, Puerto la Cruz y Cuman, y se extiende a lo largo de la costa
en un rea de 94.935 ha (http://www.mochima.org/).
El clima del Parque Nacional Mochima es semirido. En la costa las temperaturas
oscilan entre 22 y 28C, y existen dos periodos contrastantes: (1) una poca seca que
se extiende de enero a mayo, con una media de lluvias de 3,5 mm/mes y (2) una
poca lluviosa entre junio y diciembre, con una media de lluvias de 60-70 mm/mes. En
el parque existe una variada vegetacin en donde predominan cactus, arbustos,
helechos y orqudeas, encontrndose rboles de mayor tamao en la zona ms alta
del parque. Parte de la flora la conforman los mangles y la hierba de vidrio (Salicornia
fruticosa, Sesuvium portulacastrum y Batis martima). Se pueden conseguir cactceas
como el guamacho y leguminosas como el cuj y el dividive (http://www.mochima.org/).
En la poblacin de Mochima, ubicada al sur de la baha, se encuentra la Estacin
Biolgica Mochima (Sucre), que es una dependencia de la Fundacin Instituto de
Estudios Avanzados (IDEA). El proyecto de microalgas (Proyecto BID-Fonacit
2006000537), cuya acometida impuls la Asociacin Civil Gente de Ciencias, est
embebido
en
un
megaproyecto
(Hidrocarburos
Verdes)
de
esta
institucin
49
50
1 nudo = 1 milla nutica por hora = 0,5144 metros por segundo (SI). Esta definicin se basa
en el acuerdo internacional sobre la longitud de la milla nutica, adoptado por EE. UU. (que
utilizaba previamente una longitud de 1.852,249 m) y el Reino Unido (que utilizaba previamente
una longitud de 1.853,184 m), entre otros pases (http://es.wikipedia.org/wiki/Nudo_(unidad)).
51
Muestra de
campo fijada con
cido sulfrico
Filtracin de
la muestra
Destruccin de la
materia orgnica
con cido sulfrico
concentrado
Equipo de
destilacin
Kjeldahl
52
Figura 14. Continuacin (Fotos de equipo Kjeldahl y sucedneas tomadas de una presentacin
digital del curso de Ecologa de Humedales, Postgrado en Ecologa, IZET, 2009).
Muestra de
campo fijada
con cido
sulfrico
Filtracin de
la muestra
Destruccin de la
materia orgnica
con cido sulfrico
concentrado
Medicin y
curva de
calibracin
Figura 15. Marcha analtica simplificada para la determinacin del fsforo por el mtodo
colorimtrico de Murphy Riley (1962). Las dos imgenes inferiores fueron tomadas de una
presentacin digital del curso de Ecologa de Humedales, Postgrado en Ecologa, IZET, 2009.
53
especies
estn
representadas
en
la
muestra.
Este
ndice
se
define
matemticamente como:
S
54
D = pi2 (11)
i =1
Cuando se utiliza el recproco de este ndice (1/D), los valores son interpretados como
el nmero de especies esperado de una muestra con una determinada distribucin de
individuos en especies. El valor 1/D aumenta cuando la muestra es ms equitativa, por
lo cual 1/D tiene un significado biolgico ms claro que el ndice original.
Otro ndice de dominancia empleado es el de Berger-Parker (1970):
d=
N mx
(12)
N
Donde:
55
56
7. Resultados
7.1 Cultivos
Los medios de cultivo empleados para las especies del cepario y la cmara de
crecimiento estn listados en la Tabla 5 con sus respectivas fuentes bibliogrficas. Es
importante acotar que las temperaturas del cepario (cmara fra sin sistema de
agitacin) y la cmara de crecimiento (cmara clida con sistema de agitacin
continua), 24 y 27C, respectivamente, se mantuvieron constantes a lo largo del
periodo de incubacin, pues se trata de un ambiente controlado. Como se puede
observar, el medio algal (Fbregas y col. 1985) fue el de ms amplio uso en el
laboratorio, puesto que result adaptable a los requerimientos de una gran variedad de
especies de microalgas provenientes de distintos ambientes (dulceacucola, marino y
salinas). El medio Spirulina (Schlsser 1994) con las modificaciones introducidas por
Parra (2005) funcion muy bien para todas las cepas de Arthrospira spp. cultivadas en
la Cmara de Crecimiento, y se pudieron escalar en esa misma preparacin de placas
y tubos con cuas a medio lquido en tubos y posteriormente a fiolas.
Tabla 5. Medios de cultivos preparados en laboratorio para crecimiento de poblaciones de
microalgas y modalidades de preparacin y recipientes.
Medio de cultivo
Especie
Cepa
Placas/cuas
(medio slido
en cpsulas y
tubos)
Spirulina (Schlsser
1994, modificacin
del Aiba y Ogawa
1971) + modificacin
de Parra (2005)
Arthrospira mxima
Cubana
Arthrospira platensis
Cubana
Arthrospira platensis
Lefevre
Spirulina + agua de
mar (50:50) (Morales,
comunicacin
personal) y F/2
(Guillard 1975)
Spirulina subsalsa
C4
Chu-13 (Dayananda y
col. 2007)
Botryococcus braunii
UTEX572
Nannochloropsis sp.
MAD1
Tetraselmis sp.
TE
Isochrysis galbana
Nueva
Esparta
Chlamydomonas sp.
Medio Algal
(Fbregas y col. 1985)
57
Tubos
(medio
lquido)
Fiolas (medio
lquido)
Tabla 5. Continuacin.
Medio de cultivo
Medio Algal
(Fbregas y col. 1985)
Medio Algal con
adicin de silicatos
Serpa y Caldern
(2006)
Especie
Cepa
Placas/cuas
(medio slido
en cpsulas y
tubos)
Chlorella vulgaris
Scenedesmus sp.
Chaetoceros sp.
Porphyridium
cruentum
C1
Rhodosorus marinus
C2
Tetraselmis sp.
TE
Dunaliella salina
Dunaliella viridis
Dunaliella
primolecta
DPN
Dunaliella salina
Dunaliella viridis
Dunaliella
primolecta
DPN
Haematococcus
pluvialis
HPOC8
Tubos
(medio
lquido)
Fiolas (medio
lquido)
Una evaluacin microscpica de las diferentes cepas, cultivadas en la cmara fra sin
agitacin y la cmara clida o de crecimiento rpido con agitacin, pudo comprobar
que los cultivos estaban en buen estado (monoalgales y poco detrito), donde las cepas
cubanas de A. platensis y A. maxima mostraron filamentos helicoidales, si bien en
poblaciones de la segunda se evidenciaron algunos filamentos lineales. Por su parte,
la cepa Lefevre de A. platensis se caracteriz por mostrar una poblacin integrada en
forma absoluta por filamentos lineales en todas las rplicas ubicadas en la Cmara
de Crecimiento. La figura 16 muestra un conjunto de fotografas tomadas con una
cmara digital PAX-CAM acoplada al microscopio invertido y al computador, lo que
permiti visualizar los filamentos con alta resolucin y detectar el estado de pureza de
los cultivos. Durante todo el periodo de mantenimiento, las observaciones al
microscopio no detectaron invasiones de otras especies de microalgas.
58
Figura 16. Algunas imgenes tomadas bajo microscopio invertido de las poblaciones de las
diferentes cepas de Arthrospira spp. en la Cmara de Crecimiento (LOA-IZET).
59
60
61
62
63
64
Macronutrientes
totales
N
P
++
4,63
0,77
4,85
0,51
4,72
0,77
4,63
0,77
K
Mg
2,31
0,08
3,86
0,08
9,19
0,08
2,31
0,08
Ca
0,04
0,07
0,07
0,04
0,11
1,17
0,20
0,11
Na
60,66
75,21
80,89
60,66
Cl
CO32
0,85
10,51
43,55
0,85
21,83
21,83
15,71
21,83
HCO3
110,23
117,67
103,97
110,23
Na+/K+
26,2
19,5
8,8
26,2
Las figuras 18a y 18b muestran las curvas de crecimiento poblacional de A. platensis
en los cuatro medios de cultivo y dos tipos de cultivadores, fiolas y cilindros,
respectivamente. Las curvas de crecimiento muestran que el medio Aiba y Ogawa
propici mayor incremento poblacional de A. platensis en cilindros a los 20 das de
incubacin, tiempo en el cual se detuvo el experimento. En fiolas, las cinticas en los
medios Aiba Ogawa y Parra tuvieron gran similitud. Para ambos tipos de recipientes,
65
2,000
A 680
1,500
1,000
0,500
0,000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415 1617181920
(a)
3
2,5
A 680
2
1,5
1
0,5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
T iempo (das )
Aiba y Ogawa
Mnimo ( )
Mximo (+ +)
Parra
(b)
Figura 18. Curvas de crecimiento poblacional de Arthrospira platensis en (a) fiolas y (b)
cilindros. La densidad poblacional est expresada en trminos de absorbancia a 680 nm.
66
2
1,8
1,6
Biomasa (g/2L)
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Mnimo ( )
Mximo (+ +)
Parra
Fiola
Aiba y Ogawa
Cilindro
Figura 19. Produccin de biomasa seca en fiolas y cilindros de 2 L para cada medio mineral. La
biomasa est expresada en gramos por dos litros. Intervalos de confianza: media desviacin
estndar.
pH
9,80
9,60
9,40
9,20
9,00
8,80
8,60
1
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Tiempo (das)
Mnimo ( )
Mximo (+ +)
Parra
Aiba y Ogawa
Figura 20. Valores comparativos de pH mostrados por los diferentes medios de cultivo. En la
figura se seala con un valo rojo el lapso de disminucin de pH del medio y la
contaminacin del mismo por la cianobacteria Microcystis aeruginosa.
67
Cond. (S/cm)
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
0,00
1
10 11 12 13 14 15 16 17 18
Tiempo (das)
Mnimo ( )
Mximo (+ +)
Parra
Aiba y Ogawa
Figura 21. Valores comparativos de conductividad (S/cm) mostrados por los diferentes medios
de cultivo.
valor medio de 586 mg (0,586 g/L) de masa seca de A. platensis en ese volumen.
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
y = 0,0011x + 0,0578
R = 0,9935
200
400
600
800
1000
1200
68
Nutriente
Medio 1
Medio 2
Medio 3
Medio 4
29,44
29,40
29,86
29,90
2,87
2,87
3,33
3,30
K+
63,75
17,22
18,07
17,22
Mg2+
0,81
0,81
0,81
0,81
Ca2+
0,27
0,27
0,27
0,26
SO42-
6,60
6,60
1,34
0,86
Na+
238,07
284,60
282,62
238,06
Cl-
17,65
17,65
75,83
1,40
CO32-
38,70
38,70
27,85
38,70
HCO3-
162,02
162,02
143,16
163,02
16,5
15,6
13,8
Na+/K+
3,73
69
crecimiento rpido de todas las curvas present una fuerte tendencia lineal. En
ninguno de los casos se alcanz el plateau o capacidad de carga.
2,500
A680
1,500
1,000
0,000
0
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Tiempo (das)
Medio 1
Medio 2
Medio 3
Medio 4
La figura 24 exhibe las curvas de crecimiento para el segundo ensayo, ahora con
densidades poblacionales. Se evidencian tendencias similares a las observadas con
valores de absorbancias, la pendiente del medio 2 supera en forma ligera a las de 1 y
3, y en el medio 4 hubo un crecimiento muy lento y desfasado de los otros, por la
prolongada fase de latencia y adecuacin. Las capacidades de carga no fueron
Densidad (filamentos/L)
Medio 2
Medio 3
Medio 4
70
Parmetros poblacionales
r (das-1)
K (filamentos/L)
0,50
412.900
0,48
3
4
pH
Inicial
Final
0,840
9,12
10,15
390.300
0,797
9,17
10,16
0,30
321.800
0,717
9,19
10,04
0,01
0,243
9,70
9,86
alcanzaron
dicha
capacidad
de
carga
con
oscilaciones,
unas
71
mayora de los casos con marcadas oscilaciones. Por su parte, la curva del
tratamiento 19 alcanz la capacidad de carga a una absorbancia muy inferior a los
medios ms productivos, pero claramente muestra un patrn de oscilaciones
amortiguadas.
Tratamiento 2
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 1
1,000
0,500
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
16
19
22
25
28
19
22
25
28
19
22
25
28
Tratamiento 4
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 3
1,000
0,500
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
13
16
Tiempo (das)
Tratamiento 6
Tratamiento 5
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
13
Tiempo (das)
1,000
1,000
0,500
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
13
16
Tiempo (das)
Tiempo (das)
72
Tratamiento 8
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 7
1,000
0,500
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
1,000
0,500
19
22
25
28
19
22
25
28
19
22
25
28
19
22
25
28
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
13
16
Tiempo (das)
Tratamiento 12
Tratamiento 11
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
16
Tratamiento 10
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 9
1,000
1,000
0,500
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
13
16
Tiempo (das)
Tiempo (das)
Tratamiento 13
Tratamiento 14
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
13
Tiempo (das)
1,000
0,500
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
Tiempo (das)
10
13
16
Tiempo (das)
73
Tratamiento 16
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 15
1,000
1,000
0,500
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
1,000
0,500
19
22
25
28
19
22
25
28
19
22
25
28
19
22
25
28
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
13
16
Tiempo (das)
Tratamiento 19
Tratamiento 20
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
16
Tratamiento 18
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 17
1,000
0,500
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
13
16
Tiempo (das)
Tratamiento 21
Tratamiento 22
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
13
Tiempo (das)
Tiempo (das)
1,000
1,000
0,500
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
13
16
Tiempo (das)
Tiempo (das)
74
Tratamiento 24
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 23
1,000
0,500
1,000
0,500
0,000
0,000
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
1,000
0,500
19
22
25
28
19
22
25
28
19
22
25
28
19
22
25
28
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
13
16
Tiempo (das)
Tratamiento 28
Tratamiento 27
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
16
Tratamiento 26
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 25
1,000
1,000
0,500
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
13
16
Tiempo (das)
Tiempo (das)
Tratamiento 29
Tratamiento 30
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
13
Tiempo (da)
1,000
1,000
0,500
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
13
16
Tiempo (das)
Tiempo (das)
75
Tratamiento 32
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 31
1,000
0,500
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
16
19
22
25
28
19
22
25
28
19
22
25
28
Tratamiento 34
2,500
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
A680 nm
Tratamiento 33
1,000
0,500
1,000
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
Tiempo (das)
13
16
Tiempo (das)
Tratamiento 36
Tratamiento 35
2,500
2,000
2,000
1,500
1,500
A680 nm
2,500
1,000
1,000
0,500
0,500
0,000
0,000
1
10
13
16
19
22
25
28
10
13
16
Tiempo (das)
Tiempo (das)
Tratamiento 37
2,500
2,000
A680 nm
A680 nm
13
Tiempo (das)
1,500
1,000
0,500
0,000
1
10
13
16
19
Tiempo (das)
76
22
25
28
Capacidad de carga, K
(filamentos/L)
Das 7 10
Das 10 13
Das 13 16
0,22
0,21
0,11
762.000
0,12
0,16
0,06
812.000
0,44
0,35
0,22
658.500
0,20
0,114
0,08
785.000
0,20
0,17
0,10
0,15
0,12
0,05
0,46
0,42
0,37
630.500
0,42
0,40
0,25
654.700
0,41
0,32
0,20
616.870
10
0,45
0,40
0,27
11
0,30
0,25
0,17
523.540
12
0,29
0,22
0,11
722.520
13
0,68
0,41
0,28
522.410
14
0,82
0,75
0,52
739.750
15
0,54
0,40
0,29
740.165
16
0,85
0,81
0,70
1.782.960
17
0,65
0,50
0,32
789.875
18
0,72
0,54
0,35
1.425.000
19
0,37
0,30
0,21
374.100
20
0,18
0,19
0,10
730.589
21
0,21
0,20
0,12
798.500
77
Tabla 9. Continuacin.
Tratamiento
Capacidad de carga,
K (filamentos/L)
Das 7 10
Das 10 13
Das 13 16
22
0,18
0,17
0,09
23
0,23
0,15
0,10
851.450
24
0,37
0,30
0,16
730.215
25
0,41
0,35
0,22
831.230
26
0,16
0,12
0,08
27
0,45
0,39
0,30
730.257
28
0,27
0,18
0,14
29
0,84
0,71
0,69
30
0,20
0,21
0,11
31
0,25
0,22
0,12
32
0,19
0,11
0,07
33
0,82
0,74
0,64
1.932.680
34
0,51
0,45
0,40
1.747.890
35
0,10
0,11
0,05
301500
36
0,75
0,65
0,51
2.520.000
37
0,70
0,51
0,32
2.050.000
78
79
Suma de
Cuadrados
Grados de
libertad
Cuadrado
Medio
Modelo
4,18
16
0,26
4,88
0,0007
NaHCO3
Na2CO3
KH2PO4
NaCl
K2SO4
KNO3
1,19
0,43
0,25
8,32E+00
0,18
0,12
1
1
1
1
1
1
1,19
0,43
0,25
8,32E+00
0,18
0,12
22,32
8,12
4,76
0,16
3,42
2,21
0,0001
0,0102
0,0418
0,6978
0,0799
0,1532
80
BS (g/L)
2,500
2,000
1,500
1,000
11 10
15
22
27
14
17 12 31 26
20 24 35 13
16 23 33 18 34 37 21
36
81
0,500
0,000
29 19 30 25 28 32
Tratamiento
Da 0
3%
32%
Da 6
5%
65%
53%
2 clulas
2 clulas
4 clulas
4 clulas
> 4 clulas
> 4 clulas
42%
Da 12
17%
Da 18
53%
42%
2%
45%
2 clulas
2 clulas
4 clulas
4 clulas
> 4 clulas
> 4 clulas
41%
Da 24
Da 30
1%
67%
1%
32%
15%
2 clulas
2 clulas
4 clulas
4 clulas
> 4 clulas
> 4 clulas
84%
Figura 28. Diagramas circulares que muestran las variaciones porcentuales en grupos de
filamentos de diferentes tallas en una poblacin de Arthrospira platensis, a lo largo de un
periodo de incubacin que dur 30 das. La cepa se cultiv en el medio optimizado en el
6-1
ensayo factorial fraccionado 2 (tratamiento 36).
A continuacin se presentan tres grficos de barras y cajas combinados (en ingls bar
chart/box plot) que brindan informacin de la dinmica de crecimiento de los tres
82
1,8E06
6,4E05
1,6E06
5,6E05
1,4E06
4,8E05
1,2E06
(a)
30
27
24
21
18
15
12
30
27
24
21
18
15
2E05
4E05
8E04
12
6E05
1,6E05
2,4E05
8E05
1E06
3,2E05
4E05
7,2E05
(b)
2,7E06
2,4E06
2,1E06
1,8E06
1,5E06
1,2E06
9E05
6E05
3E05
30
27
24
21
18
15
12
(c)
3
83
Por ltimo, para poner a prueba la idoneidad del modelo logstico como modelo
dinmico para A. platensis, se hizo una prueba sencilla de extraccin de volmenes a
partir de la saturacin o capacidad de carga (K), y reemplazar el volumen retirado con
medio de cultivo optimizado (tratamiento 36). Esta aproximacin experimental permiti
medir en cuanto tiempo la poblacin retorn a K en las siguientes situaciones: (1)
retiro de un volumen por encima del punto de inflexin ( N = K/2), correspondiente a
25% del volumen total del cultivo; (2) retirar la mitad de la poblacin (50%), para llevar
a la poblacin hasta el punto de inflexin; (3) extraccin del 75% del volumen total, que
implica cosechar la mayor parte de la poblacin en una concentracin muy por debajo
del punto de inflexin. Se puede observar que en el primer caso, a pesar de tratarse
de una remocin cercana al punto de saturacin, su pendiente es inferior a la obtenida
para una remocin de 50%, lo que evidencia que el segundo tratamiento reduce a la
poblacin justo a la fase de crecimiento rpido, mientras que con un 25% de remocin
las condiciones son similares o prximas a la saturacin. El tratamiento con una
reduccin de 75% de la poblacin total llev a los filamentos remanentes a un tamao
basal, y la recuperacin evidentemente se hizo muy lenta y, al momento de que en los
otros tratamientos las poblaciones alcanzaron y se estabilizaron en la capacidad de
carga, en el tercer caso la poblacin an no sala de la fase de latencia. El tiempo en
el que la poblacin en el primer tratamiento (25%) retorn a K fue de cinco das, y con
una remocin de 50% la poblacin tard igual nmero de das.
3,000
2,500
A680
2,000
1,500
1,000
0,500
0,000
1
9 11 13 15 1
9 11 13 15 1
9 11 13 15
Tiempo (das)
Figura 30. Dinmicas de crecimiento poblacional de Arthrospira platensis a partir de tres
extracciones de volmenes en fase de saturacin. De izquierda a derecha se muestran las
curvas de crecimiento a partir de 25%, 50% y 75% de extraccin.
84
A680
0,8
0,6
0,4
0,2
0
A3
B2
C1
A1
A2
B3
B1
C2
C3
Tanque
Figura 31. Absorbancias medias ( = 680 nm) de los cultivos en fase de crecimiento rpido,
para tres profundidades, izquierda a derecha: 15 cm (barras azules), 25 cm (barras rojas) y 35
cm (barras amarillas).
Cuando se observa la otra variable respuesta, biomasa total producida por tanque
(g/L), el patrn es similar, los tanques de mayor produccin son los de menor
profundidad de medio lquido, mientras que los de profundidades mayores resultaron
los de menor produccin (figura 32).
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
A3
B2
C1
A1
A2
B3
B1
C2
Tanque
85
C3
Fuente de Variacin
Suma de
Cuadrados
Grados de
libertad
Media de
cuadrados
Fo
Tratamientos (profundidad)
4197,31
2098,66
11,82
Bloques (columnas)
Error
Total
556,03
709,95
5463,29
2
4
8
278,01
177,49
1,57
F0,05;2;4=6,94
Para cultivadores tipo carrusel (2500 L de capacidad) se tiene informacin limitada de
su dinmica y produccin de biomasa. La tasa de crecimiento per cpita media del
cultivo en carrusel, como aproximacin a la tasa instantnea, fue 0,25 das-1 y la
biomasa seca total 0,5 g/L, en la nica cosecha realizada. Se puede advertir cmo
disminuyen la tasa de crecimiento per cpita media y la produccin de biomasa desde
botellones hasta el carrusel en condiciones no controladas y con fotoperiodo (slo el
intervalo de horas con luz natural).
86
Bm
EcBmSe
Se
EcSeCa
Ca
EcCaTd
Td
EcTdSe
Se
Cocconeis striata
Eunotia monodon
Fragilaria crotonensis
Frustulia sp.
264
80
24
40
20
236
24
Gomphonema brasiliense
Navicula fulva
72
12
32
32
52
20
32
N. oblonga
48
14
40
20
12
40
N. platalea
40
64
336
64
64
Nitzschia valens
80
50
64
24
96
40
24
64
N. obtusa
Pinnularia gibba
68
Pleurosigma sp.
48
20
Surirella sp.
Gyrosigma attenuatum
87
Bm
EcBmSe
Se
EcSeCa
Ca
EcCaTd
Td
EcTdSe
Se
24
192
20
12
84
Arthrospira sp.
Chroococcus sp.
Lyngbya sp.
24
12
Merismopedia sp.
Microcystis aeruginosa
24
M. flos-aquae
16
48
Nostoc sp.
68
20
Oscillatoria sp.
236
488
192
12
180
192
Spirulina subsalsa
12
16
12
Chlorella sp.
24
Closterium sp.
12
Desmidium baylei
16
Hyalotheca sp.
12
Lambertia setosa
Scenedesmus sp.
Euglena sp.
12
Phacus undulatus
28
Trachelomonas hispida
T. superba
72
36
Protoperidinium sp.
Riqueza (S)
24
19
14
19
12
10
13
Synedra sp.
Cyanobacteria (10 especies)
Anabaena sp.
Chlorophyta (6 especies)
Euglenophyta (4 especies)
Pyrrophyta (1 especie)
88
Bm
EcBmSe
Se
EcSeCa
Ca
EcCaTd
Td
EcTdSe
Riqueza (S)
24
19
14
19
12
11
Equidad (J)
0,80
0,54
0,72
0,46
0,81
0,78
0,88
0,66
Shannon-Wiener (H)
2,55
1,60
1,89
1,00
2,38
1,62
2,20
1,59
0,11
0,40
0,23
0,58
0,12
0,26
0,15
0,27
Berger-Parker (d)
0,20
0,62
0,42
0,75
0,23
0,41
0,31
0,39
La Tabla 14 muestra los valores del ndice de distancia o similitud Jaccard, para el
conjunto de ambientes parcelados (asociaciones de plantas emergentes) del humedal
Palmares III en noviembre de 2008. En trminos generales, se evidencian similitudes
notables
entre
algunos
parches
monoespecficos
con
ecotonos
vecinos,
89
Tabla 14. Distancias Jaccard entre los parches de vegetacin acutica del humedal Palmares
III, noviembre de 2008, definidas a partir a las abundancias de las especies fitoplanctnicas.
Los valores estn acotados entre 0 y 1, los destacados en rojo indican similitudes altas y en
azul se seala a la pareja de vegetaciones con menor similitud. Salida: PAST.
Bm
EcBmSe
Se
EcSeCa
Ca
EcCaTd
Td
EcTdSe
Bm
EcBmSe
Se
EcSeCa
Ca
EcCaTd
Td
EcTdSe
1
0,654
0,462
0,320
0,344
0,654
1
0,571
0,400
0,462
0,462
0,571
1
0,344
0,462
0,375
0,273
1
0,231
0,286
0,467
0,417
0,421
0,333
0,240
0,182
0,533
0,375
0,320
0,400
0,533
1
0,273
0,105
0,240
0,296
0,304
0,250
0,176
0,154
0,231
0,333
0,296
0,286
0,240
0,304
0,467
0,182
0,250
0,417
0,105
0,176
0,421
0,240
0,154
1
0,250
0,118
0,250
1
0,211
0,118
0,211
1
90
140
Navicula platalea
112
EcSeCa
84
CP 2
56
Oscillatoria sp.
28
Moina minuta
EcBmSe
Diaphanosoma
Se
birgei
Prionodiaptomus
colombiensis
Bm
Platyas quadricornis
-99.62
-66.41
Ca
Anabaena
33.21
sp. 66.41
EcTdSe
-33.21
EcCaTd
Td
99.62
132.82
166.03
-28
-56
-84
CP 1
Figura 33. Biplot de los dos primeros componentes principales del ACP para las variables
(especies) y casos (parches de vegetacin) escogidas para caracterizar el ecosistema del
humedal Palmares III en noviembre de 2008. Los dos primeros componentes principales
acumularon 89,965% de la inercia total del sistema. Salida: MVSP 3.0.
91
Figura 34. Dendrograma del Anlisis de Agrupamiento o Cluster Analysis derivado del
conjunto de especies fitoplanctnicas y zooplanctnicas ms importantes colectadas en el
ACP. Salida: MVSP 3.0.
B. mutica
7,3
2,3
1,4
25,1
0,11
23,8
93,0
64,0
255,0
7,8
540,0
237,0
S. exasperata
6,9
2,3
2,3
25,4
0,11
21,8
94,0
55,0
285,0
7,1
500,0
257,0
92
C. articulatus
7,1
2,7
3,2
24,6
0,12
19,0
118,0
58,0
258,0
9,8
460,0
343,0
T. dominguensis
7,3
3,5
4,5
25,8
0,13
18,6
112,0
60,0
325,0
4,6
660,0
298,0
Bm1
EcBm1Ca
Ca
EcCaBm2
Bm2
EcBm2Td
Td
0
100
60
20
0
100
20
20
0
0
0
0
0
100
20
20
0
100
60
20
0
23
5
0
40
20
0
0
20
0
20
0
0
0
20
0
20
7560
0
0
0
0
0
0
20
0
20
7560
20
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
20
20
0
10.000
7
20
300
8
0
0
0
20
300
7
0
10.000
8
0
450
3
0
7680
3
93
Bm1
EcBm1Ca
Ca
Bm2
EcBm2Td
Td
0,85
1,65
0,15
0,31
0
0
0,83
1,49
0,23
0,25
0,05
0,05
0,76
0,40
0,12
0,94
0
0
0,72
0,43
0,11
0,94
0,02
0,99
El ndice de similitud o distancia Jaccard seala que la mayor similitud entre bandas de
vegetacin, diferentes a ellas mismas, se encontr entre los dos parches de B. mutica
(Bm1 y Bm2). La segunda pareja de ambientes parcelados con mayor similitud
ecolgica es la establecida entre B. mutica (Bm2) y su ecotono con T. dominguensis
(EcBm2Td). Los dems ambientes difirieron en forma notable y en distintos grados
(Tabla 18).
Tabla 18. Distancias Jaccard entre los parches de vegetacin acutica del humedal Palmares
III, agosto de 2009, definidas a partir a las abundancias de las especies fitoplanctnicas. Los
valores estn acotados entre 0 y 1, los destacados en rojo indican similitudes altas y en azul se
seala a la pareja de vegetaciones con menor similitud. Salida: PAST.
Bm1
EcBm1Ca
Bm2
EcBm2Td
Td
Bm1
0,364
0,429
0,250
EcBm1Ca
Bm2
1
0,400
0,375
0,500
0,222
0,286
EcBm2Td
0,364
0,857
0,429
0,857
0,400
1
0,375
0,500
0,500
Td
0,250
0,222
0,286
0,500
94
ZONA
pH
Conductividad
(mS/cm)
Temperatura
(C)
Salinidad
()
Profundidad
(cm)
Oxgeno
(mg/L)
B. mutica
Ecotono B.
mutica-C.
articulatus
C. articulatus
Ecotono B.
mutica-T.
dominguensis
T.
dominguensis
6,93
2,30
26,92
0,11
18,75
0,88
6,92
2,33
26,90
0,11
15,00
0,74
53
14
7,50
2,39
25,55
0,11
17,50
0,44
70
7,41
3,05
31,47
0,14
16,00
2,68
65
19
7,31
3,10
30,78
0,15
29,00
3,02
60
38
Muestra
Divisin
Especie
Cyanobacteria
Microcoleus
chthonoplastes
Filamentoso
Unicelular
Filamentoso
Unicelular
Unicelular
Colonial
He1
Chlorophyta
Cyanobacteria
Heliconia
marginata
He2
Chlorophyta
He3
Abundancia
(clulas/L;
colonias/L;
filamentos/L)
Nivel de
organizacin
Chlorophyta
Closterium
littorale
Microcoleus
chthonoplastes
Closterium
ehrenbergii
Closterium
lineatum
Asterococcus
limneticus
95
Espejo de agua
(dominado por
Lemna sp. y
algunas otras
flotantes libres)
Muestra
Abundancia
(clulas/L;
colonias/L;
filamentos/L)
Divisin
Especie
Nivel de
organizacin
Cyanobacteria
Lyngbya lutea
Filamentoso
500
Bacillariophyta
(diatomeas)
Pinnularia sp.
Unicelular
Asterococcus
limneticus
Colonial
19
Micrasterias
sol
Unicelular
Closterium
ehrenbergii
Unicelular
Closterium
lineatum
Unicelular
Spirogyra
ternata
Filamentoso
100
Cyanobacteria
Lyngbya lutea
Filamentoso
100
Colonial
16
Unicelular
Chlorophyta
Asterococcus
limneticus
Closterium
cornu
Closterium
lineatum
Closterium
parvulum
Spirogyra
ternata
Unicelular
Unicelular
Filamentoso
10
Filamentoso
100
Colonial
86
Unicelular
Unicelular
Unicelular
Filamentoso
11
E1
(muestra
nica)
Chlorophyta
Hy1
Hymenachne
amplexicaulis
Cyanobacteria
Lyngbya lutea
Chlorophyta
Asterococcus
limneticus
Micrasterias
sol
Closterium
ehrenbergii
Closterium
lineatum
Spirogyra
ternata
Hy2
96
Hymenachne
amplexicaulis
Muestra
Divisin
Especie
Hy2
Chlorophyta
Volvox aureus
Cyanobacteria
Lyngbya lutea
Chlorophyta
Asterococcus
limneticus
Closterium
cornu
Closterium
ehrenbergii
Closterium
lineatum
Closterium
parvulum
Spirogyra
ternata
Hy3
Abundancia
(clulas/L;
colonias/L;
filamentos/L)
Nivel de
organizacin
Colonial
(cenobio)
Filamentoso
100
Colonial
47
Unicelular
Unicelular
Unicelular
Unicelular
Filamentoso
Heliconia marginata
Espejo de agua
Hymenachne amplexicaulis
1,000
1,609
0,338
0,702
0,502
1,103
0,200
0,200
0,650
0,790
0,424
0,556
Espejo de agua
Hymenachne
amplexicaulis
Heliconia marginata
0,54054
0,64706
Espejo
0,54054
0,51429
Hymenachne amplexicaulis
0,64706
0,51429
97
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Figura 35. Algunas especies de microalgas representantes del fitoplancton del humedal de El
Clavo, Barlovento, Edo. Miranda: (a) Lyngbya lutea (Cyanobacteria), 400x; (b) Pinnularia sp.
(Bacillariophyta), 400x; (c) Asterococcus limneticus (Chlorophyta), (d) Micrasterias sol
(Chlorophyta), 250x; (e) Closterium ehrenbergii (Chlorophyta); 250x; (f) Spirogyra ternata
(Chlorophyta), 250x. Fotos: Rubn Torres, cmara digital PAX-CAM acoplada a microscopio
invertido y a computador (programa PAX-IT!).
En trminos generales, para cada una de las fechas en las que se visit el humedal de
El Clavo, las mayora de las variables fisicoqumicas tuvieron gran uniformidad en los
diferentes puntos muestreados dentro de la zona de H. marginata, nico parche de
98
vegetacin donde se tomaron esas mediciones dentro del mbito del estudio. La
profundidad de la lmina de agua disminuy rpidamente de enero a febrero conforme
la estacin seca se aproxim, seal de que la poca fue una transicin de lluvia a
sequa y los valores de oxgeno y conductividad variaron (Tabla 23).
Tabla 23. Valores medios desviaciones estndares de las variables fisicoqumicas tomadas
en la zona de Heliconia marginata del humedal herbceo de El Clavo, Edo. Miranda en enero febrero de 2009.
Salida
Profundidad
(cm)
Temperatura
(C)
05/01/2008
26/01/2008
69,2 15,4
13,7 7,0
30/01/2008
pH
%O2
[O2]mg/L
CE (S)
24,7 0,6
6,28 0,1
5,92 0,2
2,2 1,3
8,7 6,4
0,3 0,2
0,7 0,5
11,3 4,6
22,5 0,3
5,58 0,3
0,9 0,8
07/02/2008
12,7 6,4
24,7 0,9
6,41 0,1
10,2
9,3
6,5 1,9
14/02/2008
13,7 5,7
24,6 0,3
6,17 0,4
3,9 0,6
0,7 0,3
01/03/2008
11,3 4,6
23,1 0
5,73 0,2
10,8
3,2
1,0 0,4
87,1 2,1
108,3
6,1
99,4
36,5
104,0
8,4
133,8
61,2
154,4
61,5
0,5 0,1
CE
especfica
(S/cm)
86,8 2,1
107,2
5,8
94,4
34,6
102,8
6,9
132,5
60,4
149,4
57,9
Salinidad
()
<<1
0,1 0
0,1 0
0,1 0
0,1 0
0,1 0
160,0
70,0
140,0
80,0
70,0
1,0
60,0
40,0
80,0
30,0
60,0
40,0
20,0
20,0
10,0
0,0
2
0,6
40,0
30,0
20,0
0,2
10,0
0,0
0,0
1
Tiempo (das)
CE (S)
50,0
0,4
0,0
1
[O2]mg/L
50,0
100,0
60,0
0,8
Prof. (cm)
120,0
CE (S)
1,2
Tiempo (das)
Profundidad (cm)
[O2]mg/L
(a)
Profundidad (cm)
(b)
Figura 36. Variaciones temporales de (a) conductividad elctrica y (b) oxgeno disuelto
a medida que la lmina de agua disminuy en el parche de Heliconia marginata (enero
febrero 2009).
99
Prof. (cm)
180,0
Los nutrientes determinados para el estudio en El Clavo fueron dos de los elementos
ms importantes y limitantes para las plantas y el fitoplancton: el nitrgeno (N) y el
fsforo (P). La determinacin de N total por mtodo Kjeldahl (1883) result en una
concentracin de 2,94 g/L de N para una muestra combinada 1-2-3, 6,44 g/L para otra
muestra combinada 4-5 y finalmente una concentracin de 2,31 g/L para la muestra 6.
Llama la atencin que en la muestra combinada 4-5 la concentracin de N duplica a la
determinada en la muestra combinada 1-2-3 y casi triplica al contenido de la muestra
6, siendo todas muestras provenientes de la misma zona de H. marginata y tomadas
en la misma fecha. El punto de quiebre en la determinacin de N lo determin la
cantidad de cido clorhdrico (HCl) empleado para cada titulacin, ya que se necesit
verter un volumen doble de HCl en la bureta para hacer el viraje a la coloracin final de
la muestra combinada 4-5; la relacin del volumen de HCl con la concentracin de N
total es lineal o directa (figura 37).
Conc. N (mg/L)
6
5
4
3
2
1
0
1,2,3
4,5
Muestra
Figura 37. Concentraciones de nitrgeno (N) en las muestras de agua colectadas en la zona de
Heliconia marginata en la primera salida de campo al humedal de El Clavo (05/01/2009).
100
deriv en el valor negativo sealado, lo que se traduce en una interpretacin dual: (1)
no haba P en la muestra o (2) se produjo un error experimental en algn paso de la
marcha analtica; la muestra 6 produjo el valor ms alto de contenido de P en agua
(0,19 mg/L). La figura 38 muestra la curva de calibracin con la indicacin de los
conjuntos de pares ordenados o interceptos de las absorbancias experimentalmente
determinadas, e introducidas en la ecuacin de regresin lineal, as como sus
correspondientes valores en miligramos por litro, con la salvedad de la muestra
combinada 4-5, por lo ya reseado.
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
y = 0,4401x + 0,0308
R2 = 0,9949
0,2
0,1
(0,11;0,19 mg/L)
(0,04;0,01 mg/L)
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,2
1,4
1,6
101
Las
Palometas
Ramonero
Guarampo
La Redonda
Baador
Palital
Macapaima
Grupos/Estaciones
Los Pocitos
Tabla 24. Lista de especies y abundancia (cel./L) del fitoplancton en aguas libres de las
lagunas estudiadas en el bajo Orinoco, sur de Monagas.
56538
515560
Cyanobacteria
Unicelulares
Chroococcus sp.
886044
Filamentosas
Anabaena planctonica
1272000
1172640
A. flos-aqua
1600968
1549560
A. spiroides
400000
78000
Lyngbya sp.
439880
12564
128822
40846
34052
37704
4282
L. circumcreta
3000656
1900830
515288
L. limnetica
905628
161238
153958
282690
15710
18852
1203386
147674
Oscillatoria sp.
Spirulina subsalsa
52350
4188
7179252
5197308
21034
Aphanocapsa biformis
234528
288972
A. pulchra
213588
188460
Gloeocapsa aeruginosa
196836
586320
Microcystis inserta
169614
41880
Total filamentosas
2698000
15710
180084
96324
15710
332946
3247612
Coloniales
345821
18846
97402
105090
M. minima
200541
M. elastica
586320
339228
M. parasitica
335040
586320
M. robusta
196836
83760
Aphanocapsa biformis
234528
288972
A. pulchra
213588
188460
Gloeocapsa aeruginosa
196836
586320
2094
223082
14658
116254
3142
2094
4084
40787
345821
18846
102
97402
105090
586320
Microcystis inserta
169614
41880
345821
18846
97402
105090
M. minima
200541
M. elastica
586320
339228
M. parasitica
335040
586320
M. robusta
196836
83760
Merismopedia sp.
M. punctata
10470
282690
113076
2094
Total coloniales
2056308
2399724
Total Cianobacterias
9235560
7597032
Nostoc sp.
2094
223082
14658
116254
12564
12568
48162
69196
3142
2094
Actinastrum
hantzschii
35598
452448
6284
2094
39682
692239
1655834
153958
17804
372628
3939851
33504
20940
Closterium sp.
10470
C. acutum
197946
C. cetaceum
20940
C. ktzingii
15710
C. ehrenbergii
C. macilentum
Coelastrum
cambricum
Cosmarium sp.
41880
3142
C. aplanatum
4188
113076
37692
9426
12564
4188
C. bioculatum
3142
C. denticulatum
6284
C. logiense
2094
C. margaritiferum
6284
Euastrum ansatum
2094
E. elegans
2094
E. pulchellum
16752
Gonatozygon sp.
12568
103
40787
3142
15710
Bambusina sp.
4084
3142
Chlorophyta
Artrodesmus sp.
Ramonero
196836
Las
Palometas
G. aeruginosa
Guarampo
188460
La Redonda
213588
Baador
Macapaima
A. pulchra
Grupos/Estaciones
Palital
Los Pocitos
G. pilosum
Ramonero
Las
Palometas
Guarampo
La Redonda
Baador
Palital
Los Pocitos
Grupos/Estaciones
Macapaima
23034
Kirchneriella lunaris
Pediastrum duplex
2094
37692
6284
25128
41880
P. tetras
Scenedesmus sp.
167520
S. armatus
2094
9426
12564
9426
2094
6284
S. bimorfus
6284
S. brasiliensis
41880
16752
S. intermedius
S. quadricauda
73290
Selenastrum gracile
50272
4188
Spirogyra sp.
12564
S. gracile
18846
Staurastrum sp.
31410
S. brasiliense
3142
6284
3142
12568
10470
S. leptocladum
3142
S. noticum
3142
S. tetracerum
2094
Staurodesmus sp.
8376
3142
Tetraedrum
arthrodesmiformis
14658
T. minimum
6284
Ulothrix zonata
4188
Xanthidium sp.
Total Chlorophyta
2094
0
544440
211494
122538
270212
249186
97402
628400
50258
77478
Bacillariophyta
Achnanthes sp.
A. lanceolata
3142
A. heteromorpha
12568
Actinella guianensis
3142
Gomphonema sp.
4188
G. tenellum
Pinnularia sp.
12568
12564
Hydrosera sp.
Melosira granulata
297348
4188
10470
226152
21994
8376
104
6284
50272
3142
9426
108888
138943
P. dactylus
Ramonero
Las
Palometas
Guarampo
La Redonda
Baador
Palital
Los Pocitos
Grupos/Estaciones
Macapaima
4188
P. hemiptera
12564
P. pectinata
9426
P. singularis
33504
Tryblionella rustica
2094
10470
Total
Bacillariophyta
8376
226152
3142
330852
122538
678672
230340
59698
644952
138943
Euglenophyta
Trachelomonas sp.
2094
593838
60726
Total Euglenophyta
2094
593838
60726
4739076
3815268
Total Fitoplancton
9246030
1449048
1553748
4141156
3010036
4257734
Los ndices de diversidad sealan que las lagunas con mayor variedad fueron
Macapaima y Palital, puesto que tuvieron las mayores riquezas y equidades, junto con
Los Pocitos, el tercer ambiente ms diverso y que present la misma equidad que
Macapaima. En las lagunas donde la equidad disminuy, los ndices de dominancia
aumentaron, adems las riquezas tambin resultaron bajas en los mismos, lo que trajo
como consecuencia valores de diversidad relativamente bajos (Tabla 25).
Tabla 25. Algunos ndices de diversidad empleados para caracterizar la comunidad
fitoplanctnica de lagunas de inundacin del bajo Orinoco (sur de Edo. Monagas), para enero
de 2010. Salida: PAST.
ndice
Riqueza (S)
Equidad (J)
Shannon y Wiener
(H)
Dominancia de
Simpson (D)
Berger-Parker (d)
Los
Pocitos
Macapaima
Palital
Baador
La
Redonda
Guarampo
Las
Palometas
Ramonero
24
0,82
35
0,82
43
0,75
29
0,73
25
0,48
9
0,34
14
0,80
14
0,68
2,59
2,92
2,82
2,45
1,54
0,74
2,12
1,80
0,12
0,08
0,15
0,13
0,37
0,68
0,15
0,29
0,26
0,17
0,37
0,27
0,57
0,82
0,26
0,52
Por su parte, el ndice de similitud de Jaccard revela que los ambientes de mayor
similitud en el nmero y abundancias de especies comunes fueron Macapaima y Los
Pocitos. Los otros ambientes mostraron pocas similitudes entre s, por lo que cada una
de esas lagunas tuvo una composicin de especies diferente (Tabla 26).
105
Tabla 26. ndice de similitud de Jaccard para las lagunas estudiadas en el bajo Orinoco, sur del
Edo. Monagas (enero de 2010). En rojo se resaltan los valores ms altos. Salida: PAST.
Los Pocitos
Macapaima
Palital
Baador
La Redonda
Guarampo
Las Palometas
Ramonero
Los Pocitos
Macapaima
0,69
0,14
0,36
0,11
0,14
0,69
1
0,18
0,39
0,13
0,10
0,14
0,18
1
0,24
0,13
0,13
0,36
0,39
0,24
1
0,20
0,15
0,11
0,13
0,13
0,20
1
0,13
0,14
0,10
0,13
0,15
0,13
1
0,19
0,17
0,14
0,26
0,26
0,44
0,46
0,32
0,12
0,26
0,11
0,15
0,19
0,46
0,17
0,32
0,14
0,12
0,26
0,26
0,26
0,11
0,44
0,15
1
0,17
0,17
1
Palital
Baador
La Redonda
Guarampo
Las Palometas
Ramonero
106
968947.3
Anabaena planctonica
775157.9
581368.4
CP 2
387578.9
Los Pocitos
Macapaima
193789.5
Baador
-387578.9
-193789.5
La Redonda
Las Palometas
Guarampo
Palital
Ramonero
Lecane proiecta
Brachionus
Keratella
Lyngbya
limnetica
americana
havanaensis
193789.5
Lyngbya circumcreta
387578.9
581368.4
775157.9
968947.3
-193789.5
-387578.9
CP 1
Figura 39. Biplot de los dos primeros componentes principales del ACP para los ambientes
lagunares del Orinoco bajo, sur de Monagas. Los dos primeros componentes principales
retuvieron 95,4% de la inercia total del sistema multidimensional original. Salida: MVSP 3.0.
Bajo
Pastizal
Espejo
5416
1285
2569
745
4545
458
45
107
89
1045
1526
Microcystis aeruginosa
M. flos-aqua
14025
4188
748
225
Nostoc sp.
Oscillatoria tenuis
4326
458
4589
Chlorophyta
Cosmarium sp.
Cosmarium subtumidum
Closterium ehrenbergii
Desmidium baylei
Euastrum crassum
457
4458
784
45126
1546
2546
14565
6821
4895
74
12546
3012
1458
15689
4589
15878
485
5963
856
589
2589
451
5846
745
1265
512
Euastrum pectinatum
Hyalotheca sp.
Micrasterias sol
Scenedesmus brasiliensis
Scenedesmus quadricauda
Staurastrum paradoxum
Staurastrum triangularis
Euglenophyta
Trachelomonas superba
Phacus orbicularis
Bacillariophyta
Achnanthes lanceolata
1256
236
152
58
2548
452
Gomphonema sp.
74
859
412
Bajo
Pastizal
Espejo
Riqueza (S)
Equidad (J)
19
0,744
22
0,803
8
0,611
2,189
0,181
0,365
2,483
0,114
0,208
1,271
0,387
0,553
Berger-Parker (d)
108
El ndice de Jaccard muestra que el bajo y el pastizal tuvieron una gran similitud, y
que el espejo fue un ambiente totalmente diferente a ambos (Tabla 29).
Tabla 29. ndice de similitud de Jaccard para comparacin de los tres ambientes estudiados en
Mantecal (Edo. Apure). Salida: PAST.
Bajo
Pastizal
Espejo
Bajo
Pastizal
Espejo
1
0,640
0,286
0,640
1
0,304
0,285
0,304
1
Figura 40. Imgenes que muestran la composicin de especies fitoplanctnicas de una charca
fangosa, especficamente proveniente del borde exterior de un rea de pozos petroleros en el
norte del Edo. Bolvar, 2009.
109
110
111
112
113
en
densidades
muy
bajas,
125
145
clulas
por
litro,
respectivamente.
La salina de Las Cumaraguas, norte de la pennsula de Paraguan, Edo. Falcn, es
otro ambiente extremfilo donde se ubica una de las poblaciones naturales de
Dunaliella salina ms importantes del Caribe sur. Las muestras colectadas exhibieron
abundancias de 14.000 a 75.000 clulas por litro, en fase de crecimiento, y se inici el
cultivo de la especie en la Cmara de Crecimiento con la metodologa expuesta y
resultados explicados en la seccin de cultivos.
Ambientes marinos costeros. En Mochima y Puerto Cabello, entre los aos 2009 y
2010, se colectaron muestras de fitoplancton marino donde las diatomeas centrales
(Bacillariophyta) y dinoflagelados dominaron en riqueza y abundancia los ambientes.
En la baha de Mochima, se encontraron individuos de las diatomea Chaetoceros sp. y
Nitzschia valens, as como la haptofita Isochrysis galbana, en densidades bajas (100 a
250 clulas por litro). En el muelle de Puerto Cabello se hallaron blooms (o
afloramientos) de la diatomea Coscinodiscus sp. (>17.000.000 de clulas por litro), el
dinoflagelado colonial Alexandrium catenella (>15.000.000 de clulas por litro) y la
cianobacteria Anabaena sp. (>5.000.000 de clulas por litro).
Sntesis de los ambientes. La figura 41 muestra una sntesis grfica de todas las
regiones muestreadas y las composiciones porcentuales del fitoplancton en cada
lugar. Se muestra que en los ambientes de aguas continentales las cianobacterias,
diatomeas y clorofitas fueron los grupos ms representativos. Las euglenofitas
constituyeron otros representantes de agua dulce encontrados en porcentajes muy
inferiores, pero en la fosa petrolera de Bolvar se evidencia una gran importancia
numrica de este taxn, junto a cianobacterias, clorofitas y diatomeas en porcentajes
menores. Las clorofitas del gnero Dunaliella resultaron muy importantes en
ambientes hipersalinos, con una dominancia absoluta en las salinas de Las
Cumaraguas. En medios martimos, las diatomeas, pirrofitas (o dinoflagelados) y las
haptofitas, stas en Mochima representadas por Isochrysis galbana, resultaron los
taxones predominantes. Con esta representacin grfica de las divisiones de
cianobacterias y microalgas eucariotas, se comprueban las grandes variaciones
porcentuales de los taxones mayores del fitoplancton, como consecuencia de la
variedad de ambientes acuticos representados en el pas.
114
Composicin porcentual
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Haptofitas
Pirrofitas
Euglenofitas
Diatomeas
Clorofitas
Cianobacterias
115
8. Discusin
8.1 Cultivos
Los medios preparados para mantenimiento y experimentos se caracterizaron por sus
componentes exclusivamente minerales (medios minerales), es decir, slo se
emplearon sales inorgnicas sin la incorporacin de fuentes orgnicas para los
macronutrientes (Ej.: urea como fuente de nitrgeno) y micronutrientes. La nica
incorporacin orgnica a los medios minerales fue el EDTA disdico, el cual no
funcion como nutriente, sino como agente quelante que secuestr iones Hierro II
(Fe2+) y calcio (Ca2+). Por este mecanismo ambos cationes permanecieron como
formas solubles en agua. En el caso especfico del Fe2+, la accin del quelante evit
que se oxidara a Hierro III (Fe 3+) y reaccionar con el fsforo del medio, para formar un
precipitado de fosfato frrico, lo que trae como consecuencia la no disponibilidad de
este nutriente para las microalgas. De forma homloga, la mediacin del quelante
impidi que el ion calcio hiciese precipitar a los aniones fosfato y sulfato.
Por otro lado, no hubo necesidad de suplementar con vitaminas y carbohidratos
(cultivos mixotrficos) a ningn medio nutritivo, a pesar de formar parte de sus
formulaciones. Ciferri (1983) y Duerr y col. (1997) mencionan que cultivos mixotrficos
producen una cantidad de biomasa elevada en comparacin con la autotrofa (medios
minerales para microalgas, incluidas fuentes inorgnicas de carbono, como los
empleados en esta investigacin) y heterotrofa. Dicha aseveracin se puede deber al
efecto energtico de la incorporacin de carbohidratos a los medios, as como la
actuacin eficiente de las vitaminas como coenzimas en muchos procesos catablicos.
Adems, estos aditivos orgnicos aumentan el valor nutricional de la biomasa de
microalgas. No obstante, adiciones de carbohidratos simples como glucosa, sacarosa
o fructosa, tambin producen crecimientos rpidos y descontrolados de bacterias, las
cuales pueden ser patgenas y mortales para los cultivos. Otros microorganismos
favorecidos por la adicin de carbohidratos y vitaminas son las microalgas invasoras,
las cuales suelen poseer tasas de crecimiento per cpita (r) superiores a las de
especies de valor biotecnolgico, como Arthrospira spp. y Spirulina spp., las que
pueden ser desplazadas por competencia. El medio altamente bsico (pH>9,5) donde
crece A. platensis es un escudo o primera lnea de defensa para estas especies
primitivas, las cuales evolucionaron en esos ambientes agrestes e inhspitos para casi
cualquier otra forma de vida (Ciferri 1983).
Para el medio Schlsser (1994, modificacin del medio Aiba y Ogawa (1977)), un
aporte importante realizado por Parra (2005) fue la sustitucin en algunas sales, del
116
catin sodio (Na+) por el catin potasio (K+), para generar una relacin Na+ : K+ 4 a 1
(la proporcin en el medio original es de 10 a 1). Este ajuste tuvo por finalidad una
mayor aproximacin a las condiciones imperantes en los medios naturales de A.
platensis en los lagos carbonatados de frica (Lvque 1987).
La razn de la adaptabilidad de la cepa Lefevre de A. platensis a las condiciones
naturales del pas puede derivar de las caractersticas del lugar de origen de esa
variedad, frica tropical (especficamente borde sur del desierto del Sahara). Las
similitudes climticas en temperatura y radiacin solar altas durante la mayor parte del
ao son adecuadas para esa cepa silvestre, ms que para otras que slo se han
cultivado en invernaderos y condiciones controladas de manera persistente. Los
ambientes naturales de A. platensis son lagos y lagunas carbonatados, cerrados,
altamente alcalinos con valores de temperatura y radiacin solar elevados. Estos
cuerpos de agua estn confinados a regiones desrticas tropicales y subtropicales en
el interior de los continentes y, en general, son ambientes naturales muy hostiles, por
lo que a menudo los centros urbanos estn apartados de ellos (Jones y Grant 1999).
La composicin de los medios de cultivo afecta la tasa de crecimiento y produccin de
biomasa de los microorganismos, y define el costo de produccin del mismo (Raoof y
col. 2006). Por esa razn, para esta investigacin fue de gran importancia obtener
medios de cultivo ptimos que permitiesen maximizar la produccin y minimizar los
costos. Por ejemplo, el empleo de sales grado tcnico y alimenticio, en lugar de sales
grado reactivo o analtico de precios muy elevados debido a sus altos grados de
pureza, ha permitido la viabilidad econmica de los experimentos. Por otro lado, en
numerosas oportunidades sales de alta pureza han demostrado ser menos nutritivas
que las de grado tcnico o alimenticio. Estas impurezas constituyen valores nutritivos
agregados que aumentan la calidad nutricional de los medios preparados.
117
118
119
prximas
ella,
se
tiene
que
Tomaselli
col.
(1995)
determinaron
120
de
autorregulacin
poblacional
tpicos
de
poblaciones
con
121
122
123
como
la
concentracin de oxgeno
de
plantas
emergentes
tambin
establecen
microclimas.
Las
stas
caracterizadas
por
sus
grandes
heterocistos),
indican
124
125
126
9. Conclusiones
1. Se obtuvieron dos medios de cultivo ptimos para el crecimiento de Arthrospira
platensis, uno en condiciones controladas (medio 1 = medio Parra (2005)) y otro en
condicin natural (tratamiento 36, medio central), lo que inicia el aprovechamiento
biotecnolgico de la especie a diferentes escalas.
2. La dinmica de crecimiento poblacional de Arthrospira platensis muestra
densodependencia logstica, con evidencia de una estructura de tallas que vara
conforme la poblacin crece y alcanza un equilibrio.
3. El crecimiento diferencial de poblaciones de Arthrospira platensis mostrado en
tratamientos con combinaciones aleatorias y centrales de nutrientes en un
experimento factorial fraccionado, seala que esta especie crece en condiciones
altamente selectivas.
4. La mayora de los tratamientos con tiempos de duplicacin, tg, ms cortos (y por
ende tasas de crecimiento per cpita, r, ms elevadas) se constituyeron en los
ms productivos en biomasa.
5. La profundidad de la lmina de agua en sistemas de tanques circulares a cielo
abierto influye en la dinmica de crecimiento poblacional y produccin de biomasa
de Arthrospira sp.
6. Se encontraron especies de cianobacterias (Arthrospira spp., Spirulina subsalsa,
Lyngbya spp., Oscillatoria spp. y Anabaena spp.) y microalgas eucariticas
(Scenedesmus spp., Isochrysis galbana, Chlorella sp., Chaetoceros sp., Navicula
platalea, Dunaliella salina y D. viridis) de gran inters biotecnolgico en diferentes
lugares de la geografa variada del pas, lo que conduce a la idea de que
Venezuela cuenta con un potencial gentico importante en su biodiversidad para la
biotecnologa.
127
10. Bibliografa
Andrienko, N. y G. Andrienko 2006. Exploratory analysis of spatial and temporal Data.
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg. 712 p.
Aiba, S. y T. Ogawa. 1977. Assessment of growth yield of a blue-green alga Spirulina
platensis in axenic and continuous culture. J. Gen. Microbiol. 102: 179 182.
Albarracn, J. 2007. Microalgas: Potenciales productoras de biodiesel. XV Simposio
Electrnico Internacional: La produccin de biocombustibles con eficiencia,
estabilidad y equidad. 16 p. En: http://www.ceid.edu.ar/biblioteca/biocombustibles
/isabel_albarracin_microalgas_potenciales_productoras.pdf.
Anderberg, M.R. 1973. Cluster analysis for applications. Academia press, New York,
NY. 359 p.
Ayala, F. y T. Vargas. 1987. Experiments on Spirulina culture on waste-effluent media
at the pilot plant. Hydrobiologia 151/152: 91 93.
Azorn, F. 1970. Curso de muestreo y otras aplicaciones. Faces, Universidad Central
de Venezuela. 346 p.
Banerjee, A., R. Sharma, Y. Chisti y U.C. Banerjee. 2003. Botryococcus braunii: a
renewable source of hydrocarbons and other chemicals. Crit. Rev. Biotechnol.
22(3): 245 279.
Begon, M., J. Harper y C.R. Townsend. 1996. Ecology: individuals, populations and
communities. Third Edition. Blackwell Science. 1068 p.
Berger, W.H. y F.L. Parker. 1970. Diversity of planktonic Foraminifera in deep-sea
sediments. Science 168(3937): 1345 1347.
Blanco-Belmonte, L. 1990. Estudio de las comunidades de invertebrados asociados a
las macrofitas acuticas de tres lagunas de inundacin de la seccin baja del ro
Orinoco, Venezuela. Memoria Sociedad Venezolana de Ciencias Naturales La
Salle 50(133-134): 71 107.
Bold, H. C. 1949. The morphology of Chlamydomonas chlamydogama, Sp. Nov. Bull.
Torr. Bot. Club. 76: 101 108.
Borowitzka, M. 1999. Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and
fermenters. Journal of Biotechnology 70: 313 321.
Boussiba, S. 1989. Ammonia Uptake in the Alkalophilic Cyanobacterium Spirulina
platensis. Plant and Cell Physiology 30(2): 303 308.
Boussiba, S. y A.E. Richmond. 1979. Isolation and characterization of phycocyanins
from the blue-green alga Spirulina platensis. Archives of Microbiology 120: 155
159.
Caizares, R.O., A.R. Domnguez, L. Rivas, L. Travieso y F. Bentez. 1993. Free and
immobilized cultures of Spirulina maxima for swine waste treatment. Biotech.
Letters 15: 320 326.
Carmichael, W.W. 1994. The toxins of Cyanobacteria. Sci Am. 270(1): 78 86.
Casadevall, E., E. Dif, C. Largeau, C. Gudin, D. Chaumont y O. Desanti. 1985. Studies
on batch and continuous cultures of Botryococcus braunii: hydrocarbon
production in relation to physiological state, cell ultrastructure, and phosphate
nutrition. Biotechnol. Bioeng. 22: 286 295.
128
129
130
131
132
133
Wood, R.B. y J.F. Talling. 1988. Chemical and algal relationships in a salinity series of
Ethiopian inland waters. Hydrobiologia 158: 29 67.
Yacubson, S. 1974. El fitoplancton de la laguna de San Javier del Valle (Estado
Mrida), Venezuela. Rexue Algologique 11(1-2): 91 131.
Zhang, Y-M. y F. Chen. 1999. A simple method for efficient separation and purification
of c-phycocyanin and allophycocyanin from Spirulina platensis. Biotechnology
Techniques 13: 601 603.
Zoppi de Roa, E. y W. Vsquez. 1991. Additional cladoceran records for Mantecal and
new for Venezuela. Hydrobiologia 225: 45 62.
Zoppi de Roa, E. 1993. Nuevas adiciones a la fauna de rotferos de Venezuela. Rev.
Hydrobiol. Trop. 26 (3): 165 173.
134
11. Enlaces
http://es.wikipedia.org/wiki/Eustasia
http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad_ptica
www.guiageo-americas.com/mapas/venezuela.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Barlovento_(Venezuela)
http://earth.google.com/
http://es.wikipedia.org/wiki/Cuenca_del_Orinoco
http://es.wikipedia.org/wiki/Ro_Orinoco
http://es.wikipedia.org/wiki/Mantecal
http://es.wikipedia.org/wiki/Apure
http://www.disfrutevenezuela.com/Municipio-Peninsula-de-Macanao-Mapa.html
http://www.mochima.org/
http://www.tuplaya.com/paginasfalcon/salinas/lascumaraguas.htm
http://www.ipapc.gov.ve/
http://es.wikipedia.org/wiki/Puerto_Cabello
http://es.wikipedia.org/wiki/Nudo_(unidad)
135
136
Apndice 1
Medios de cultivo para microalgas
f/2 Medium (Guillard 1975)
Fuente: http://www-cyanosite.bio.purdue.edu/media/table/f2.html
NaNO3 (75.0 g/L dH2O)
1.0 ml
1.0 ml
0.5 ml
Filtered seawater to
1.0 L
Note: f/2 Medium contains extensive silica precipitate and should be used only when
growing diatoms. For other algal groups use f/2-Si Medium.
f/2 Trace Metal Solution:
FeCl36H2O
3.15 g
Na2EDTA2H2O
4.36 g
1.0 ml
1.0 ml
1.0 ml
1.0 L
Autoclave.
f/2 Vitamin Solution:
Vitamin B12 (1.0 g/L dH2O) 1.0 ml
Biotin (0.1 g/L dH2O)
10.0 ml
Thiamine HCl
200.0 mg
Distilled water to
1.0 L
137
Fuente:
Vera, A., M. Martnez, K. Morillo y S. Montes. 2011. Cultivo discontinuo de Chlorella
sp. en medios enriquecidos con el exudado gomoso de Acacia macracantha. En:
http://revistas.luz.edu.ve/index.php/bcib/article/viewFile/90/3326.
138
139
Bristol Medium
Directions
H.C. Bold's modification of Bristol's recipe (Bold 1949). General purpose freshwater
medium and as bristol's solution, an essential component of other media--see Bold 1NV,
Bold 3N, Bristol-NaCl, LDM, Proteose, Soil extract, and Trebouxia.
For 1 L Total
1. To approximately 900 mL of dH2O add each of the components in the order specified
while stirring continuously.
2. Bring total volume to 1 L with dH2O.
*For 1.5% agar medium add 15 g of agar into the flask; do not mix.
3. Cover and autoclave medium.
4. Store at refrigerator temperature.
# Component
1
2
3
4
5
6
NaNO3 (Fisher
BP360-500)
CaCl22H2O (Sigma
C-3881)
MgSO47H2O
(Sigma 230391)
K2HPO4 (Sigma P
3786)
KH2PO4 (Sigma P
0662)
NaCl (Fisher S271500)
Amount
Stock Solution
Concentration
Final
Concentration
10 mL/L
10 g/400mL dH2O
2.94 mM
10 mL/L
1 g/400mL dH2O
0.17 mM
10 mL/L
3 g/400mL dH2O
0.3 mM
10 mL/L
3 g/400mL dH2O
0.43 mM
10 mL/L
7 g/400mL dH2O
1.29 mM
10 mL/L
1 g/400mL dH2O
0.43 mM
Fuente: http://web.biosci.utexas.edu/utex/mediaDetail.aspx?mediaID=29
140
Fuente:
Serpa, R.F. y A. Caldern. 2006. Efecto de diferentes fuentes de nitrgeno en el
contenido de carotenoides y clorofila de cuatro cepas de Dunaliella salina TEOD.
Ecologa Aplicada 5(2): 93 99.
141
Apndice 2
ENSAYO Nro. 2: Optimizacin en botellones
Factorial 26-1 con 5 ptos. centrales Desing Expert
St.
Id
Run
Block
Type
mg/L
10207,5
3022,5
Fact
13610
33
1 Block 1
Center
28
28
2 Block 1
mg/L
375
mg/L
mg/L
mg/L
750
750
1764
4030
250 1000
1000
1176
3 Block 1
Fact
13610
2015
250
500
500
2352
11
11
4 Block 1
Fact
6805
4030
250 1000
500
1176
14
14
5 Block 1
Fact
13610
2015
500 1000
500
2352
25
25
6 Block 1
Fact
6805
2015
250 1000
1000
1176
30
30
7 Block 1
Fact
13610
2015
500 1000
1000
1176
22
22
8 Block 1
Fact
13610
2015
500
500
1000
2352
9 Block 1
Fact
13610
2015
500
500
500
1176
10 Block 1
Fact
6805
4030
500
500
500
1176
27
27
11 Block 1
Fact
6805
4030
250 1000
1000
2352
12 Block 1
Fact
6805
4030
250
500
500
2352
34
13 Block 1
Center
10207,5
3022,5
375
750
750
1764
14 Block 1
Fact
13610
4030
250
500
500
1176
31
31
15 Block 1
Fact
6805
4030
500 1000
1000
1176
10
10
16 Block 1
Fact
13610
2015
250 1000
500
1176
12
12
17 Block 1
Fact
13610
4030
250 1000
500
2352
24
24
18 Block 1
Fact
13610
4030
500
500
1000
1176
19 Block 1
Fact
6805
2015
500
500
500
2352
18
18
20 Block 1
Fact
13610
2015
250
500
1000
1176
23
23
21 Block 1
Fact
6805
4030
500
500
1000
2352
29
29
22 Block 1
Fact
6805
2015
500 1000
1000
2352
35
23 Block 1
Center
10207,5
3022,5
375
750
750
1764
24 Block 1
Fact
13610
4030
500
500
500
2352
26
26
25 Block 1
Fact
13610
2015
250 1000
1000
2352
13
13
26 Block 1
Fact
6805
2015
500 1000
500
1176
20
20
27 Block 1
Fact
13610
4030
250
500
1000
2352
21
21
28 Block 1
Fact
6805
2015
500
500
1000
1176
29 Block 1
Fact
6805
2015
250
500
500
1176
30 Block 1
Fact
6805
2015
250 1000
500
2352
17
17
31 Block 1
Fact
6805
2015
250
500
1000
2352
15
15
32 Block 1
Fact
6805
4030
500 1000
500
2352
32
32
33 Block 1
Fact
13610
4030
500 1000
1000
2352
16
16
34 Block 1
Fact
13610
4030
500 1000
500
1176
19
19
35 Block 1
Fact
6805
4030
250
500
1000
1176
36
36 Block 1
Center
10207,5
3022,5
375
750
750
1764
37
37 Block 1
Center
10207,5
3022,5
375
750
750
1764
142
Design-Expert Software
Interaction
E: K2SO4
Biomasa
2.4
Design Points
E- 500.000
E+ 1000.000
Actual Factors
B: Na2CO3 = 3022.50
C: K2HPO4 = 375.00
D: NaCl = 750.00
F: NH4NO3 = 1764.00
Biomasa
X1 = A: NaHCO3
X2 = E: K2SO4
1.6
1.2
0.8
6805.00
8506.25
10207.50
11908.75
13610.00
875.00
1000.00
A: NaHCO3
Design-Expert Software
Interaction
F: NH4NO3
Biomasa
2.4
Design Points
F- 1176.000
F+ 2352.000
Actual Factors
A: NaHCO3 = 10207.50
B: Na2CO3 = 3022.50
C: K2HPO4 = 375.00
E: K2SO4 = 750.00
Biomasa
X1 = D: NaCl
X2 = F: NH4NO3
1.6
1.2
0.8
500.00
625.00
750.00
D: NaCl
143
Design-Expert Software
Interaction
B: Na2CO3
Biomasa
2.4
Design Points
B- 2015.000
B+ 4030.000
Actual Factors
C: K2HPO4 = 375.00
D: NaCl = 750.00
E: K2SO4 = 750.00
F: NH4NO3 = 1764.00
Biomasa
X1 = A: NaHCO3
X2 = B: Na2CO3
1.6
1.2
0.8
6805.00
8506.25
10207.50
11908.75
13610.00
11908.75
13610.00
A: NaHCO3
Design-Expert Software
Interaction
E: K2SO4
Biomasa
2.4
Design Points
E- 500.000
E+ 1000.000
Actual Factors
B: Na2CO3 = 3022.50
C: K2HPO4 = 375.00
D: NaCl = 750.00
F: NH4NO3 = 1764.00
Biomasa
X1 = A: NaHCO3
X2 = E: K2SO4
1.6
1.2
0.8
6805.00
8506.25
10207.50
A: NaHCO3
144
Design-Expert Software
Biomasa
Design points above predicted value
Design points below predicted value
2.3555
2.5
0.838
X1 = A: NaHCO3
X2 = E: K2SO4
Biomasa
Actual Factors
B: Na2CO3 = 3022.50
C: K2HPO4 = 375.00
D: NaCl = 750.00
F: NH4NO3 = 1764.00
2.175
1.85
1.525
1.2
1000.00
6805.00
875.00
8506.25
750.00
10207.50
11908.75
A: NaHCO3
E: K2SO4
625.00
13610.00
500.00
Design-Expert Software
Biomasa
Design points above predicted value
Design points below predicted value
2.3555
2.36
0.838
X1 = D: NaCl
X2 = F: NH4NO3
Biomasa
Actual Factors
A: NaHCO3 = 10207.50
B: Na2CO3 = 3022.50
C: K2HPO4 = 375.00
E: K2SO4 = 750.00
2.12
1.88
1.64
1.4
2352.00
500.00
2058.00
625.00
1764.00
750.00
1470.00
875.00
D: NaCl
1000.00
145
1176.00
F: NH4NO3
Design-Expert Software
Biomasa
Design points above predicted value
Design points below predicted value
2.3555
2.5
0.838
X1 = A: NaHCO3
X2 = B: Na2CO3
Biomasa
Actual Factors
C: K2HPO4 = 375.00
D: NaCl = 750.00
E: K2SO4 = 750.00
F: NH4NO3 = 1764.00
2.175
1.85
1.525
1.2
4030.00
6805.00
3526.25
8506.25
3022.50
10207.50
2518.75
11908.75
A: NaHCO3
146
13610.00
2015.00
B: Na2CO3
Apndice 3
Fuente: http://bellman.ciencias.uniovi.es/d_experimentos/d_experimentos_archivos/sr.pdf
147
148
149
150