Los Macroinvertebrados y Su Valor Como Indicadores de La Calidad Del Agua

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ECOLOCi.\ LOS MACROINVERTEBRADOS Y SU VALOR COMO INDICADORES DE LA CALIDAD DEL AGUA por Gabriel Roldan Perez· Resumen Roldan Perez, G.: Los macroinvertebrados y su valor como indicadores de la calidad del agua. Rev. Acad. Colomb. Cienc. 23(88): 375-387. 1999. ISSN 0370-3908. Se hace un analisis de la problematica de la contaminaci6n del agua y se discuten algunos de los metodos mas usados para medir su grado de deterioro mediante los bioindicadores. Existen metod os biol6gicos para evaluar la c
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  ECOLOCi.\ LOSMACROINVERTEBRADOSYSUVALORCOMOINDICADORESDELACALIDADDELAGUA porGabrielRoldanPerez·Resumen RoldanPerez, G.:Losmacroinvertebradosysuvalorcomoindicadoresdelacalidaddelagua.Rev.Acad.Colomb.Cienc.23(88):375-387.1999.ISSN0370-3908.Sehaceunanalisisdelaproblematicadelacontaminaci6ndelaguaysediscutenalgunosdelosmetodosmasusadosparamedirsugradodedeterioromediantelosbioindicadores.Existenmetodosbiol6gicosparaevaluarlacalidaddelaguaquesondeampliousoenpaisesdesarrollados,perodebidoaquelafaunaacuaticaaliiexistenteesdiferentealanuestra,nopuedenaplicarseeneltr6picosinantesconocerquetipodeorganismosvivenaqufycualessonsusexigenciasecol6gicas.Seproponelaadopci6ndeunmetodoparalaevaluaci6ndelacali-daddelaguaenecosistemasdemontanatropicales,utilizandolosmacroinvertebradoscomobioindicadores. Palabrasclave: macroinvertebradosacuaticos,bioindicadores,calidaddeagua,indicesdediversidad,sistemasaprobio,Indicebi6tico. Abstract Ananalysisofthewaterpollutionproblemsispresentedandsomeofthemoreusedmethodsforassessmentofitsdamagedegreethroughbioindicatorsarediscused.Therearebiologicalmethodsforassessmentofwaterqualitywidelyusedindevelopedcountries.Becausetheaquaticfaunaexistingthereisdifferentfromtheonehere,thosemethodscannotbeappliedinthetropicsbeforeknowingwhatkindsoforganismslivehereandwhatecologicalrequirementstheyhave.Theadoptionofamethodforassessmentofwaterqualityintropicalmountainsecosystemsisproposed,usingmacroinvertebratesasbioindicators. Keywords: aquaticmacroinvertebrates,bioindicators,waterquality,diversityindeces,saprobiensystem,bioticindex. * UniversidaddeAntioquia,PosgradodeBiologfa,A.A.1226,Medellin,Colombia.E-mail:groldan@matematicas.udea.edu.co  376 REV.ACAD.COLOMB.CIENC.:VOL.XXIlI,NUMERO88-SEPTIEMBREDE1999 Introduccion Seconsideraqueunorganismoesunindicadordecalidaddeagua,cuandoesteseencuentrainvariablementeenunecosistemadecaracterfsticasdefinidasycuandosupoblaci6nesporcentualmentesuperior 0 ligeramentesimilaralrestodelosorganismosconlosquecomparteelmismohabitat.Asfporejemplo,en nos de montanadeaguasfrias,muytransparentes,oligotroficasymuybienoxigenadas,seesperasiempreencontrarpoblacionesdominantesdeefemer6pteros,tric6pterosyplecopteros;perotambienseesperaencontrarenbajasproporciones,odonatos,hemipteros,dipteros,neuropteros,acaros,crustaceosyotrosgruposmenores.Porelcontrarioennosyquebradasqueestansiendocontaminadasconmateriaorganica,deaguasturbias,conpocooxigenoyeutroficadas,seesperasiempreencontrarpoblacionesdominantesdeoligoquetos,chironomidosyciertosmoluscos;peroocasionalmente,puedenpresentarsealgunospocosindividuosqueseconsideranindicadoresdeaguslimpias.Ensituacionesintermedias,oseaenaguasquecomienzanamostrarsfntomasdecontaminacion, 0 porelcontrarioquecomienzanarecuperarse,escomunencontrarpoblacionesdominantesdeturbelarios,hirudfneos,ciertosmoluscos(LymnaeidaeyPhysidae),dequironomidosyoligoquetos,mezcladasenmenorproporcionconciertosefemer6pterosytric6pteros(Roldan,1992).Lasituacionasiplanteada,resultaaparentementefacildeentenderydeaplicar.Dehecho,unapersonaexperimentadaenreconocerasimplevistatodosestosorganismosenelcampo,enunospocosminutosdespuesdelevantaralgunasrocasytroncossumergidos,ydeacuerdoconlascaracterfsticasdeolorycolordelasaguas,puedeconcertezadarundiagnosticorapidoacercadelacalidaddelagua.Enotraspalabras,puedeafirrnarconrelativaseguridadsielecosistemanoestaperturbado,osiporelcontrario,algopreocupanteestasucediendo.Unecologodeestetipo,escomounmedicoexperi-mentado,queconsolounaauscultaciongeneralaunpacienteloencuentrabiendesalud; 0 porelcontrario,descubrealgunossintomasque 10 hacenpensarquealgoestaafectandodichopaciente.Enestecaso,examenesmasrigurososypruebasdelaboratoriopodranconfirmarconcertezalagravedaddelaenfermedadqueaquejaalenfermo.Estesfrnilllevaapensarc6mounecologoacuatico,aligualqueunespecialistaclinico,debeconocerlosmetodosylosequiposqueIepermitanhacerunaevaluacionmascerteradelecosistema.Enestecaso,unconocimientodetal1adodelosorganismosanivelindividualesfundamental;esdecir,aniveldegeneroyespecie,siquierequesudiagnosticosea 10 masexactoposible.Siaestosesumanunaseriedeanalisisfisico-quimicosymicrobiologicos,elecologoacuatico 0 lim-nologo,podraconmayorcertezadiagnosticarelverdaderoestadodelecosistema.ElestadodeconocimientoqueaunsetieneenColombiadelafaunademacroinvertebradosacuaticos,aunnopermitellegaraunrefinamiento,comosfsetieneenEstadosUnidosyenEuropa,dondesedisponedeclaveshastaelniveldeespecieparalamayorpartedelafaunaexistenteenestosparses.Conunestadoasfdeconocimiento,sepuedetrabajarconindicesbioticosydediversidad,quepermitenverconmayorclaridadydetallelaestructuradelacomunidad,susmicrohabitatysusnichosecologicos.Espor 10 tanto,importantereconocerelgranvalorquetienelabioindicacioncomounmetodoparaevaluarlacalidaddelagua.Lapresenciadeunacomunidadenuncuerpodeaguadeterminado,esunfndiceinequivocodelascondicionesqueallfestanprevaleciendo y quelasfluctuacionesdecontaminaci6nquepuedanpresentarse,noson 10 suficientementefuertescomoparaprovocaruncambiosignificativoenlamisma.Asf,porejemplo,sienunazonadeterminadadeunrioseencuentranvaloresaltosdeoxfgeno,pocaturbiedad,bajocolorybajaconductividad,perolafaunaencontradaestadominadaporoligoquetos,moluscosyquiron6midos,nohaydudaqueendichositioprevalecenlamayorpartedeltiempocondicionesdeextremacontaminacionyquelosmomentosdealtaoxigenaci6nquepuedanocurrirsontanfugaces,quenosonsuficientesparaprovocarcambiossignificativosenlaestructuradelacomunidad.Estascondicionessedan,porejempio,despuesdeunafuertelluvia,enqueelaguaseoxigenaporladilucionylaturbulencia.HistoriadelablondicacionLadegradaci6ndelosrecursosacuaticoshasidomotivodepreocupaciondelhombreenlasultimasdecadas.Losprimerosesfuerzospordeterminarel dafio eco16gicocausadoporlosresiduosdomesticoseindustrialesenlascorrientesdeaguafueronrealizadosporKolkwitz & Marsson(1908,1909),creandodeestamaneralasbasesdelsistemasaprobio,ampliamenteutilizadoactualmenteenAlemaniayalgunospafseseuropeos.Nofuehastamediadosdelosalios50'scuandocomenzaronautilizarsediferentesmetodologfasdeevaluaciondecalidaddelaguamedianteelusodelos  ROLDANPEREZG.:LOSMACROINVERTEBRADOSYSUVALORCOMOINDICADORESDELACALIDADDELAGUA 377 indicadoresbiol6gicos.Patrick(1949,1950)proponemetodosbiol6gicosparaevaluarlascondicionesecol6gicasdelascorrientes.Enladecadadelos50'syprincipiosdelos60'scomienzaadiscutirseelconceptodediversidaddeespeciesbasadoenindicesmatematicosderivadosfundamentalmentedelateoriadelainformacion(Brillouin,1951;Beck,1955;Margalef,1951,1956,1958;Shannon & Weaver,1949;Simpson,1949;Wilhm,1967,1968,1970;Wilhm & Dorris,1966,1968;Sheldon,1969).Dichateortapartedellabasedequeamayorinformaci6nquesetengaacercadeunhecho,suceso 0 situaci6n,mayorymasprecisoseraelconocimientoquesetengaacercadeella.Sisepartedelabasedequeunacomunidadnaturalseecaracterizaporposeermuchasespeciesypocosindividuosporespecie(comoeselcasoofrecidoporcondicionesambientalespocofluctuantesa 10 largodeltiempo,promedioideal:nimuyfrionimuycalido), 0 estarconstituidoparpocasespeciesymuchosindividuosporespecie(comoeselcasodeecosistemassometidosacondicionesambientalesfluctuantesa 10 largodeltiempo, 0 depresi6nambientalnatural,comoocurreenlasgrandesprofundidadesenloslagos,laspartesaltasenlasmontafiasylaslatitudesextremaspolares).Deacuerdocon 10 anterior,losdafioscausadosporlacontaminaci6norganicaeindustrial 0 porladestrucci6ndehabitatsporactividadesagrfcolas 0 mineras,puedenmedirsemedianteelanalisisdelascomunidadesresultantes,comparadasconlasnoperturbadas.Washington(1984)haceunarevisiondelosindicesdediversidad,bi6ticos y desimilitudconespecialreferenciaalosecosistemasacuaticos,Presenta18Indicesdediversidad,19indicesbi6ticos y cincoindicesdesimilitudyanalizasuaplicabilidadalossistemasbiol6gicos.Paraellamayoriadelosindicesaunnosontotalmentesatisfactorios.Pratetal,(1986)realizaenEspanaunacornparacionentredosindicesdecalidaddelagua,unoqueutilizaparametresfisicoqufmicos(rSQA) y el otroparametresbiol6gicos(BILL).encontrandobajacorrelaci6nentreelIos.Barbouretal.(1995)presentanuntotalde63tiposdemedicionesparaevaluaci6nrapidadelosecosistemas,Deellos:a)ochocorrespondena medidasderiqueza loscualessefundamentanenelanalisisdelnumerodetaxonesencontrados;b)15serefierena enumeraciones quesonenrealidadcalculosbasadosenporcentajesdedeterrninadostaxones;c)15correspondenalos Indicesdediversidadysimilituddelacomunidad dondeestanlosmasconocidos(Shannon & Weaver,1949;Simpson,1949;Margalef,1951);d)12serefierenalos indicesbioticos siendolosmasconocidoselBMWPyelfndicedesaprobiedad;e)10indicesconocidoscomo medi- cionesfuncionales ,dondeseconsideraeltipodefunci6nquedesempefianlosorganismosenlacomunidad,comoporejernplo:colectores, fi ltradores,trituradores,depredadores,etc; f) porultimoseconsiderantresmedidasdenominados indicescombinados dentrodeloscualessemencionanelIndicedelacomunidaddemacroinvertebrados,elpromediodepuntajebiometrico y puntajedelacondicionbiologica.Enladecadadelosaiios80's y enladelos90'scomienzaageneralizarseelusodeestosindices y aproponerseotrosnuevos 0 modificacionesdelosexistentes.Karr(1991)introduceelconceptode IndicedeIntegridadBiologica -IBI,elcualesunaherramientamultiparametricaparalaevaluaci6ndelascorrientesbasadaenlacomunidaddepeces.Dadalaaceptaci6nqueestemetodohatenidoenNorteamerica,sehaextendidosuusaaotrosgruposbiol6gicos.Armitage & Petts(1992)examinanlafactibilidaddeusarpuntajesbi6ticosylasprediccionesbasadasenelsistemacomputarizadoconocidocomoRIVPACS(RiverInVertebratePredictionandClassificationSystem)(Wrightetal.,1989)paravalorarlaperdidadefaunabentica.Wright(1995)aplicaelmetodoRIVPACSenlaGranBretafia y llegaalaconclusi6ndequenoserfavalidoparaotrasregionesdeEuropa,dadoqueenlaislanoexistenriostangrandes y caudalososcomoenelcontinente.Resh et al,(1995)desarrollanenMaryland(USA)metodosrapidosdeevaluaci6ndelaguausandolosmacroinvertebradosacuaticoscomobioindicadores.TantoestemetodocomoeldelReinoUnidovaloranlascondicionesdelhabitat y predicenlafaunaesperadaenundeterminadositio.Alba-Tercedor(1996)adoptalautilizaciondelosmacroinvertebradosacuaticosenlosprogramasdeevaluaci6ndelacalidaddelaguaenEspaiia,utilizandoparaelloelIndiceBMWP'adaptadoparalaPeninsulaIberica.TowsendetaI.(1997)calificanlaperturbaci6nenlascorrientesenrelaci6nconlascaracterfsticasdelasespeciesdemacroinvertebradosylariquezadedichasespecies.Lorenzetal.(1997)desarrollanunsistemadeindicadoresenelrfoRin(Alemania)conbaseaconceptoste6ricosquedescribenlosrfosnaturalesentreloscualesseconsideranlazonacion,lahidraulica,elespiraldenutrientes,lajerarqufadetributarios y elconceptodel docontinuo ,entreotros.Munneetal,(1998) esta- blecenenEspanaunfndicedecalidadquevaloraelestado  378 REV.ACAD.COLOMB.CIENC.:VOL.XXIII.NUMERO88-SEPTIEMBREDE1999 Dinamicadelossedimentoseconservaci6ndelbosquederibera(QBR).Setratadecompararelestadoactualdelsistemaqueseestudiaconunestadodereferenciadondelabiodiversidadylafuncionalidaddelsistemasolamenteestarianinfluenciadosporlasperturbacionesdeorigennatural.Losindicadoresdelacalidaddelagua Principalestiposdeperturbacionesantropicasenlosrtos Lasprincipalesfuentesdeperturbacionescausadasenlosecosistemasacuaticosporelhombreestanrela-cionadasconlacontaminaciondeorigendornestico,industrial,agricola,mineroydeforestaci6n,comolasmasimportantes.Estasperturbacionespuedenresumirsedelasiguientemanera:1.DirectoallechodelrioRegulaci6ndelflujo y desviacionDestrucci6ndelhabitat:dragado,revestimiento,canalizacion,construcciondepresasAlteraci6ndelatemperatura,delpH,salinidadVertimientodeaguasservidasVertimientodet6xicos(metalespesados,pesti-cidas)ElementosradiactivosManipulaci6ndelacadenaalirnenticia(especiesex6ticas)2.Indirectoa.Enelareadecaptaci6n:Practicasforestales(erosion,arrastredesedimen-tos)QuemasConstrucci6ndeviasSubstracciondeaguaycanalesdedesvfoContaminaci6ndelairePracticasagricolasb.EnlazonaripariaInsolacion(efectosenlaproductividadprimaria)Alteraci6ndelatemperaturadelaguaDinamicadenutrientesAportesaloctonosMorfologfadelcauceLosanterioresimpactospuedenmedirseycuanti-ficarsemediante el usodebioindieadoreseuyovalorypesoindicativodebepreviamentedefinirse. Nivelesdeperturbacionesenlosriosconcomunidadesdemacroinvertebrados Prat & Ward(1994)planteanlosdiferentesgradosdeperturbaci6ncausadosenlosecosistemasacuaticosylascomunidadescorrespondientesacadaunode ellos, Seestablecelaformacomocambianlascomunidadesdemacroinvertebradosenlariquezadeespecies,enladiversidadyenlaproductividad.Asf,lascomunidadesnaturalessecaraeterizanporserdiversas y hetereogeneas.Cuandosepresentaunaperturbac irin moderada,comienzanaaparecerespeciestolerantesyadisminuirlasintolerantes;puedepresentarseademas,unaumentodedepredacion,Conperturbacionesaltas,desaparecenlasespeciesintolerantesylatramasalimenticiassehacencadavezmaslineales.Cuandolaperturbaci6nesdemasiadoalta,s610estanpresentesunapocasespeciesrepresentadasengrandesmimeros.Ensituacionesextremas,soloseencuentranmicroorganismoscomobacterias,algas y ciliados. Evaluacionquimlca y biolOgicade fa caUdaddelagua:Ventajasydesventajas Igualmente(Prat,1998)haceunacomparaci6ndelasventajasydesventajasqueofrecenlosmetodosqufmicosylosbiol6gicos.Dentrodelas ventajas ofrecidasporlosmetodosquimicosestan:loscambiostemporalesdetallados,ladeterminaci6nprecisadelacontaminacionylafacilestandarizaci6n.Dentrodelas desventajas: laposiblecontaminacidndelasmuestras,lanointegraci6ntemporalyloscostoselevados.Encuantoalosanalisis btologleos, tienela ventaja dehacerintegracionesespacialesytemporales,haeerestudiosdebioacumu-lacion,darrespuestaacontaminacionescronicasypuntuales y medirladegradaciondehabitat.Conrelacionalas desventajas estanlasensibilidadtemporalbaja,difieultadesdecuantificaci6nyestandarizacion,asfcomoconlasaguassubterraneas, Ventajas y desventajasdelosdiferentesmetodosde bioindicacion Prat(1998)discutealgunosmetodosbiol6gicosparalaevaluaci6ndelaealidaddelagua.Aniveldeespecieseonsideralosmacroinvertebrados,lasmacrofitasylasalgascomoindicadorespuntualesdemateriaorganics,
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