UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS

CURSO TEÓRICO-PRÁCTICO AVANCES EN ASPECTOS BIOLÓGICOS Y MEDIDAS DE CONTROL DE LA ESPECIE DECLARADA PLAGA D. geminata

“Distribución de Didymo y resultado de prospección en Chile en Regiones sur -austral y medidas tendiente a su control”

Ximena Molina

[email protected]

Objetivos • Distribución de D. geminata • Prospección en ríos seleccionados de las regiones de los Ríos, de Los Lagos, Aysén y Magallanes.

• Procedimientos de Bioseguridad y medidas tendientes a su control. • Perspectivas futuras

Didymosphenia geminata (Lyngbye) M. Schmidt 1899

Microalga (diatomea) unicelular tamaño: longitud 80-140 μm; ancho 25-43 μm

10

-6

mm = 1 μm

•Bentónica, habita principalmente sustratos duros por ejemplo rocosos. •Poro apical que secreta un pedúnculo o pie o tallo, extracelular de mucopolisacáridos. • Mucopolisacárido, resistente a la degradación microbiana.

Características

Didymosphenia geminata

Forma masas de mucílago, recubre grandes extensiones de sustrato “moco de roca” Didymo

(Microfotografía electrónica, (Spaulding, &Elwell, 2007)

Viviana Sastre. U. Patagonia San Juan Bosco para MMA Provincia Chubut,2010

Aspectos de las proliferaciones masivas de “Didymo”.

Didymo, es considerada PLAGA”

• Especie exótica: introducción principal

Extinción

causas antrópicas. •

Especie Invasiva:

de Especies

introducción amenaza a la biodiversidad local

•Altera ecosistema • Expansión rápida, amplia • Alto potencial reproductivo • Difícil de erradicar

Distribución mundial • •

(Whitton et al., 2009)

Principalmente Hemisferio Norte, considerada endémica. Aumento en los últimos años de proliferaciones masivas.

Nva. Zelanda: Detección año 2005 como Plaga, año 2008 afectó 80 % cursos agua de Isla Sur, Economía

Situación en Chile: hábitats favorables para “Didymo” •

Primer registro: data años 60. Región XI río Cisnes y XII Lago Sarmiento.

•

Año 2010: Mayo fue detectada en la cuenca del Río Futaleufú, Región de Los Lagos. Primer registro de proliferación masiva para América del Sur. Agosto y Octubre del 2010 fue detectada en la región de Aysén, en la cuenca de los ríos Baker y Aysén.

Su propagación se atribuiría a causas antrópicas Relacionadas con el turismo y la pesca deportiva, probablemente por transporte en forma accidental.

Cuales son las condiciones ambientales para el desarrollo de la proliferación de Didymo “ Distribución” Nicho ecológico: conjunto total de factores ambientales (recursos y condiciones) que actúan o afectan sobre el organismo (o población, o especie), y que por lo tanto, explican su distribución y abundancia. Hutchinson (1957). Todos los factores Bióticos y Abióticos a los que responde un organismo.

Nutrientes

Caudal

Ejemplo de variables

CONECTIVIDAD de Flujos.

cabecera-mar

rápido-poza estuario

Ambientes prístinos o de baja perturbación. Amplio rango de condiciones ambientales.

Dinámica de flujo

Condiciones Velocidad flujo

Observación

Cita

Variable de flujo. Aumento menor a 0,5 m/s.

Caudal

Alto

caudal

no

es

Inestabilidad sustrato.

Cx. reguladas

Físicas

Sustrato

favorable, Kilroy et al., 2007; Larned et al., 2006

Aumento floraciones. Optimo crecimiento sobre rocas y bolones.

Irradianza

Aumenta proliferación a alta

luminosidad . Mayor biomasa verano Humedad

Sobrevivencia células viables aprox.

40 días. Humedad. Temperatura

Aguas frías

Kilroy et al., 2005

Skulberg, 1982 Dufford et al., 1987 Kilroy, 2004

Largerstedt, 2007

Kilroy et al., 2005

Kawecka &Sanecki., 2003 Kramer &Lange-Bertalot,1086.

Condiciones proliferación de Didymo

Condiciones

Observación

Cita

Nutrientes Prolifera aguas oligotróficas (1km)

Bothwell & Kilroy, 2011. Alta concentraciones de amonio; Alta Kilroy, et al., 2006. Largerstedt, 2007 proporción N/Pi; aportes residuos agrícolas, Kawecka &Sanecki., 2003 industriales, urbanos. Whitton et al.,2009 Sundareshwar et al., 2011 Clave proporción P-PO4 o/P-PO4 i Química Calcio

Amplio rango de concentraciones 1.8-45.2 Kilroy et al., 2007; Larned et al., 2006 mg/l

pH

Amplio entre 7-9

Skulberg, 1982 Dufford et al., 1987

Metales

Alta concentración: Hierro

Kilroy, 2004

Condiciones proliferación de Didymo

Condiciones

Observación

Pristino

Bosque, Vancouver 1988-1989

Bosque

Ecológícas

Bosque

Bajo planta tratamiento aguas servidas + Aguas Arriba y Aguas Bajo embalse

Cita Bothwell, 2006 Bowman ., 2008 Kirkwood et al., 2007. Kawecka & Sacneki 2003.

Agricultura

Diversos contaminantes

Agricultura

Bajo embalse

Kawecka & Sacneki 2003.

Bosque

Sin contaminación

Medvedeva, 20001

Distribución potencial Estudios basados en modelos de nicho ecológico Didymo puede estar presente en todos los continentes excepto en la Antártida. Existen riesgos de nuevas introducciones y dispersiones en ríos del hemisferio sur. Especial interés, cuencas Australia, Argentina, Chile y Perú por ser riesgo de introducción (Spaulding & Elwell, 2007).

Mantener Funciones Ecosistemas acuáticos

Biodiversidad INDICADOR” integralidad

Sistema Saludable

“Servicios ecosistémicos, (Groot,2002)”

•

•

Funciones Ecológica: de regulación de hábitat de producción de dilución química

Función social: Turismo y recreación

Bienes: Agua y riego, recursos genéticos (peces), energía, Embalses. BIENES Y SERVICIOS : “ vida y desarrollo de sociedades”

Factores: Bióticos

Abióticos

Consecuencia Proliferaciones

Proliferación Economía Medidas Prevención

Integridad Ecológica Diagnosis

Calidad de vida

Sustentabilidad Cuenca

Difusión

Económico: Afecta las actividades económicas desarrolladas en los ecosistemas, y por tanto en la cuenca. Pesca recreativa, actividades náuticas, de cultivo.

Sistema ambiental Sistema ambiental

VECTOR Amenaza Salud

Sistema Natural

Actividades antrópicas

¿Patrón de distribución? Amplia variabilidad de condiciones ambientales en las cuales se desarrolla, dificulta su control biológico

Objetivos • Distribución de D. geminata • Prospección en ríos seleccionados de 4 regiones: de los Ríos, de Los Lagos, Aysén y Magallanes.

• Procedimientos de Bioseguridad y medidas tendientes a su control. • Perspectivas futuras

Prospección de la presencia de Didymosphenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII y elaboración de material de difusión tendiente a su control

Proyecto “Prospección de la presencia de Didymosphenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII y elaboración de material de difusión tendiente a su control”.

Vivian Montecino Prof. Asociado Fac. de Ciencias. Depto. Cs. Ecológicas U. de Chile Carolina Díaz Lic. Cs. Amb. c/m Biología Dr. Cs. Mención Ecología y Biología Evolutiva (EBE). U. de Chile. Directora Lab. Diatomeas Instituto de Filosofía y Ciencias de la Complejidad, (IFICC).

Equipo de trabajo ejecutante

MCs Ximena Molina Jefe de Proyecto Prof. Adjunto. Esc. Cs. Ambientales U. de Chile Miguel Curihuinca Geógrafo

Claudio Santibañez Biólogo Marino J. Paulo Paredes Técnico Cristian Henriquez Diseñador Gráfico Ursula Romero Técnico

Objetivos específicos • Prospectar la presencia de D. geminata en ríos seleccionados de la XIV, X, XI y XII regiones. • Registrar parámetros físicos y químicos en cada cuerpo de agua prospectado.

• Generar material de difusión acerca de la identificación del alga, los potenciales peligros, medidas de control de la propagación y destrucción de células de D. geminata, y protocolo de alerta temprana. • Difundir la información en cada Región.

CHILE – PERÚ – COLOMBIA – MÉXICO - ARGENTINA

Metodología

Selección estación de muestreo

Inspección visual

•Ficha terreno •Determinación cobertura Didymo

Muestro físico y químico

•Determinación variables in situ •Muestras agua

Muestreo Biológico

•Bentos

•Plancton

Bioseguridad

“METODOLOGÍA’’

Selección de sitios de muestreo

Consideraciones •Actividades antrópicas •Características hidráulicas

•Características físicas y químicas. • Observaciones de indicadores de vulnerabilidad ambiental. •Accesibilidad al sitio de muestreo. • Variabilidad espacial: aguas arriba y aguas abajo de afluente. •Representatividad de las distintos hábitats del río., etc.

Inspección visual •

Seleccón estación de muestreo

Inspección visual •

Determinación de cobertura (%) , rangos

•

Aspectos de Didymo

Ausente Escaso Abundante Proliferación

0 + ++ +++

Descripción del sitio de Muestreo • Delimitación del tramo georreferenciado • Ficha de terreno: Diseñar con información para caracterización del sitio (resume antecedentes velocidad, sustrato, observaciones de terreno, usos, afluentes etc). • Medición de caudal - Registros variables in situ: conductividad, pH, oxígeno, temperatura • Obtención muestra agua: análisis nutrientes, sílice, turbiedad, iones, entre otros.

Recolección muestras biológicas: Microalgas planctónicas Diseño de red (NIWA, 2010)

Fitoplancton a) Fitoplancton acompañante

• • • •

b) D. geminata • cél. viables • cél. tratadas (digeridas)

Pre-red 250 um Cono red 40 um Red muestra 40 um Barra de metal que mantiene el sistema a una altura adecuada para evitar el ingreso de sedimento a la muestra

•Tiempo muestreo promedio: 10 minutos (método,N. Zelanda)

Muestreo biológico

Diatomeas bentónicas

D. geminata

Células viables Espátula para floraciones, mediante muestreo integrado (5-10-15 rocas)

+ Formaldehído

Células bentos

Objetivos • Distribución de D. geminata • Prospección en ríos seleccionados de las regiones de los Ríos, de Los Lagos, Aysén y Magallanes.

• Procedimientos de Bioseguridad y medidas tendientes a su control. • Perspectivas futuras

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Bioseguridad en muestreo PREVENCIÓN Equipo seco

Equipo húmedo

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN

A.- Cloro al 2%: 200 ml de cloro de uso doméstico por cada 10 litros de agua. Tiempo de desinfección: al menos 1 minuto. (Biosecurity New Zealand) B.- Sal al 5%: 500 gr de sal de uso domestico por 10 litros de agua. Tiempo de desinfección: al menos 1 minuto.(Biosecurity New Zealand) C.- Agua caliente: sobre 45 °C (incómoda al tacto) durante 20 minutos y sobre 60 °C durante al menos 1 minuto. Si no es posible el procedimientos de limpieza y desinfección el uso de los implementos de muestreo se restringe a sólo un punto, se aisla el material hermeticamente.

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

PROCEDIMIENTO DE DESINFECCIÓN

Disposición de residuos

Fuera del alcance del curso de agua Sin probabilidad de contaminar curso de agua

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

PROCEDIMIENTO DE DESINFECCIÓN

Limpiar y desinfectar todos los implementos/instrumentos usados. • Material de muestreo: redes • Botas y ropa de muestreo, pescador (Waders) del profesional encargado del muestreo

• Vehículo. neumáticos y todo lo que haya tomado contacto con el agua • Otros: cuerdas, huinchas de medir, muestreador de bentos y cualquier otro implemento utilizado que pudo tener contacto con el agua y que volverá a ser utilizado en el siguiente punto.

RESULTADOS Prospección de la presencia de Didymosphenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII y elaboración de material de difusión tendiente a su control

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Didymosphenia geminata en la Región de Los Ríos.

Futa

Cruces

Fuy

Bueno

San Pedro

Nilahue

100.0

Actividades y variables químicas

80.0 60.0

Futa: Pesca deportiva

Fuy: Paso transfronterizo a Argentina. Práctica de rafting.

San Pedro: Descargas de Riñihue y Panguipulli. Poblados Práctica de

pesca deportiva Cruces: Campos agrícolaganaderos. Navegación en Kayak, embarcaciones

Bueno:

Pesca deportiva

pH

40.0

CE Us/cm

20.0

O2 mg/l

0.0 Futa

Fuy

San Cruces Bueno Nilahue Pedro

90

Nilahue: Puerto Gifen, primeros lugares

80

40

Calcio mg/L

Pesca deportiva de salmones

30

NO3 mg/L

20

Sílice mg/L

70

60 50

10 0 Futa

Fuy

San Pedro

Cruces

Bueno Nilahue

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Didymosphenia geminata Región de Los Lagos.

Petrohue

Rahue

Puelo

Gol Gol

Butalcura, Chiloé)

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Actividades y variables químicas

45.0 40.0 35.0 30.0

Río Petrohué: Pesca deportiva Río Rahue: Turismo, pesca de trucha, práctica de kayak.

Río Puelo: Pesca con mosca Butalcura Pesca deportiva

Río Golgol: Pesca deportiva

25.0

pH

20.0

CE Us/cm

15.0

O2 mg/l

10.0 5.0

0.0 Petrohue

Puelo

Golgol

Rahue

50 45 40 35 30

Calcio mg/L

25

NO3 mg/L

20

Sílice mg/L

15

10 5 0 Petrohue

Puelo

Golgol

Rahue

Didymosphenia geminata en la Región de Los Lagos.

Río Futaleufú:

Río Espolón:

Turismo, práctica Turismo, de kayak y práctica de rafting. kayak, rafting y pesca con mosca

Río Noroeste Pesca deportiva

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

ESPOLÓN

Bentos viable

Proyecto. Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

FUTALEUFÚ

Bentos digerido

Bentos viable

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

NOROESTE Cél. viables

Bentos digerido

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Didymosphenia geminata en la Región de Aysén. •Río Cisnes: Pesca con mosca •Río Ñirehuao: Pesca deportiva y pesca con mosca •Río Emperador Guillermo: Pesca con mosca •Río Coyhaique: Kayak, rafting y Pesca deportiva •Río Simpson: Pesca con mosca

•Río Blanco: ata. Pesca deportiva. •Río Baker: Pesca con mosca, rafting y kayak. • Río Aysén

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Blanco Cisnes

Coyhaique

Baker

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

EMPERADOR GUILLERMO

Bentos digerido Bentos viable

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

AYSÉN Aguas arriba confluencia Simpson

Bentos viable Bentos digerido

Aguas abajo confluencia Blanco

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

ÑIREHUAO

Plancton viable

SIMPSON

Bentos viable

Plancton digerido

Variables químicas

50 45 40 35 30 25 20

Calcio mg/L

15

NO3 mg/L

10

Sílice mg/L

5 0

45.0 40.0 35.0 30.0 25.0

20.0 15.0

10.0 5.0

Los Lagos Aysén

0.0

pH CE Us/cm O2 mg/l

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Didymosphenia geminata en la Región de Magallanes.

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Paine

Sarmiento

Rubens

Serrano

Penitentes

Variables químicas 90 80 70 60 50

Calcio mg/L

40

NO3 mg/L

30

Sílice mg/L

20 10 0 Penitentes

Rubens

Serrano

Paine

70.0

60.0 50.0 40.0

pH

30.0

CE Us/cm O2 mg/l

20.0 10.0 0.0 Penitentes

Rubens

Serrano

Paine

Resumen

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Resumen Análisis Físico-químicos 100%

80%

O2 mg/l CE 60%

pH Sílice NO3 mg/L 40%

Calcio mg/L

20%

Paine

Serrano

Rubens

Penitentes

Baker

Cisnes

Ñirehuao

E. Gillermo

Simpson

Coyhaique

Blanco

Puelo

Petrohue

Espolón

Futaleufú

Rahue

Golgol

Nilahue

Bueno

Cruces

San Pedro

Fuy

Futa

0%

* Fósforo inorgánico y orgánico estuvieron bajo el límite de detección del análisis (< 0,6 mg/L), como también el nitrito (< 0,13 mg/L)

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Dentro de las especies que acompañan en altas abundancias la presencia de D. geminata, se encuentran típicas diatomeas epilíticas: •Fragilaria bicapitata •Fragilaria capucina •F. capucina v vaucheriae •Encyonema minutum •Gomphonema pumilum.

Otra especie que presentan altas abundancias, pero no necesariamente en asociación con Didymo es Achnanthidium minutissimum, especie cosmopolita y con afinidades ecológicas muy amplias.

Fragilaria crotonensis

Prospección de la presencia de Didymoshenia geminata en las regiones XIV, X, XI y XII

Resultados Microalgas Planctónicas Didymosphenia geminata

Región de Los Ríos (XIV)

de Los Lagos (X)

de Aysén (XI)

de Magallanes (XII)

Dynobrion divergens

Cél ml-1 Lugar Riqueza Taxa mas abundante* Río Cruces Synedra ulna 15,675 14 Río Futa 3 Río Fuy Fragilaria crotonensis 1,571 13 Rio San Pedro Fragilaria crotonensis 676,250 17 Rio Nilahue Ephitemia sorex 66,750 16 Río Bueno Fragilaria crotonensis 2,803,000 18 Río Rahue Fragilaria crotonensis 412,438 11 Río Golgol Melosira varians 1,200 9 Río Futaleufú Hyalotheca sp. 4,586 11 Río Espolón Fragilaria crotonensis 1,189 12 Río Petrohué Meugeotia sp. 268 12 Río Puelo Fragilaria crotonensis 12,333 14 Río Blanco Diatoma hiemale 17,890 15 Río Coyhaique Dinobryon divergens 13,250 18 Río Simpson 59,192 12 Gomphonema sp. Río EGuillermo 7,396 13 Didymosphenia geminata Río Ñirehuao Diatomeas penadas s/i 1,718 7 Río Cisnes Meugeotia sp. 175 12 Río Baker 11 Río Rubens Fragilaria bicapitata 719 9 Río Serrano Aulacoseira granulata 14,000 10 Río Paine Ulothrix sp 7,967 11 Lago Sarmiento Meugeotia sp. 2,440 11 Río Penitentes 550,125 10 Meugeotia sp.

% 71

Melosira varians

93 63 53 97 95 49 60 28 36 85 33 24 33 51 43 51

Mougeotia sp

59 95 24 46 99

Sphaerozosma

Discusión y Conclusión • •

Prospección:

- Cuencas hidrográficas de Futaleufú y Aysén severamente afectadas. - Cuenca Aysén con presencia de Didymo • Metodología de muestreo: - Considerar criterios para selección del sitio de muestreo para disminuir la incertidumbre en el caso de no detectar dispersión del alga. - Unificar metodologías: considerar Protocolo de muestreo. • Identificación taxonómica de fitoplancton:

- Fortalecer el conocimiento de identificación bajo microscopía óptica de fitoplancton. • Vigilancia de Didymo: -Uso de procedimientos estándar: Muestreo, análisis, identificación taxonómica.

-Estimar los tiempos y costos para el proceso completo, y obtener información adecuada para tomar medidas de gestión (preventivas).

PROYECCIONES

Proyecciones Uso Protocolo para muestreo y análisis

Prospección Base de dato Físico-química-biológica

Medidas

Retroalimentación continua

Prevención - Control

Realizar estudios

Plan Vigilancia

Talleres de Difusión de Resultados

Trabajo coordinado Gestores en Bioseguridad: Servicios públicos, Mesas de Didymo, otros.

Recomendaciones para el control y manejo de plaga. I.- Realizar estudios 1.-Levantar información biológica, física y química para una base de dato adecuada para establecer patrones de distribución, tendientes a seleccionar nichos potenciales de desarrollo de Didymo. 2.- Incorporar bases de datos históricas y fuentes antrópicas. 3.- Diseñar con la información zonas de riesgo potencial de Didymo. 4.- Estudiar efectos ecológicos de la plaga sobre los ecosistemas locales, considerando variación temporal. 5.- Estudiar la ecología de D. geminata posibilita a establecer medidas de contal apropiadas para su manejo. 6.- Realizar estudios moleculares, evaluar diferencias genéticas de D. geminata con otras especies o variantes genéticas y relacionarlo con la capacidad invasiva. 7.- Cuantificar consecuencias económicas.

Proliferaciones consecuencias ambientales estas.

y de

Recomendaciones de estudio tendientes al control y manejo de plaga. II.- Capacitación Efectuar cursos de: Procedimiento de Muestreo. Análisis biológico e identificación BIOSEGURIDAD III.- Implementar Programas de Vigilancia:

• Uso procedimientos estandarizados, métodos especificados en el Manual de procedimientos. • Realizar monitoreos bajo sistema de la calidad, para intercomparar resultados entre equipos de trabajo. • Coordinación gestores de Bioseguridad. Reuniones periódicas de evaluación de acciones, difusión de resultado sobre las medidas de control y vigilancia. Participación gestores y expertos. Pro de Aunar los esfuerzos técnicos y de financiamiento. Financiamiento: Promover colaboraciones internacionales, proyectos bilaterales. Contar con mayores fuentes de financiamiento para el desarrollo de este tipo de proyectos.

Proliferaciones y las consecuencias ambientales de estas.

Estudios en desarrollo Prospección de la presencia de Didymosphenia geminata en las regiones de los Lagos y Aysén. Prospección de la presencia de Didymosphenia geminata en las regiones de Araucanía y Los Ríos.

Objetivos

• Prospección • Relacionar parámetros físicos y químicos con D. geminata • Diseñar mapa riesgo •Proponer un programa de vigilancia • Proponer medidas de control Ríos a considerar para análisis Prospección 4 regiones 23 Prospección los Lagos y Aysén 36 Prospección Araucanía y Los Ríos 31

90 ríos

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“Distribución de Didymo y resultado de prospección en Chile en Regiones sur -austral y medidas tendiente a su control”

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