CENTRO DE INVESTIGACIONES MARINAS UNIVERSIDAD DE LA HABANA Alteraciones de indicadores biológicos de Gambusia puncticulata (Poey, 1854) en sitios muy contaminados del río Almendares Tesis presentada en opción al Título Académico de Master en Biología Marina y Acuicultura con mención en Ecología Marina. Autora: Lic. Yureidy Cabrera Páez Tutores: Dra. Consuelo Aguilar Betancourt Dr. Gaspar González Sansón Ciudad de La Habana 2007 Alteraciones de indicadores biológicos de Gambusia puncticulata (Poey, 1854) en sitios muy contaminados del río Almendares Tesis presentada en opción al Título Académico de Master en Biología Marina y Acuicultura con mención en Ecología Marina. Autora: Lic. Yureidy Cabrera Páez Tutores: Dra. Consuelo Aguilar Betancourt Dr. Gaspar González Sansón Ciudad de La Habana 2007 A mi abuela, por iluminar mi camino. AGRADECIMIENTOS A mis tutores Coqui y Gaspar por guiarme, una vez más en el camino de la ciencia, por sus consejos, por su tiempo, por su atención y comprensión en todo momento, por corregir mis errores, por su confianza e ímpetu para hacer de este trabajo algo súper. A Ivet por ser la mejor pescadora, por ser la compañera fiel de esas largas caminatas para realizar el muestreo, por su apoyo en el arduo trabajo de laboratorio y en la bibliografía, en fin, por su ayuda sin límite. A Oyaima por su gran disposición en ayudar y procesar miles de muestras, sin su ayuda hubiera sido casi imposible hoy haber podido terminar. A Aidita, Madelin, Olivia, Anmari, Kiki y Alexei por su colaboración, porque sin su ayuda no hubiera sido posible la realización de este trabajo. A Jose por escucharme, por la información brindada, por todas las molestias ocasionadas. A Yuriem y Hanaina (las Minervas) por poder contar con ellas y brindarme su ayuda en todo momento. A Luis e Iván por todas las molestias ocasionadas y por nunca decir “no” cuando se les necesita. A esas personitas de gran corazón, por hacer este sueño realidad plasmando en papel, toda la información obtenida. A los profesores de la maestría por su comprensión y por enseñarme; a mis compañeros de aula por soportarme durante los meses de clase; a mis amigos por estar siempre a mi lado. A Desi por hacerme creer que en la vida los sueños son importantes, por apoyarme en los momentos más críticos, por su esfuerzo en mantener viva una llama de felicidad cuando esta parece desvanecerse. A la personita que más quiero en el mundo, porque a pesar de la distancia que nos separa siempre está muy cerca de mi, por su cariño incondicional, por sus palabras, por decirme que la “hora más oscura es justo la de antes del amanecer” aún cuando yo no pueda ver la salida del sol. A mis padres por guiarme en la vida, por hacer de mí una persona de bien, por enseñarme que el triunfo está en el sacrificio. A mi mamá por estar siempre a mi lado. A mi papá por enseñarme a apreciar las cosas más importantes y aceptar los fracasos. A todos, los que de una forma u otra han tenido que ver con la realización de esta tesis: ¡MUCHAS GRACIAS! RESUMEN Se realizó una investigación con el objetivo de evaluar las alteraciones de los procesos biológicos en los peces que viven en sitios muy contaminados. Se aplicó una metodología basada en los efectos acumulativos de agentes estresantes múltiples a nivel de individuo en la especie Gambusia puncticulata (Poey, 1854). Este estudio se efectuó en tres sitios del río Almendares: El Rodeo, considerado como sitio de referencia, y dos sitios altamente contaminados, el Bosque de La Habana y el Puente 23. Se encontró un incremento en el largo y el peso de las hembras, y en el factor de condición para ambos sexos en los sitios más impactados. Este resultado se atribuye a la mayor disponibilidad de alimento debido a la eutrofización. El índice gonadosomático, el índice de fecundidad específica y el número de embriones por hembra, tuvieron valores significativamente más altos en el sitio de referencia. El largo relativo del gonopodio no mostró diferencia significativa entre sitios. A partir de los indicadores reproductivos analizados, se puede concluir que la reproducción de G. puncticulata se encuentra comprometida en las zonas más contaminadas del río. El índice hepatosomático, presentó valores más altos en las hembras provenientes de los sitios más contaminados. Las diferencias encontradas para δ13C y δ15N entre los sitios contaminados y el de referencia sugieren que las fuentes de alimento no son las mismas. La metodología empleada permitió verificar la existencia de alteraciones notables de varios procesos biológicos en peces que fueron colectados en sitios con un grado alto de contaminación. Índice ÍNDICE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................... 6 2.1. Río Almendares ..................................................................................................... 6 2.2. Familia Poeciliidae................................................................................................. 7 2.2.1. Aspectos generales......................................................................................... 7 2.2.2. Gambusia puncticulata ................................................................................ 11 2.3. Factores reguladores y agentes estresantes .......................................................... 13 2.3.1. Depredación ................................................................................................. 13 2.3.2. Factores ambientales.................................................................................... 14 2.3.3. Factores antropogénicos............................................................................... 17 2.4. Índices morfométricos y organosomáticos .......................................................... 21 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 26 3.1 Zona de estudio. ................................................................................................... 26 3.2 Método de muestreo y procesamiento de las muestras en el laboratorio............ 32 3.3 Análisis de los datos y procesamiento estadístico. .............................................. 34 RESULTADOS............................................................................................................ 37 4.1 Factores abióticos................................................................................................. 37 4.2 Aspectos biológicos ............................................................................................. 39 4.2.1. Características generales.............................................................................. 39 Identificación y descripción de los estadios de desarrollo de los embriones......... 40 4.2.2. 4.3 Comparación entre los sitios de muestreo ........................................................... 43 4.3.1. Pesos y tallas ............................................................................................... 43 4.3.2. Factor de condición e índice hepatosomático .............................................. 46 4.3.3. Reproducción ............................................................................................... 49 4.3.4. Alimentación................................................................................................ 53 4.3.5. Cociente de isótopos estables....................................................................... 55 DISCUSIÓN ................................................................................................................ 57 5.1 Factores abióticos................................................................................................. 57 5.2 Biología de la especie seleccionada..................................................................... 58 5.3 Indicadores morfológicos y reproducción .......................................................... 59 5.4 Alimentación e isótopos estables ......................................................................... 63 5.5 Análisis conjunto de los indicadores.................................................................... 67 CONCLUSIONES ....................................................................................................... 69 RECOMENDACIONES.............................................................................................. 71 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 72 ANEXOS ..................................................................................................................... 96 Introducción 1 1 INTRODUCCIÓN El agua constituye un recurso fundamental insustituible para la vida, soporte de especies y poblaciones específicas, además de ser una vía de intercambio entre diferentes ecosistemas; es, de una manera resumida, el sistema sanguíneo de la naturaleza. El agua es uno de los elementos reguladores del equilibrio del sistema natural global. Debido a lo planteado anteriormente es que debemos ser conscientes de su escasez, del deterioro de los ecosistemas ligados al agua, y en particular de la contaminación y pérdida de calidad de nuestros ríos (Bengoa, 1987). Los peces de agua dulce se encuentran hoy amenazados por la continua agresión del medio. En primer lugar los vertimientos de residuales, tanto domésticos como industriales, que contaminan las aguas, provocando la muerte de las poblaciones existentes. Estas, además, están limitadas por la disminución de las fuentes de agua, por la falta de precipitaciones y por el excesivo uso de esta agua en la agricultura, la industria y en la población (Garcés, 1997). Evaluar y estimar los efectos de la actividad humana sobre el ecosistema acuático es una tarea compleja. La naturaleza de los agentes estresantes es muy diversa, los mecanismos de acción son poco conocidos y existe en muchos casos interacción entre varios factores. Este es uno de los sistemas naturales más impactados producto de los continuos vertimientos de contaminantes ambientales. Debido a esto, han sido propuestos un gran número de bioindicadores y pruebas a organismos para la evaluación de ecotoxicidad de compuestos antropogénicos en ambientes acuáticos (Nunes et al., 2005). Existen varias razones para considerar a los peces como organismos útiles para medir la degradación ambiental, incluyendo el hecho de que la ictiofauna actúa como integradora de los impactos directos e indirectos sobre el ecosistema 2 Introducción acuático (Faush et al., 1990; Munkittrick et al., 2000; Chapman, 2002). Un enfoque de metodológico para utilizar los peces como indicadores contaminación, fue desarrollado recientemente en aguas costeras de Ciudad de La Habana (Aguilar, 2005; Aguilar et al., 2004; 2007; en prensa). La contaminación de las aguas induce cambios patológicos en los peces, los cuales son utilizados como bioindicadores (Smith y Stratton, 1986). Estos dan la medida de la interacción entre el sistema biológico y los agentes ambientales, los cuales pueden ser químicos, físicos o biológicos (Rendón-von Osten et al., 2005). Actualmente se llevan a cabo estudios referentes a la actividad reproductiva de algunas especies de la familia Poeciliidae. Esta pudiera estar comprometida debido a la presencia de varios compuestos tóxicos en el ambiente acuático, muchos de los cuales se consideran perturbadores de la actividad endocrina (Bresch, 1982). Tales sustancias han sido objeto de gran preocupación en la comunidad científica, por sus efectos sobre el desarrollo reproductivo y sobre la fecundidad en las poblaciones de peces (Arcand-Hoy y Benson, 1998). Las especies que se incluyen dentro del género Gambusia descritas para Cuba, son de gran importancia por el hecho de ser un componente valioso de la ictiofauna dulceacuícola nativa y constituir controles naturales de los mosquitos transmisores de enfermedades. Estos peces larvívoros se utilizan como biorreguladores de larvas de mosquito en Cuba (Hernández-Contreras et al., 2004). Sin embargo, actualmente no se ha encontrado ningún estudio que haga mención de los efectos del impacto ambiental en la biología de los mismos. Algunas de las especies que se incluyen dentro del género Gambusia han sido utilizadas frecuentemente como modelo para estudiar los procesos básicos (reproducción, crecimiento y reclutamiento, entre otros) en los ríos (Botsford et al., 1987; Yan, 1986; Vondracek et al., 1988; Cabral y Marquez, 1999; Downhower et al., 2000; Baber y Babbit, 2004; Dadda et al., 2005). 3 Introducción El río Almendares es el más grande de Ciudad de La Habana. La actividad humana adyacente al mismo ejerce un impacto significativo sobre este. Los problemas principales que afectan la calidad de sus aguas son los vertimientos históricos de aguas sin tratar que le llegan a través de los arroyos y drenajes de industrias, hospitales y escuelas. Esto ha generado una fuerte contaminación orgánica con concentraciones muy bajas de oxígeno disuelto, alta turbidez y contenidos elevados de compuestos nitrogenados (Hernández, 2004). Numerosos autores han reportado el impacto negativo de las descargas de este río sobre la zona costera, especialmente en época de lluvia (Aguilar y GonzálezSansón, 2002; Hernández-Hernández, 2004; Aguilar, 2005; Cabrera-Páez, 2005). La zona más contaminada del río corresponde al Parque Metropolitano de La Habana, PMH, (Anexo 1). Actualmente, el PMH constituye uno de los proyectos urbanísticos que pretende desarrollar el gobierno, con vista a realizar un saneamiento ambiental y crear un centro de esparcimiento y disfrute (Hernández, 2004). Es por ello, que la investigación del estado actual de la ictiofauna dulceacuícola que habita en este río, constituye un tema apropiado y novedoso para evaluar el impacto humano, basándose en los efectos observados en los peces. Para lograr esto, se propone la siguiente hipótesis: Los individuos de Gambusia puncticulata que viven en las zonas del río Almendares más degradadas por una contaminación crónica de origen mixto, presentan alteraciones en los procesos biológicos que pueden ser detectadas mediante un conjunto de indicadores morfológicos y reproductivos. Introducción 4 Para la verificación de esta hipótesis, se definieron los siguientes objetivos: Objetivo general: Evaluar las alteraciones de los procesos biológicos en los peces que viven en sitios muy contaminados, aplicando una metodología basada en la detección de los efectos acumulativos de agentes estresantes múltiples a nivel de individuo. Objetivos específicos: ¾ Determinar las variaciones de índices morfométricos y organosomáticos seleccionados en la especie Gambusia puncticulata, con un análisis comparativo entre sitios con distinto grado de afectación a lo largo del río Almendares. ¾ Describir los estadios embrionarios de la especie Gambusia puncticulata y realizar un análisis comparativo de la fecundidad y el tamaño de los embriones entre sitios con distinto grado de afectación a lo largo del río Almendares. ¾ Analizar la variación en el cociente de isótopos estables (δ15N y δ13C) de la especie Gambusia puncticulata en tres sitios con distinto grado de afectación a lo largo del río Almendares. Introducción 5 La novedad de este trabajo radica en que los resultados de la investigación constituyen un aporte muy significativo al conocimiento de la biología de la especie Gambusia puncticulata. Se determinan varios aspectos nuevos para la ciencia. Entre estos se incluye la descripción por primera vez de los estadios de desarrollo embrionario y un análisis de la variación de indicadores morfológicos y reproductivos seleccionados, en relación con el impacto humano. Otro aspecto novedoso desde el punto de vista teórico y práctico, es la utilización, por primera vez en un ambiente dulceacuícola cubano, de una metodología para la detección del impacto ambiental, basada en los efectos observados en organismos indicadores. Se debe destacar que este enfoque incluye la aplicación de la técnica de isótopos estables, para este tipo de estudio, por primera vez en este ambiente en nuestro país. 6 Revisión Bibliográfica 2 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 2.1. Río Almendares La Ciudad de La Habana es el principal centro político, administrativo, económico y cultural del país. En esta ciudad se concentra el 34% de la producción industrial de todo el país. Dada la pequeña extensión de su territorio no se tienen grandes cuencas hidrográficas. Existe un total de 10 cuencas hidrográficas principales, las cuales drenan sus aguas hacia la costa norte, la mayor de ellas corresponde al río Almendares. Este río presenta una extensión de 402. 02 km2 el cual desemboca directamente a la costa, al oeste de la bahía de La Habana (DIP Almendares, 2003). De los 402.02 km2 que tiene el área de la cuenca, el 52.8% pertenece a la Provincia de Ciudad de La Habana y el 47.14% a La Habana (INRH, 2000). La contaminación de ríos, arroyos, embalses, zonas costeras y bahías constituye una realidad en el entorno cubano. El río Almendares es el ejemplo más elocuente por atravesar la Ciudad de La Habana (Cepero, 2000). Este mismo autor plantea que a esa corriente fluvial se arrojan diariamente unos 19315 m3 de desechos de los cuales, el 80% son urbanos y el resto sólidos y desperdicios fabriles (Anexo 2). En el informe del INRH (2000) se plasman valores elevados de coliformes totales y fecales a lo largo del río y la principal afectación de esta corriente de agua son los residuos domésticos. Además, el contenido de fósforo y nitrógeno presentaron valores altos, lo que indica la eutrofización del cauce, problema que puede contribuir a deteriorar considerablemente la calidad del agua. A lo largo del Almendares existe un gradiente de contaminación que va desde la zona más alta, donde se vierten aguas residuales generadas por más de 30 fuentes contaminantes como industrias agropecuarias, metalúrgicas y viviendas. Estos contaminantes son arrastrados hasta las zonas más bajas del río donde se intensifica la contaminación de las aguas con más vertimientos domésticos e Revisión Bibliográfica 7 industriales, siendo esta última la más agresiva para el ecosistema. En esta zona el río recibe la descarga de alrededor de 60 fuentes contaminantes (INRH, 2000). El aporte de aguas albañales constituye el 70% de las descargas al río y los focos contaminantes industriales de residuales un 30% del total (PMH, 2001). Los Índices de Calidad del Agua calculados para las aguas del río, corresponden con una situación deficiente para las aguas del sector entre el Puente de 23 y la desembocadura de este, y pésima en el caso de los sedimentos. En el año 2004 se ejecutó el proyecto de dragado del río Almendares, con la finalidad del saneamiento y la limpieza del mismo (Hernández, 2004). 2.2. Familia Poeciliidae Las especies dentro de la familia Poeciliidae son importantes en las investigaciones de diferentes campos, como la genética, oncología, ecología y en la biología del desarrollo (Meffe y Snelson, 1993). Esto se debe a que los pecílidos responden fácil y rápidamente a las diferentes condiciones ambientales con cambios genotípicos (Reznick et al., 1990) y fenotípicos (Rodd et al., 1997). Se han realizado muchos estudios para entender como los pecílidos responden a varios factores ecológicos, particularmente la depredación (Downhower et al., 2000), los factores abióticos (Brown- Peterson y Peterson, 1990) y la estabilidad ambiental (Stearns, 1983). 2.2.1. Aspectos generales. En la gran mayoría de los pecílidos, los machos son usualmente más pequeños que las hembras. Muchos argumentos han sido propuestos para dar explicación a este pronunciado dimorfismo en la talla (Bisazza, 1993), pero en la actualidad esto todavía no está claro (Pilastro et al., 2006). Estudios realizados por Danniels y Felley (1992) demostraron que las hembras presentan un patrón de crecimiento continuo con una variación estacional. Estos mismos autores Revisión Bibliográfica 8 observaron que el crecimiento era bajo en los meses fríos y que se incrementaba paulatinamente durante el verano. Vargas (1993) reporta que el máximo crecimiento para la especie Gambusia holbrooki, ocurre a finales de la primavera cuando se incrementa la temperatura y la disponibilidad de alimento. Los machos no presentan este patrón, debido a que el crecimiento está relacionado con la madurez sexual. El crecimiento disminuye después que el gonopodio está completamente formado (Krumholz, 1948; Hughes, 1985; Vondracek et al., 1988). Experimentos realizados por Cabral et al. (1998) demostraron que la mortalidad de machos es mayor después del reclutamiento, comparado con las hembras. Los machos, como son de pequeña talla, pueden presentar una alta susceptibilidad a los factores ambientales, así como a la disminución de recursos, hambruna, incremento de la densidad de individuos (Krumholz, 1948) e hipoxia (Cech et al., 1985). La edad de la maduración está determinada tanto por los genes como por los factores ambientales (por ejemplo la temperatura). Es importante destacar que las poblaciones de hembras maduras tardías, se caracterizan por tener tallas grandes y producen una mayor descendencia que aquellas hembras de maduración temprana (Downhower et al., 2000). Estos autores observaron que las hembras de reservorios estables, producen una pequeña camada comparadas con hembras de reservorios fluctuantes. Sohn (1977) demuestra que en la especie Gambusia manni la presencia de machos adultos retrasan la madurez de los machos juveniles y lo básico de este efecto inhibitorio se debe a la interacción social. Francis y Barlow (1993) plantean que las interacciones sexuales tienen cierta influencia sobre el crecimiento y la maduración en los peces. Lutnesky y Adkins (2003) encontraron que el crecimiento y la talla del ovario de la hembra juvenil de Gambusia affinis, es menor cuando la misma se halla en presencia de hembras adultas. Smith y Revisión Bibliográfica 9 Sargent (en prensa) sugirieron que la inhibición del crecimiento y la reproducción está químicamente mediada. Los peces de la familia Poeciliidae presentan una gran variedad de adaptaciones reproductivas. Los machos presentan un órgano intromitente espinoso, que no es más que la modificación de la aleta anal llamado gonopodio. Este órgano, generalmente, está armado con ganchos y garras y es controlado por un grupo complejo de huesos y músculos con determinadas funciones, que permiten introducirlo en la hembra (Constantz, 1989). Las hembras tienen la capacidad de almacenar el esperma en el tracto reproductivo por varios meses (Constantz, 1989). El esperma es almacenado en los plieges del revestimiento de las paredes del ovario y el gonoducto (Kallman, 1975), por lo cual se cree que el ovario sea una zona favorable para la supervivencia del esperma. Tal vez el ovario contribuya a proteger el esperma almacenado (Constantz, 1989). Las hembras presentan ovarios pares que están fusionados en un órgano largo, el cual está moderadamente vascularizado y dorsalmente suspendido en la cavidad del cuerpo (Wourms, 1981). En presencia de huevos o embriones esta estructura se distiende ocupando gran parte de la cavidad peritoneal. La fertilización y el desarrollo de los embriones ocurren dentro del folículo ovárico. Todos los embriones se desarrollan dentro de este folículo excepto en la especie Tomeurus gracilis (Constantz, 1989). En áreas templadas y subtropicales, el rendimiento reproductivo de las hembras disminuye en el otoño e invierno (Rosen y Bailey, 1963). Las hembras de temperatura cálida y constante pueden reproducirse a lo largo de todo el año (Burns, 1985). Nordlie (2000) durante su estudio con la especie G. holbrooki, capturó hembras maduras en todos los meses del año. Meffe (1991) encontró este mismo patrón para esta especie en aguas cálidas, sin embargo, en otras 10 Revisión Bibliográfica poblaciones la reproducción está reducida a los meses de abril y septiembre. Esto sugiere que el período reproductivo varía en función de la temperatura del ambiente (Nordlie, 2000). La fecundidad y la talla del embrión está en función de la talla de la madre (Reznick, 1981); la nueva generación que presenta una talla grande produce embriones grandes y bien desarrollados (Fernández-Delgado y Rossomanno, 1997). La máxima fecundidad de G. holbrooki ocurre en julio, cuando las hembras son más grandes (Vargas y Sostoa, 1996). El período de gestación descrito para esta especie fluctúa entre los 21 y 35 días, dependiendo de la temperatura, estación y localidad (Fernández-Delgado, 1989). Experimentos realizados por Krumholz (1948) en el laboratorio, indican la presencia de un número igual de machos y de hembras dentro del ovario y al nacer. Sin embargo, una en poblaciones naturales en muchos pecílidos existe desproporcionalidad, presentando un gran número de hembras (Snelson, 1989). Los pecílidos son reconocidos como un grupo monofilético basado en el modo de reproducción vivípara y la presencia de un gonopodio formado por los radios 3, 4 y 5 de la aleta anal (Ghedotti, 2000). La viviparidad, es una estrategia reproductiva usada por estos peces (Wourms et al., 1988; Koya et al., 2000). Muchos autores han propuesto ventajas de la viviparidad en peces, dentro de las que se encuentran: la protección de los embriones en desarrollo (Thibault y Schultz, 1978), dispersión de los embriones en mejores hábitats (Constantz, 1989), transferencia pasiva de inmunidad (Lombardi, 1996) y el potencial para la transferencia de nutrientes de la madre al embrión en desarrollo (Blackburn, 1992). 11 Revisión Bibliográfica 2.2.2. Gambusia puncticulata La especie Gambusia puncticulata, conocida en Cuba con el nombre de guajacón del Caribe, se incluye dentro del orden Cyprinodontiformes, familia Poeciliidae. Está muy bien distribuida por toda la isla de Cuba, Isla de Pinos, Jamaica, Islas Caimán y Bahamas (Lee et al., 1983; Alayo, 1973; Fink, 1971). Es una especie muy abundante y se puede encontrar en agua dulce, salobre, salada y en áreas inundadas (tierras bajas). El patrón de coloración de esta especie varía en correspondencia con el lugar donde habitan y con el sexo, aunque existen rasgos generales que pueden permanecer en las distintas poblaciones de esta especie. Gambusia puncticulata presenta un color pardo claro en la región dorsal y más claro en la región ventral. El borde del labio es pardo oscuro; con una barra oscura suborbital. Presentan una fila irregular de puntos en el cuerpo, que varia de bastante prominente en peces de Bahamas a casi ausentes en algunos de Cuba y Jamaica. Estos puntos negros no son del mismo tamaño y ni de la misma intensidad de color. Usualmente son 10 puntos, que están repartidos irregularmente a los lados del cuerpo (Alayo, 1973). La aleta caudal y dorsal tienen 2 ó 3 filas irregulares de puntos negros. Otras aletas son incoloras, aunque la aleta anal es algunas veces oscura (Fink, 1971). Gambusia puncticulata presenta pigmentación alrededor de la aleta anal; esta pigmentación es casi permanente en las especies cubanas. Los individuos de esta especie pueden presentar una aleta dorsal y caudal que varia de coloración de amarillo-naranja a rojo ladrillo, en el caso de los machos; las hembras presentan un punto en la región anal (Greenfield y Wildrick, 1984). 12 Revisión Bibliográfica En general, esta especie se caracteriza por ser de tamaño pequeño, que varía en un rango de 12.20 a 27.42 mm y de 17.60 a 51.32 mm de largo estándar, en machos y hembras maduras respectivamente (Abney y Rakocinski, 2004). Son peces típicamente depredadores y muy voraces. Usualmente comen en la superficie y la dieta está constituida por pequeños invertebrados, fundamentalmente insectos y sus larvas, peces (incluyéndose los juveniles de la misma especie) y se han encontrado restos de materia vegetal (Poey, 1854; Fink, 1971). Gambusia puncticulata es heterosexual y su fecundación es interna. Los machos se caracterizan por presentar un órgano intromitente, gonopodio, que introducen en las hembras (Constantz, 1989; Ghedotti, 2000). Esta especie comienza a manifestar evidencias de dimorfismo sexual (desarrollo del gonopodio y punto grávido en las hembras) alrededor de la cuarta semana de vida. La diferenciación sexual en al caso de los machos termina cerca de la semana seis de vida (Ponce de León, 2007). En las hembras el período de gestación es cercano a los 24 días y paren entre 10 y 40 alevines en cada nacimiento. La maduración sexual de estos se alcanza después de los 3 ó 4 meses de nacido (Wischnath, 1993). Se caracterizan por ser lecitotróficas y no presentan superfetación (Abney y Rakocinski, 2004; Ponce de León, 2007). La longitud promedio de los alevines para esta especie es de 9.33 mm. En general, la especie Gambusia puncticulata comparte el área con Gambusia punctata. Esta última puede ser uno de los mayores competidores de Gambusia puncticulata (Garman, 1896; Straskraba et al., 1969). Esta especie ha sido estudiada de forma incompleta. La mayoría de la bibliografía consultada sobre la especie está enfocada a la sistemática y muy pocos autores hacen referencia a aspectos biológicos y ecológicos. No se encontró ningún trabajo que aborde el tema del impacto humano sobre la especie. 13 Revisión Bibliográfica 2.3. Factores reguladores y agentes estresantes 2.3.1. Depredación La depredación constituye un regulador importante del tamaño de las poblaciones animales (Smith y Reay, 1991). La depredación de los adultos frecuentemente favorece la reducción de la talla para alcanzar la madurez y por consiguiente la talla de los descendientes (Reznick et al., 1996). Aparejado a esto ocurre un incremento de la fecundidad y del esfuerzo reproductivo producto de una disminución del tiempo de generación (Stearns, 1992). Los pecílidos hembras, durante la preñez sufren cambios en la masa corporal, forma, coloración, situación hormonal y/o condiciones físicas (James y Johnston, 1998). Esto sugiere que los cambios aumenten el riesgo de la depredación, quizás porque son más visibles a los depredadores (Britton y Moser, 1982; Magnhagen, 1991). Además, las hembras grávidas son mucho menos ágiles que el resto de los individuos, lo cual contribuye a incrementar su depredación. Se han llevado a cabo experimentos en los machos de las especies Gambusia affinis y G. hubbsi y se ha observado que en ambos casos exhiben un gonopodio grande en poblaciones libres de depredadores. Esto sugiere que la talla del gonopodio es reflejo de un balance evolutivo entre una selección sexual antes del apareamiento, que favorece a los individuos que presentan gonopodios grandes y una selección natural por la vía de la depredación, que favorece a aquellos con gonopodio de pequeña talla (Langerhans et al., 2005). La depredación intensa sobre los estadios juveniles puede atentar contra una abundante descendencia (Haynes y Cashner, 1995). El incremento de la disponibilidad del alimento puede favorecer la densidad de juveniles, cuando la población está sujeta a una presión alta de depredación (Downhower et al., 2000). Revisión Bibliográfica 14 Un mediador importante de la dinámica de la población es la intensidad del canibalismo afectando una clase de talla (Benoit et al., 1998). El canibalismo muestra una relación positiva con la densidad (Hecht y Appelbaum, 1988) e inversa a la disponibilidad de alimento (Hecht y Piennar, 1993). La tasa de canibalismo puede ser reducida por el uso del refugio en aquellas partes donde los organismos son vulnerables, como una medida de barrera espacial (Blake et al., 1994). Estudios realizados para la especie G. affinis demuestran que al disminuir la cantidad de refugios el tamaño de la población se hace menor. Por esto, la dinámica de la población de la especie puede estar regulada por la reproducción y el canibalismo (Benoit et al., 2001). 2.3.2. Factores ambientales La estacionalidad y las variaciones anuales en los factores ambientales puede afectar la distribución de la energía para el mantenimiento, crecimiento y reproducción (Ware, 1985). Son numerosos los estudios que examinan el efecto de la temperatura y la disponibilidad del alimento en la tasa de crecimiento y reproducción en los peces (Brett y Groves, 1979; Wootton, 1985). En general, la tasa de crecimiento en peces aumenta con el incremento de la temperatura, hasta un valor a partir del cual comienza a disminuir, cuando la temperatura se acerca a niveles letales. Además, el crecimiento aumenta con el incremento del consumo de alimento (Vondracek et al., 1988). La fecundidad está correlacionada con la talla de la hembra (Wootton, 1985) y puede incrementarse con el aumento de la temperatura y con la disponibilidad de alimento. Un aumento de la temperatura favorece el incremento de la producción de descendientes, incrementa la talla de los juveniles, aumenta el esfuerzo reproductivo y permite la disminución de la edad de maduración. La temperatura no es el único factor que afecta la talla y la madurez en las poblaciones naturales. Specziar (2004) plantea que la talla de la hembra, la temperatura del agua y los niveles de comida antes del proceso de vitelogénesis, pueden afectar la fecundidad en Gambusia sp. Las temperaturas 15 Revisión Bibliográfica altas intensifican los requisitos fisiológicos necesarios para sobrevivir en el ambiente (Haney y Walsh, 2003). Los cambios agudos en la temperatura del cuerpo pueden, sin embargo, provocar una reducción en la función fisiológica (Hammill et al., 2004). Numerosos estudios han demostrado que la temperatura y la salinidad son los factores físico-químicos principales que pueden actuar individualmente o en combinación para influir en la estructura de la comunidad (Yoshikawa et al., 1993), fisiología (Claireaux y Lagardere, 1999) y el patrón de distribución de animales acuáticos (Stauffer y Boltz, 1994). Estudios fisiológicos en especies del género Gambusia sugieren que estos animales son muy tolerantes a valores extremos de salinidad y de temperatura (Meffe et al., 1995; Nordlie y Mirandi, 1996). El valor máximo de temperatura crítica registrada para la especie G. yucatana es de 42.4ºC (Heath et al., 1993), para G. holbrooki es de 40.1ºC (Meffe et al., 1995) y para G. affinis es de 43.5ºC (Otto, 1973). La mayoría de las especies dentro de la familia Poeciliidae son consideradas eurihalinas (Meffe y Snelson, 1993). Existen especies que exhiben tolerancias a condiciones hipersalinas (Haney y Walsh, 2003). Dentro de este grupo se incluye la especie Poecilia reticulata con una tolerancia de 43ppt (Arai et al., 1998) y a Gambusia yucatana con un valor de por lo menos 34ppt (Carter, 1981). Se ha reportado un límite superior de tolerancia a la salinidad para G. holbrooki , de sólo 25 ppt (Haney y Walsh, 2003). Observaciones en el campo realizadas por Keup y Baylis (1964) encontraron individuos de G. affinis abundantes en aguas de salinidad baja, generalmente menor de 150/00. Renfro (1959) concluyó que los niveles de salinidad letal para esta misma especie estuvieron entre los 15 y 240/00. Ambos estudios son compatibles con los resultados obtenidos para la especie G. holbrooki (Nordlie y Revisión Bibliográfica Mirandi, 1996). Swanson et al. (1996) plantean que G. holbrooki 16 tiene la capacidad de tolerar un amplio rango de temperatura y salinidad, así como bajos niveles de oxigeno disuelto. Otros autores como Ahuja’s (1964), Al-Daham y Bhatti (1977) y Chervinski (1983) demostraron que la población de G. affinis muestra un 50% de supervivencia para salinidades entre 20 y 500/00. La salinidad es uno de los factores ambientales más importantes en los peces. Esta ejerce un efecto notable sobre los procesos vitales como la supervivencia, transformación de comida, crecimiento embriogénico y de la cría (Holliday, 1969). Es importante destacar que tanto la temperatura como la salinidad afectan el metabolismo. En estudios realizados con la especie Limia melanonotata se observó una disminución en la tasa metabólica cuando la salinidad es alta. Este proceso quizás este relacionado con la reducción de la permeabilidad del oxígeno bajo condiciones hipersalinas. La disminución del metabolismo reduce significativamente los gastos energéticos al incrementarse la salinidad. Esto constituye una respuesta efectiva ya que aumenta el tiempo de vida del animal. (Haney y Walsh, 2003). La temperatura y el fotoperíodo son los factores externos más importantes en el control de la función testicular (Borg et al., 1987). La respuesta de los peces teleósteos al fotoperíodo presenta una amplia variación en las distintas especies (Fraile et al., 1994). Se demostró experimentalmente que el fotoperíodo largo acelera la cronología de la reproducción en Gambusia sp (Cech et al., 1992). Observaciones realizadas en el campo y a nivel de laboratorio muestran que la reproducción de G. holbrooki ocurre cuando la duración de la luz del día excede valores entre las 11 y 13 horas (Haynes y Cashner, 1995). Revisión Bibliográfica 17 Muchas especies necesitan de fotoperíodos largos para obtener una adecuada espermatogénesis (Billard et al., 1982), pero para otras especies como Fundulus heteroclitus (Burger, 1939) y Gasterosteus aculeatus (Borg et al., 1987) el fotoperíodo constituye un factor estimulante de este proceso. En la especie Triturus marmoratus, un fotoperíodo largo estimula la proliferación de células germinales y la meiosis, pero no tiene un efecto sobre la espermiogénesis (Fraile et al., 1989; Fraile et al., 1994). El desarrollo de las gónadas en pecílidos tropicales puede estar comprometido no sólo por el fotoperíodo y la temperatura, sino también por la concentración de oxígeno disuelto, cambios en los niveles de agua, estimulación acústica por la lluvia, conductividad, suministro de comida y densidad de la población (Lam, 1983). Estudios realizados por Stearns (1983), muestran que Gambusia sp presenta una variación en el patrón del ciclo de vida, el cual está correlacionado con la variación en la estabilidad ambiental de cada reservorio. De hecho, Downhower et al. (2000) plantean que peces que se hallan en reservorios estables tienden a ser más pequeños y producen camadas más pequeñas, que aquellos que habitan en reservorios fluctuantes. 2.3.3. Factores antropogénicos Los bioindicadores permiten dar la medida de la interacción entre el sistema biológico y los factores ambientales, los cuales pueden ser químicos, físicos o biológicos (Rendón- von Osten et al., 2005). Ham et al. (1997) consideran que el enfoque basado en los bioindicadores consiste en medir un grupo de respuestas y efectos que abarcan un rango de escalas temporales y biológicas, para evaluar los efectos subletales. Estos pueden ser usados para proveer un alerta temprano y obtener información sobre las causas posibles. Este enfoque no requiere conocer los tipos de agentes estresantes existentes y puede ser aplicado de manera efectiva en los casos donde los agentes estresantes son Revisión Bibliográfica 18 complejos o mal conocidos, como es el caso de la mezcla de contaminantes (Aguilar, 2005). Es muy extensa la bibliografía sobre los efectos subletales de impactos de origen humano sobre los peces a nivel de individuo. Los efectos subletales son aquellos que ocurren en concentraciones o dosis de las sustancias contaminantes por debajo de los que producen muerte directa (Rand, 1985). Según Newman (2001), algunos efectos subletales pueden tener consecuencias letales en un contexto ecológico, donde las especies deben competir con otros, evitar la depredación o enfrentarse a otros agentes estresantes. Los peces se utilizan actualmente, como indicadores de la exposición a contaminantes (Smith y Stratton, 1986). Los pecílidos son utilizados como especies indicadoras de sustancias con actividad endocrina, especialmente compuestos androgénicos (Ogino et al., 2004). Muchos químicos que el hombre introduce en el ambiente, tienen la capacidad de interferir con el sistema endocrino, actuando como “disruptores” endocrinos (Kavlock et al., 1996; Gillette, 2000). Además de activar las hormonas, tienen el potencial para interferir en los eventos de crecimiento, reproducción y desarrollo de los organismos (Colborn et al., 1993). Sin embargo, la extensión del impacto de estos compuestos sobre los caracteres sexuales y la capacidad reproductiva de la población está poco estudiada (Toft et al., 2003). Se ha observado que las hembras expuestas a residuales de molinos de pulpa exhiben una masculinización de la aleta anal, una conducta reproductiva masculina y son de talla pequeña. Bortone y Cody (1999) tomaron muestras en diferentes sitios y observaron que las hembras estaban menos masculinizadas a medida que se alejaban del sitio de descarga. Aunque la masculinización en Gambusia es atípica, está puede ocurrir en poblaciones naturales, lo cual sería muy ventajoso para su supervivencia en ambientes estresados. Sin embargo, 19 Revisión Bibliográfica existen muchos individuos de este género que habitan en ambientes estresados y no existe la masculinización de las hembras (Howell et al., 1980). Los machos que habitan en las zonas afectadas por descargas de molino de pulpa, presentan testis agrandados (desarrollo precoz de los caracteres secundarios) y una conducta sexual precoz. Individuos de ambos sexos se caracterizan, sin embargo, por no prestar atención a la conducta posicional, por presentar un incremento en el peso del hígado y una variación alta en las concentraciones de esteroides (Howell et al., 1980; Krotzer, 1990; Park et al., 2001; Toft et al., 2004). Estas evidencias sugieren que algún químico no identificado o la combinación de estos, asociados a la descarga de residuales, ejerce un efecto androgénico sobre la población (Howell et al., 1980). Hembras normales de G. affinis expuestas a andrógenos se caracterizaron por presentar gonopodio, lo que hace suponer que tal vez este tipo de hormona estimule el desarrollo de esta estructura (Angus et al., 2001). Lo mismo fue encontrado por Yan (1986) para la especie G. heterochir. Como las hembras normales no presentan gonopodio, la presencia de la aleta anal elongada en estas se usa como bioindicador de la exposición a andrógenos ambientales (Angus et al., 2005). Los andrógenos en el agua reducen la talla de la hembra de G. holbrooki e inhiben el desarrollo de los ovarios. El hecho, de que se encuentre una baja proporción de hembras preñadas en aguas contaminadas, sugiere que la reproducción está afectada adversamente (Toft et al., 2005). Son pocos los estudios sobre la identificación y la evaluación de los efectos androgénicos en el ambiente natural (Sone et al., 2005). En peces expuestos a contaminantes, Toft et al. (2003) encontraron que los machos presentaban una reducción en la producción de esperma, una disminución de la talla del gonopodio y una disminución de los niveles de testosterona. 20 Revisión Bibliográfica Muchos estudios muestran que el gonopodio de peces pecílidos, sirve como un bioindicador morfológico sensible a la exposición de químicos estrógenicos en el ambiente, durante el período de maduración sexual. Los químicos estrogénicos inhiben el crecimiento testicular (Dreze et al., 2000; Angus et al., 2005), reducen la síntesis de esteroides por los testis (Govoroun et al., 2001) y como resultado se inhibe el desarrollo del gonopodio (Angus et al., 2001). Doyle y Lim (2002) demostraron que los machos de G. holbrooki expuestos a 17β- estradiol en el agua durante el desarrollo, puede reducir el largo del gonopodio y la actividad sexual. Un estudio realizado en Australia, con la especie G. holbrooki, arrojó que el gonopodio disminuye su talla en los machos que se encuentran en aguas albañales y en aguas contaminadas con sustancias que perturban la regulación endocrina (Batty y Lim, 1999). Culley y Ferguson (1969), plantean que los peces del género Gambusia son muy resistentes a una amplia variedad de insecticidas organofosforados y organoclorados. Chaisuksant et al. (1998), observó que compuestos organofosforados y organoclorados en concentraciones del 5% pueden causar un 50% de la reducción de la tasa de crecimiento en la especie G. affinis. Bodammer (1993), demostró que estas sustancias pueden afectar los embriones y el desarrollo larval de los peces. De hecho, estos compuestos inducen anomalías en el desarrollo, en la morfología y en el esqueleto (Davis, 1997). Se encontró un incremento en el tamaño del hígado y una alta incidencia de deformaciones en la larva de la especie Zoarces viviparus expuesta a compuestos de este tipo (Strand et al., 2004). Estudios realizados por Parks et al. (2005), sugieren que los compuestos perclorados no reducen la fecundidad. Por el contrario, estas sustancias estimulan el crecimiento, la masa de huevos, la fecundidad y el índice gonadosomático (Park et al., 2006). Bradford et al. (en prensa) encontraron, sin embargo, que individuos de G. holbrooki expuestos durante 30 días a este tipo de compuestos, presentaron perturbaciones histológicas en las tiroides. La tasa Revisión Bibliográfica 21 de crecimiento de Gambusia sp puede verse afectada en individuos expuestos a concentraciones de 0.3µmolL-1 de halobenzenos (Chaisuksant et al., 1998). Rendon-Von Osten et al. (2005) mostraron una alta mortalidad, de la especie G. yucatana, durante las primeras 24 horas de exposición al carbofuran (pesticida). Estos autores han reportado, que este compuesto inhibe significativamente la actividad enzimática en el músculo y en la cabeza. La relación entre exposición directa y efectos teratogénicos son muy difíciles de establecer en el campo, particularmente a partir de la especificidad en la respuesta a contaminantes y a la combinación de los efectos producto de la mezcla de varios contaminantes (Strand et al., 2004). 2.4. Índices morfométricos y organosomáticos El largo y el peso son usados comúnmente para evaluar los efectos de las pruebas químicas sobre la talla del pez adulto y de los juveniles (Woltering, 1984). Chaisuksant et al. (1998) plantean que el peso de los organismos es mucho más sensible a los efectos tóxicos que el largo. Toft et al. (2004) observaron una disminución de la talla y del peso en hembras de Gambusia sp que habitan en lugares contaminados. Otros métodos, como son los análisis del índice hepatosomático y el uso de variables fisiológicas, los modelos bioenergéticos y las medidas de los componentes macromoleculares (DNA, RNA y proteínas) pueden ser usados para evaluar los cambios subletales en los organismos (Bulow, 1987). La exposición a contaminantes puede provocar un estrés determinado sobre la fisiología y la morfología de los peces, que se puede reflejar en una variación de los índices organosomáticos y morfométricos (Arcand-Hoy y Metcalefe, 1999). Para medir cambios morfológicos y fisiológicos que caracterizan el estrés en los peces se han utilizado varios índices, entre los que se puede citar: el factor de condición (FC), el índice hepatosomático (IHS), el índice viscerosomático (IVS), 22 Revisión Bibliográfica y el gonadosomático (IGS), entre otros. Los indicadores morfofisiológicos como el FC, IGS, IHS y de adiposidad mesenterial ofrecen una buena información sobre la actividad funcional del organismo (Bustamante et al., 1994). Estudios citológicos e histológicos de los efectos de concentraciones subletales de algunos pesticidas en la trucha por Braunbeck (1994) indican que la exposición a bajas concentraciones de tóxicos causa alteraciones en el hígado de los peces. Varios estudios sugieren que quizás exista una relación causal entre el agrandamiento del hígado y la exposición a contaminantes como los hidrocarburos poliaromáticos (PAHs) y los compuestos organoclorados, pero los procesos que originan esta relación no están aún esclarecidos (Van Der Oost et al., 2003). Kime (1998) plantea que la alteración de la morfología del hígado y de la actividad enzimática constituyen una respuesta típica en peces expuestos a contaminantes, ya que el hígado es el órgano principal de desintoxicación. El hígado incrementa su tamaño como respuesta no específica a tóxicos. Este cambio está inducido por el aumento de la demanda sobre la actividad enzimática en este órgano (Toft et al., 2003). El hígado de los peces constituye el mayor sitio de almacenamiento, biotransformación y excreción de pesticidas; es el primer órgano que entra en contacto con los contaminantes que se hallen en la comida. Un cambio histológico en este órgano fue escogido como criterio para determinar la acción subletal del deltametrin (Cengiz y Unlu, en prensa). Toft et al. (2004) observaron un incremento del tamaño del hígado en peces de ambos sexos provenientes de aguas contaminadas, lo cual pudiera deberse al aumento de la demanda de las enzimas de detoxificadoras o al incremento de la producción de vitelogenina (proteína del vitelo). La inducción de la síntesis de vitelogenina en peces expuestos a descargas de molinos de pulpa para procesar el papel, es causada por los compuestos estrogénicos presentes en los residuales (Mellanen et al., 1999). El incremento de la actividad funcional del Revisión Bibliográfica 23 hígado en la elaboración de sustancias, trae consigo un notable aumento de su masa, principalmente en las hembras durante el proceso de síntesis de ovovitelinas y lípidos para los oocitos. Esto hace que el IHS sea más elevado en peces maduros que los que se encuentran en reposo sexual, ya sean peces adultos o juveniles (Bustamante et al., 1994). El IHS se define como el peso del hígado entre el peso del animal multiplicado por 100. Es recomendable el uso del peso sin vísceras porque esto reduce la variabilidad provocada por las variaciones en la llenura del estómago, el desarrollo de la gónada o la cantidad de grasa mesenterial (Munkittrick et al., 2000). Algunos autores han encontrado un incremento en el IHS como respuesta a la contaminación (Porter y Janz, 2003), pero en otros casos la relación hallada es inversa (Tricklebank et al., 2002). Lo mismo ha ocurrido con el FC (Porter y Janz, 2003). Según Goede y Barton (1990), el IHS puede aumentar o disminuir como respuesta a agentes estresantes de diversa índole. Estos autores citan referencias donde el índice disminuye a consecuencia de una mayor acidez en el agua, contaminantes no específicos, manipulación en la acuicultura y cambios en las corrientes de agua. Por otra parte citan trabajos donde el IHS se eleva como respuesta a la contaminación o exposición a sustancias tóxicas de tipo variado (Aguilar, 2005). Los índices de condición, particularmente, los índices representativos del pez completo pueden ser usados para describir las consecuencias de las alteraciones bioquímicas y fisiológicas de los cambios observados en los individuos y la población (Shuter, 1990). Entre los índices relativos a la condición utilizados con más frecuencia se encuentra el factor de condición, definido como la relación entre el peso del animal y su largo elevado al cubo. Indicadores muy relacionados con el anterior son la relación largo-peso y el índice de peso relativo (Geode y Barton, 1990). Revisión Bibliográfica 24 Experimentos realizados por Vargas y Sostoa (1996) obtuvieron que el FC disminuye en el período de diciembre a abril principalmente en los machos de G. holbrooki, tal vez debido a las condiciones adversas del ambiente y a la baja reserva de grasa. El valor máximo de condición para G. holbrooki ocurre en junio lo cual coincide con las altas temperaturas, con el incremento de las presas y cuando el período reproductivo es alto. El FC disminuye en julio, coincidiendo con una reducción en la disponibilidad de comida (Vargas, 1993). En otras situaciones, también se ha encontrado una disminución del IGS como resultado de la exposición a agentes estresantes de diversa índole (Tricklebank et al., 2002), mientras que Alberto et al, (2005) encontraron un aumento del IGS y del FC relativo de una especie de pez, en áreas contaminadas de un río en Brasil. El IGS se define como el peso de la gónada entre el peso del animal multiplicado por 100. Por las mismas razones que se indicaron para el IHS, es recomendable utilizar el peso sin vísceras en el cálculo. Este índice puede resultar equívoco como indicador de alteraciones en la reproducción (Aguilar, 2005). Se ha consignado reiteradamente una disminución del IGS como respuesta a descargas de molino de pulpa de madera en los cuales se usan blanqueadores (Singh y Canario, 2004), aunque no siempre se encuentra esta disminución del peso de la gónada (Sepúlveda et al., 2004), lo que indica que posiblemente la respuesta sea diferente y acorde con las características de la especie (Aguilar, 2005). Estudios realizados con sustancias percloradas mostraron que estas no reducen la fecundidad, por el contrario, se encontró un efecto ligeramente estimulatorio sobre el IGS, la masa de los huevos y la fecundidad (Park et al., 2006). Una cuestión importante es que los índices organosomáticos y el factor de condición pueden variar de acuerdo a la energía disponible para los animales y su distribución de acuerdo al metabolismo. De esta manera el sexo, la estación del año, el estado reproductivo y la disponibilidad y calidad del alimento pueden ser factores que introduzcan cambios notables en el valor de los índices e Revisión Bibliográfica 25 incremente la variabilidad natural de fondo sobre la cual hay que detectar diferencias debidas al impacto humano (Bustamante et al., 2001; Aguilar, 2005). La fecundidad se determina en las hembras preñadas y se define como el número de embriones en el ovario. Para expresar la fecundidad se ha utilizado el índice de fecundidad ajustada. Este se define como el número de embriones transportados por la hembra entre el largo estándar de la misma (Haynes y Cashner, 1995 El fotoperíodo parece ser el factor principal que influye sobre la variación estacional de la fecundidad a nivel de población. El porcentaje de hembras grávidas y el índice ajustado de la fecundidad aumenta cuando el fotoperíodo es más largo (Cabral y Marques, 1999). Según Haynes y Cashner (1995), el ciclo reproductivo de las poblaciones de Gambusia sp es influido notablemente por las fluctuaciones estacionales del fotoperíodo y no tanto por las variaciones de la temperatura. Materiales y métodos 3 26 MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 Zona de estudio. La investigación se realizó sobre poblaciones naturales de peces en tres sitios diferentes a lo largo del río Almendares (Figura 1). Las capturas se hicieron con una frecuencia mensual, en el período comprendido entre julio del 2006 y junio del 2007. A continuación, se hace una descripción detallada de cada sitio de muestreo. Figura 1. Mapa representativo de la zona de estudio con los tres sitios de muestreos. E1: Puente 23, E2: Bosque de La Habana, E3: Rodeo. 27 Materiales y métodos - Puente 23 Este sitio se encuentra justo debajo del puente de la calle 23 (Figura 2), a una distancia aproximada de 2.04 Km con respecto a la desembocadura del río (INRH, 2002). El relieve de la zona es regular y forma una pendiente poco pronunciada entre sus márgenes y el lecho. La profundidad es aproximadamente de 2 m y el fondo se encuentra desprovisto de vegetación. El sedimento está constituido por cieno orgánico de color gris oscuro y olor fétido. La transparencia es muy baja (20 cm) debido a la alta turbidez provocada por la suspensión de sólidos en el agua (Hernández, 2004). En esta área habitan especies de plantas acuáticas como Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. Las especies de peces más representativas son: Gambusia puncticulata (Poey, 1854), Dormitator maculatus (Bloch, 1790), Oreochromis aureus y Chlaria spp. Figura 2. Sitio de muestreo correspondiente al Puente 23. 28 Materiales y métodos Este lugar se caracteriza por presentar un gran desarrollo urbanístico (Hernández, 2004). Existen trabajos que demuestran el deterioro considerable de la calidad del agua en esta zona. Las aguas se caracterizan por presentar valores altos de nitrógeno, fósforo, coliformes totales y fecales. La presencia de estos compuestos en las aguas indican un estado eutrófico del río (INRH, 2002). Hernández (2004) reportó la presencia de hidrocarburos, grasas y aceites en esta área. Este mismo autor hace referencia a los sedimentos, los cuales presentan una alta contaminación orgánica manifestada por los altos valores de carbón orgánico, descomposición. fundamentalmente típico Además, cobre, de sedimentos contaminados y en activa se detectaron niveles de metales pesados, plomo, zinc, manganeso, bario y aluminio que exceden los reportes internacionales para sedimentos de ríos no contaminados y que son productos de una fuente de contaminación antropogénica. - Bosque de La Habana Este sitio presenta un caudal de 4.11 m3/s y se encuentra a una distancia de 3.50 Km con respecto a la desembocadura del río (Figura 3). El fondo es fangoso, con gran cubrimiento de materia orgánica en descomposición y desprovisto de vegetación (Hernández, 2004). Sus aguas se caracterizan por presentar altos valores de amonio, nitrito, nitrato, coliformes fecales y totales, los cuales varían en dependencia de la estación, proporcionándole al área una ligera eutrofización (INRH, 2000). Estudios realizados en los sedimentos mostraron la presencia de metales pesados como el cobre, plomo y zinc, clásicos indicadores de contaminación antropogénica (Hernández, 2004). Una de las características que más se destaca en esta zona es la gran diversidad florística terrestre, representada por numerosas especies. Muchas de estas especies son abundantes, lo que le confiere a dicho lugar valores ecoturísticos y de importancia como refugio de la fauna dentro del ambiente urbanizado de la ciudad (Hernández, 2004). Se encuentra, además, la especie Materiales y métodos 29 acuática Eichhornia crassipes (Hernández, 2004). Las especies de peces más representativas son: Oreochromis aureus, Gambusia puncticulata, Girardinus falcatus (Eigenmann, 1903) y Limia vittata (Guichenot, 1853), entre otros. Figura 3. Sitio de muestreo correspondiente al Bosque de La Habana. - Sitio de referencia, El Rodeo Este sitio se encuentra a unos 200 metros aguas abajo de la presa “Ejército Rebelde”. A este lugar llega materia orgánica, bacterias y nutrientes proveniente de la parte alta de la cuenca. Esto favorece la presencia de condiciones de eutrofización, con altos contenidos de nitrógeno y fósforo, lo que trae como consecuencia la presencia de algas y vegetación acuática superior (INRH, 2000). Materiales y métodos 30 Esta zona tiene aproximadamente 729 m2 de área, y se caracteriza por presentar un relieve fundamentalmente llano (Figura 4). Es utilizada, en la mayoría de las veces, con fines recreativos (Vázquez, 2006). Figura 4. Sitio de muestreo correspondiente al Rodeo. La vegetación es predominantemente herbácea con parches de pequeños bosques de bambú y algunos árboles de poca envergadura. El fondo del aliviadero es fangoso de manera general y la corriente de agua es bastante tranquila. En esta área abundan las plantas acuáticas como Cabomba furcata J. A. & J. H. Schultes, que cubre aproximadamente el 90% del área de muestreo, Pistia stratiotes L. y Echhiornia crassipes, siendo las gramíneas las que bordean los contornos de este aliviadero. Los peces más comunes son Limia vittata, Gambusia puncticulata, Gambusia punctata (Poey, 1854) y Oreochromis aureus (Steindachner, 1864). Materiales y métodos 31 En general, la zona más alta del río (Rodeo) presenta una contaminación dada fundamentalmente por materia orgánica, mientras que en el Puente de 23 y el Bosque de La Habana es de naturaleza orgánica e industrial. Por lo que a lo largo del río Almendares se observa claramente un gradiente de contaminación, que va aumentando hacia la parte más baja del río. Esto está en correspondencia con los valores de oxígeno disuelto, los cuales tienden a disminuir hacia la desembocadura (Figura 5), por el contrario, los valores de DBO5 aumentan (IECHAV, 2005). Figura 5. Valores medios del oxígeno disuelto (mg/L) y DBO5 (mg/L) en varios puntos a lo largo del río Almendares (Basado en IECHAV, 2005). Materiales y métodos 3.2 32 Método de muestreo y procesamiento de las muestras en el laboratorio. Factores abióticos Se tomaron 44 muestras de agua repartidas equitativamente en todos los sitios y a lo largo del periodo de muestreo. A las mismas se les determinó la concentración de amonio, nitrito y fosfato utilizando el método de Indofenol azul (APHA, 1992), el método de reducción con Griess (Valderrama, 1995) y el método de reducción con acomplejante de ácido ascórbico (FAO, 1975), respectivamente. Se determinó en cada sitio la temperatura y la salinidad. Se analizó el patrón de precipitaciones mensual para los años 2000-2007 a partir de la información suministrada por la estación meteorológica de Casablanca. Análisis biológico Para este análisis se seleccionó la especie Gambusia puncticulata (Figura 6), la cual presenta características variables en cuanto a su abundancia, hábitos alimentarios y aspectos reproductivos (marcado dimorfismo sexual). Es por esto que se consideró como una especie indicadora principal para determinar el grado de impacto humano en los sitios estudiados. Figura 6. Foto de la hembra (izquierda) y del macho (derecha) de la especie Gambusia puncticulata. 33 Materiales y métodos Los peces fueron capturados empleando jamos de malla plástica tejida, con una abertura de 1mm. Las capturas se realizaron desde las márgenes del río. Los individuos fueron trasladados vivos al laboratorio donde fueron sacrificados. Los especímenes fueron medidos (longitud total, LT y longitud estándar, LS) utilizando un ictiómetro graduado (mm) y pesados (peso húmedo total) en una balanza analítica Denver de 1mg de precisión. Mediante la observación macroscópica del pez se determinó su sexo. Posteriormente, se le hizo la disección a cada ejemplar hembra para extraerle las vísceras. Se obtuvo el peso húmedo total sin vísceras (PSV), el peso de la gónada (PG) y el peso del hígado (PH). En los machos no se realizó la disección para preservar el gonopodio y en el caso de los juveniles debido al tamaño muy pequeño de las vísceras. Los ejemplares fueron conservados en formol al 4% para su análisis posterior. Seguidamente, se determinó en los peces machos el largo total del gonopodio (LG), utilizando un micrómetro ocular. Esta medida equivale al largo del radio 4 de la aleta anal modificada. En el caso de las hembras preñadas se determinó el número de embriones (NE) y el peso de cada uno por separado. Se clasificaron, además, según el grado de desarrollo de los mismos, siguiendo una escala original que es una modificación de la propuesta por Haynes (1995) para Gambusia affinis. Se utilizó un microscopio estereoscópico Van Guard acoplado a una cámara fotográfica digital Nikon, para el análisis del gonopodio y de los embriones. Como consecuencia de las diferencias encontradas entre sitios para otras variables investigadas, se decidió hacer un muestreo preliminar del contenido estomacal. Para ello se escogieron 35 machos de cada sitio, que se habían conservado en formol durante la primera parte del estudio, distribuidos equitativamente a lo largo del año y se les extrajo el estómago. El contenido estomacal se revisó mediante un microscopio estereoscópico. Cada entidad alimentaria encontrada se clasificó hasta el taxón más bajo posible y se fotografió para referencias posteriores. 34 Materiales y métodos Para la investigación de los isótopos estables se colectaron peces en el mes de mayo del 2007 y fueron conservados en etanol al 70%. Las muestras fueron secadas en una estufa a 50 °C durante 48 horas y luego se redujeron a polvo fino con un mortero. Una alícuota de 200 µg fue tomada de cada muestra y empacada en una copa de estaño de 3 x 5 mm. Las muestras se combustionaron a gas, utilizando un analizador elemental Thermoquest NC 2500 y los gases fueron enviados mediante un flujo continuo de helio a un espectrómetro de masa para cocientes de isótopos, Finnigan MAT Delta Plus, ubicado en el laboratorio de isótopos estables en la naturaleza, de la Universidad de New Brunswick, Canadá. La precisión y exactitud del método se comprobó mediante réplicas de estándares comerciales de isótopos (Agencia Internacional de Energía Atómica). Los cocientes de isótopos se expresaron como sigue: δX = [ ( R muestra / R estándar ) – 1 ] * 1000 Donde: X = 13C ó 15N 3.3 y R = 13C / 12C ó 15 N / 14N Análisis de los datos y procesamiento estadístico. Se calcularon los siguientes índices morfométricos y organosomáticos: Factor de condición: FC= PT/LT3 (PSV/LT3 en las hembras) Índice hepatosomático: IHS= (PH/PSV) x 100 Índice gonadosomático: IGS= (PG/PSV) x 100 Índice de fecundidad específica: IFE= NE/PSV Largo relativo del gonopodio: LRG= (LG/LT) x 100 Materiales y métodos 35 La utilización del peso sin vísceras para el cálculo es recomendable, porque disminuye la variabilidad de los índices, al eliminar las fluctuaciones debidas al desarrollo gonadal, la llenura del estómago y la abundancia de grasas mesenteriales, entre otros factores. El análisis de los Índices y otras variables se realizó agrupando los individuos según clases de talla (<23; 23-25; 25-27; 27-29; 29-31; 31-33; >33) o peso (<0.3; 0.3-0.5; 0.5-0.7; 0.7-0.9; >0.9) de acuerdo a cada caso. Esto permite disminuir la variabilidad del material, incrementa la potencia de las comparaciones entre sitios y permite dilucidar mejor la naturaleza de los cambios observados. Esto tiene gran valor metodológico porque ilustra la necesidad de controlar los factores naturales que puedan influir en la variación de cualquier índice y enmascarar los efectos de alteraciones ambientales. Para expresar la composición de la dieta, se utilizó el método de frecuencia de ocurrencia (Fi) definido por Rosecchi y Novaze (1987) como: Fi = 100* fi /n Donde: fi : Número de estómagos donde la entidad i fue encontrado. n: Total de estómagos analizados. Muchas de las entidades alimentarias analizadas eran muy pequeñas, estaban parcialmente digeridas y muy fragmentadas. Por este motivo se utilizó el método de frecuencia de ocurrencia para expresar los resultados obtenidos. 36 Materiales y métodos Para determinar la significación estadística de las diferencias observadas se seleccionó como método estándar, el análisis de varianza paramétrico de efectos fijos (ANOVA). En los casos en que se encontraron diferencias significativas se aplicó la prueba de comparaciones múltiples de StudentNewman-Keuls (SNK). Previo a la aplicación de los análisis se determinó la no existencia de desviaciones importantes de la normalidad y la homogeneidad de varianza, siguiendo los criterios de Zar (1996) y Underwood (1997). Se transformaron los datos en los casos donde se comprobó que existía una distribución asimétrica o un desvío muy grande de la homogeneidad de varianza de los valores de la variable analizada. En estos casos, los análisis de varianza se realizaron sobre los datos transformados. Se utilizó el coeficiente de correlación por rangos de Spearman para el análisis de la similitud en la composición de la dieta entre sitios de muestreo. En todos los casos se fijó un nivel de significación de 0.05. Para el procesamiento de los datos obtenidos se empleó el programa Microsoft Excel y STATISTICA 6.0 para Windows (Statsoft, 1995). 37 Resultados 4 RESULTADOS 4.1 Factores abióticos Al analizar los factores abióticos se encontraron diferencias significativas en cuanto a las concentraciones de nutrientes al comparar los sitios (Figura 7). El Bosque y el Puente 23 presentaron valores de concentración de nitrógeno (F2,40= 10.7, p<0.001), fósforo (F2,40= 6.87, p= 0.002) y amonio (F2,40= 20.2, p<0.001) más altos que el Rodeo. 50 a a Concentración de nutrientes (Mmol/l) 40 30 20 a a a 10 a b b b 0 Bosque Puente 23 Rodeo Figura 7. Valores medios y error estándar de la media de la concentración de nutrientes en los tres sitios de muestreo. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. P-PO4 N-NH4 N-NO2 La temperatura medida entre los sitios no tuvo una variación notable. Las diferencias relevantes estuvieron relacionadas con los cambios estacionales, cuyos valores oscilaron entre 27-29 °C en el mes de agosto y entre 23-25 °C en 38 Resultados enero. No sé observó influencia de las aguas de mar en el sitio de muestreo (Puente 23), que está más cerca a la desembocadura, en todos los casos la salinidad presentó un valor de 0 0/00. Al analizar las precipitaciones en diferentes años observamos algunas variaciones, siendo más representativas en los años 2000-2001, 2001-2002, 2005-2006 (Figura 8). Nuestro año de muestreo se corresponde con la etapa del 2006-2007 donde la precipitación anual se mantuvo con un valor intermedio. Los meses de mayor lluvia son junio, agosto y diciembre. 2001-2002 1200 900 600 300 0 mm mm 2000-2001 1200 900 600 300 0 j a s o n d e f m a m j j a s o n d e f m a m j Total anual: 1775 mm Total anual: 3320 mm 2003-2004 1200 900 600 300 0 mm mm 2002-2003 1200 900 600 300 0 j j a s o n d e f m a m j a s o n d e f m a m j Total anual: 1213 mm Total anual: 511 mm 2005-2006 1200 900 600 300 0 mm mm 2004-2005 j a s o n d e f m a m 1200 900 600 300 0 j j a s o n d e f m a m j Total anual: 1445 mm Total anual: 872 mm mm 2006-2007 1200 900 600 300 0 j a s o n d e f m a m j Total anual: 893 mm Figura 8. Precipitaciones mensuales en la estación meteorológica de Casablanca en los años 2000-2007. 39 Resultados 4.2 Aspectos biológicos 4.2.1. Características generales Se analizaron 2980 ejemplares, de los cuales 616 fueron hembras, 958 machos y 1406 indeterminados (Tabla 1). Los individuos indeterminados son aquellos cuyo sexo no está definido o desarrollado. Se incluyen en esta categoría, los juveniles y los animales que por su talla podrían ser hembras pero cuyo sexo no puede ser definido con seguridad. Tabla 1. Estadígrafos principales de la especie según el sexo de los individuos analizados. N: Número total; E.E: Error estándar; Mín: Valor mínimo; Máx: Valor máximo; LT: Largo Total; LE: Largo estándar; PT: Peso Total; NE: Número de embriones; PME: Peso medio de los embriones; LG: Largo total del gonopodio. N Media Mín Máx 33.40 27.95 0.67 13.50 0.005 E.E. HEMBRAS 0.23 0.21 0.02 0.53 0.0001 LT (mm) LE (mm) PT (g) NE PME (g) 616 616 616 616 412 23 18 0.16 1 0.00009 53 47 2.68 112 0.01 LT (mm) LE (mm) PT (g) LG (mm) 958 958 958 958 27.58 22.58 0.30 3.40 MACHOS 0.12 0.10 0.004 0.01 19 14 0.10 2.1 40 34 0.81 4.8 LT (mm) LE (mm) PT (g) 1406 1406 1406 21.66 17.55 0.18 INDETERMINADOS 0.11 0.098 0.003 11 9 0.03 47 38 1.3 Se evidencia que las hembras son de mayor talla y peso corporal. Estas presentan una gran variabilidad en cuanto a la cantidad de embriones que pueden llevar durante la preñez. En los machos se observa también una variabilidad alta en correspondencia con el largo del gonopodio. Resultados 4.2.2. 40 Identificación y descripción de los estadios de desarrollo de los embriones Se identificaron 10 estadios de desarrollo, incluyendo óvulos y embriones, los cuales se describen a continuación: Estadio 1: Óvulos pequeños de color blanco, distribuidos por todo el ovario y empaquetados frecuentemente en una masa vitelina (Figura 9A). Estadio 2: Óvulos completamente llenos de vitelo, se observa una coloración amarilla dorada translúcida y gotas de grasa dispersas uniformemente sobre la superficie del vitelo (Figura 9B). Estadio 3: El embrión aparece como una cápsula pequeña blanca sobre la superficie del vitelo y se presentan gotas de grasa colapsadas bajo el mismo (Figura 9C). Estadio 4: El embrión se presenta como una línea blanca en el centro de la cápsula con una longitud muy cercana a la mitad del diámetro del vitelo (Figura 9D). Estadio 5: Aparece una abertura óptica en el embrión y puede tener o no pigmentación en el ojo (Figura 9E). Estadio 6: El embrión presenta un ojo que no está completamente pigmentado, la cabeza es más grande en comparación con el resto del cuerpo. Se observa un brote de las aletas caudal y pectoral. En muchos casos existe una pigmentación en la región dorsal y en la cabeza (Figura 9F). 41 Resultados Estadio 7: El embrión presenta el ojo completamente formado pero sin alcanzar su talla máxima. La región de la cabeza y la del tronco están bien proporcionadas. Presenta una pigmentación dorsal y a veces lateral. Se puede observar un brote de las aletas anal y dorsal. La aleta caudal con pequeños radios en formación. Generalmente, el hocico está enterrado en el vitelo hasta los ojos (Figura 9G). Estadio 8: El embrión se caracteriza por presentar el ojo de mayor tamaño pero sin alcanzar el tamaño completo. Presenta una pigmentación dorsal moderada y también a todo lo largo de la línea lateral. La aleta caudal puede estar flexionada sobre la cabeza o alrededor del extremo del hocico, y son visibles los radios en la aleta pectoral. Se observa un saco vitelino que es aún relativamente grande (Figura 9H). Estadio 9: El embrión presenta el ojo completamente formado. Se presentan radios pequeños en la aleta anal y dorsal. El embrión es de mayor talla y el saco vitelino, si está presente, es pequeño e irregular (Figura 9I). Estadio 10: Generalmente el saco vitelino está completamente absorbido, aunque en muchos casos puede quedar un remanente del mismo. Las aletas pectorales son grandes y se presentan escamas por todo el cuerpo. Este embrión se asemeja a un adulto pequeño (Figura 9J). Resultados 42 Figura 9. Estadios de desarrollo de los embriones de la especie Gambusia puncticulata. A: Estadio 1 (20X). B: Estadio 2 (25X). C: Estadio 3 (25X). D: Estadio 4 (30X). E: Estadio 5 (25X). F: Estadio 6 (30X). G: Estadio 7 (20X). H: Estadio 8 (20X). I: Estadio 9 (25X). J: Estadio 10 (20X). 43 Resultados 4.3 Comparación entre los sitios de muestreo 4.3.1. Pesos y tallas Al analizar la distribución de frecuencia de las tallas de los individuos, para hembras, machos e indeterminados se observó claramente que en todos los casos se cumple una distribución unimodal que se aleja poco de la normal (Figura 10). Figura 10. Frecuencias de tallas, calculadas para cada sexo en los tres sitios de muestreo. 44 Resultados El análisis de varianza permitió verificar la existencia de interacción significativa entre sitios y sexos con respecto al largo total (F4, 2971 = 12.177, p<0.001). La prueba de comparaciones múltiples (Figura 11) indica que las hembras de los sitios Bosque y Puente 23 son mayores que las hembras del Rodeo. Los machos tienen tallas medias similares en todos los sitios y son significativamente menores que las hembras. Los indeterminados tampoco difieren entre sitios y presentan tallas más pequeñas que los individuos con sexo definido. Figura 11. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) de la longitud total (LT) para cada sexo en los tres sitios de muestreo. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Puente 23 Bosq Hab Rodeo Resultados 45 El análisis de varianza permitió verificar la existencia de interacción significativa (F4, 2971 = 23.830, p<0.001) entre sitios para cada sexo. En el Rodeo predominan las hembras de menor peso con respecto a los restantes sitios de muestreo (Figura 12). No se encontraron diferencias significativas para los pesos de los machos e indeterminados entre sitios. Figura 12. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del peso total (PT) para cada sexo en los tres sitios de muestreo. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Puente 23 Bosq Hab Rodeo Resultados 4.3.2. 46 Factor de condición e índice hepatosomático Al analizar el factor de condición (FC) para las hembras se encontró que existe una interacción significativa entre sitios y clases de peso (F8,737=2.62, p=0.008). Según los resultados de la prueba SNK, los valores medios observados del factor de condición para las hembras mostraron una tendencia a ser mayores en los lugares de mayor contaminación (Figura 13). Figura 13. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del factor de condición (FC) para las hembras en los tres sitios de muestreo para cada clase de peso sin víscera. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Puente 23 Bosq Hab Rodeo Las hembras del Rodeo se caracterizan por presentar un patrón muy similar del FC en todas las clases de peso de los individuos, no siendo así en los otros dos sitios donde se observa un incremento a medida que aumenta la talla de los ejemplares. Esto se refleja en que los índices, para grupos homogéneos de la SNK, no son compartidos en las dos clases de peso mayores. Resultados 47 Al analizar el factor de condición para los machos se encontraron diferencias significativas entre lugares (F2,943=17.009, p<0.001) y entre clases de peso (F4,943=4.154, p<0.001) por separado. No se encontró interacción significativa entre estos factores (F8,943=0.0019, p=0.910) . Dado que el enfoque de nuestro trabajo está dirigido a investigar diferencias entre los sitios estudiados, sólo se presentan los análisis correspondientes a los mismos. Según la prueba SNK, el valor medio calculado del factor de condición en los machos resultó significativamente menor en el Rodeo (Figura 14). Figura 14. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del factor de condición (FC), utilizando el peso total, para los machos en los tres sitios de muestreo. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Resultados 48 No se encontró interacción significativa entre lugares y clases de peso (F8,447=1.46, p=0.17) al analizar el índice hepatosomático. Los factores por separado, no mostraron diferencias significativas entre clases de peso (F4,447=1.21, p=0.31) pero sí entre lugares (F2,447=12.99, p<0.001). Las hembras del Rodeo presentaron valores más bajos que las hembras de los restantes lugares (Figura 15). Figura 15. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del índice hepatosomático (IHS) para las hembras en los tres sitios de muestreo. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Resultados 4.3.3. 49 Reproducción Al analizar el índice gonadosomático, se encontró que no existe una interacción significativa entre lugares y clases de peso (F8,581=0.82, p=0.58). Sólo se encontraron diferencias significativas entre lugares (F2,581 =23.62, p<0.001) y entre clases de peso (F4,581=36.14, p<0.001) por separado. Al aplicar la prueba de comparaciones múltiples obtuvimos que la zona más contaminada, Puente 23, presentó los valores más bajos (Figura 16). Figura 16. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del índice gonadosomático (IGS) para las hembras en los tres sitios de muestreo. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Resultados 50 Al analizar el índice de fecundidad específica se encontró que hay interacción significativa (F8,600=3.33, p<0.001) entre lugares y clases de peso. La prueba SNK (Figura 17) indica claramente que el valor del índice de fecundidad específica es significativamente menor en los sitios más contaminados (Puente 23 y Bosque de La Habana) con respecto al sitio de referencia (Rodeo) en las dos clases de peso más altas. Las hembras menores presentan valores medios de IFE muy similares entre sitios. Figura 17. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del índice de fecundidad específica (IFE) en los tres sitios de muestreo para cada clase de peso. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Puente 23 Bosq Hab Rodeo El ANOVA para el número de embriones entre lugares y clases de peso demostró la existencia de una interacción significativa entre los mismos (F8,600=13.98, p<0.001). Existe una tendencia evidente a ser mayor el número de embriones a medida que el tamaño de la hembra es mayor en los tres sitios. Resultados 51 Además se encontró que el número de embriones en el Rodeo es significativamente mayor con respecto a los sitios más contaminados en las clases de peso mayores (Figura 18). Figura. 18. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del número de embriones en los tres sitios de muestreo para cada clase de peso sin víscera. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Puente 23 Bosq Hab Rodeo Se observó un incremento en el valor del estadio medio (F4,600=14.79, p<0.001) y del peso medio de los embriones (F4,395=7.09, p<0.001) a medida que aumenta la talla de la hembra (Figura 19 y 20) . No se encontró interacción significativa con los sitios, ni diferencia entre estos últimos. Resultados 52 Figura 19. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del estadio medio de desarrollo de los embriones por clase de peso. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. Figura 20. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del peso medio de los embriones por clase de peso. Letras iguales indican que no existe diferencia significativa según la prueba SNK. 53 Resultados Al analizar el largo relativo del gonopodio se encontró que existe una interacción significativa entre lugares y clases de talla (F12,937=1.94, p=0.03) La prueba SNK definió grupos de medias que se superponen notablemente y no permiten delimitar una tendencia clara que sugiera diferencias entre sitios. Lo único evidente en estos resultados es que el gonopodio es relativamente más corto en peces de mayor talla (Figura 21). Figura 21. Valores medios e intervalo de confianza (0.95) del largo relativo del gonopodio (mm) para las 7 clases de largo total. Puente 23 4.3.4. Bosq Hab Rodeo Alimentación Los componentes de la dieta observados durante el análisis del contenido estomacal fueron agrupados en 7 categorías. En estas se incluyen una amplia gama de organismos, porque su clasificación hasta taxones más bajos es prácticamente imposible debido a la fragmentación o grado alto de digestión en que se encuentran. Cada categoría se considera como una entidad individual a lo largo de la investigación. 54 Resultados La entidad más frecuente en los estómagos analizados corresponde a “insectos” en el sitio Rodeo y Bosque de La Habana. En el Puente 23 se encontró con mayor frecuencia la entidad “otros NI”, la cual incluye un grupo de organismos que no pudieron ser identificados. Se presentaron entidades que sólo fueron observadas en sitios específicos como es el caso de un pez de la Familia Poeciliidae visto en un estómago de un individuo del Rodeo. Lo mismo sucede con la entidad “crustáceos”. Se observó una mayor representación de la entidad “larvas de insectos” en el Rodeo y va disminuyendo en el caso del Bosque de La Habana hasta desaparecer en el Puente 23. La entidad “plantas” sólo fue observada en Puente 23 y en el Bosque de La Habana (Figura 22). Al analizar los datos en conjunto se encontraron diferencias en la composición de la dieta de los individuos en las tres zonas de estudio. Otros NI 7 7 crustáceo 6 6 pez (Poeciliidae) 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 planta insectos larvas de insectos materia orgánica NII 0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60 80 Figura 22. Análisis comparativo de la composición de la dieta, según el método frecuencial, en los tres sitios de muestreos. Rodeo (izquierda), Bosque de La Habana (centro) y Puente 23 (derecha). NI: No identificados 55 Resultados Al calcular los coeficientes de correlación de Spearman entre pares de sitios estudiados, se obtuvieron valores no significativos en los pares Rodeo-Puente 23 (Rs=0.56, p=0.190) y Rodeo-Bosque (Rs=0.71, p=0.074), mientras que el valor fue alto y significativo entre el Puente 23 y el Bosque (Rs=0.93, p=0.002). Esto indica que existe una gran similitud en el orden de importancia de las entidades alimentarias entre el Puente 23 y el Bosque de La Habana, ambos sitios difieren del Rodeo. 4.3.5. Cociente de isótopos estables El valor del δ15N está alrededor de 16 para ambos sexos en el Rodeo. En los sitios más contaminados como el Puente 23 y el Bosque de La Habana este valor se encuentra alrededor de 8. En cuanto al δ13C se observaron valores de alrededor de -25.6 para el caso de las hembras de Rodeo, mientras que el resto de los casos presentaron valores entre -24 y -22.5 aproximadamente (Figura 23). 18 Ro-m Ro-f 16 14 10 delta 15 N 12 Bo-m Bo-f 8 P23-m P23-f 6 4 2 0 -26.5 -26 -25.5 -25 -24.5 -24 -23.5 -23 -22.5 -22 13 delta C Figura 23. Valores medios del δ13C y δ15N de machos y hembras de la especie Gambusia puncticulata en los tres sitios de muestreo. Ro-f: hembras del Rodeo; Ro-m: machos del Rodeo; Bo-f: hembras del Bosque de La Habana; Bo-m: machos del Bosque de La Habana; P23-m: machos del Puente 23; P23-f: hembras del Puente 23. Resultados 56 Al realizar el ANOVA se encontró que el valor δ15N no presentó diferencias significativas entre sexos (F1,26=4.13, p=0.052) y sí con respecto al lugar (F2,26=591.55, p<0.001). La prueba de comparaciones múltiples (SNK) arrojó que esta diferencia es significativamente mayor, para ambos sexos, en el Rodeo en comparación con los otros dos sitios. Existe una tendencia muy evidente según los resultados obtenidos y se debe a que los individuos de las zonas contaminadas presentan menor valor de δ15N. Las diferencias entre sitios (F2,26=9.85, p<0.001) para los valores medios de δ13C evidenciaron una tendencia bastante clara. Las medias de δ13C fueron significativamente mayores en los sitios de mayor contaminación (Puente 23 y Bosque de La Habana). El sitio de referencia (Rodeo) presentó un valor relativamente más empobrecido dado fundamentalmente por las hembras de este lugar. Se encontró que existen diferencias en cuanto al sexo (F1,26=6.44, p=0.02) en los valores medios de δ13C. Los machos presentaron los valores mayores. Discusión 5 57 DISCUSIÓN 5.1 Factores abióticos A partir de los resultados obtenidos en esta investigación, se corrobora que la calidad de agua del Río Almendares se deteriora progresivamente a lo largo de su recorrido. Esto está en correspondencia con lo consignado por (IECHAV, 2005) que encontró una disminución del oxigeno disuelto y un aumento de la DBO5 en la parte más baja del río. En los sitios que se consideraron como muy contaminados para este trabajo (Puente 23 y Bosque de La Habana) se encontraron valores de nitritos, fosfatos y amonio significativamente más altos que los medidos en el sitio considerado como referencia (Rodeo). Esto constituye una evidencia de la eutrofización en los sitios más impactados, lo cual coincide con lo reportado por INRH (2000). La eutrofización puede estar dada en gran medida por las descargas de residuales que aportan aguas ricas en materia orgánica al río a lo largo de todo su recorrido. Los aportes de las fuentes contaminantes del Rodeo, sin embargo, son más escasos. Otro de los factores abióticos que pudieran afectar la biología de la especie es la temperatura. Se ha reportado que un aumento de la temperatura provoca un incremento en la tasa de crecimiento y la fecundidad en peces (Wootton, 1985; Vondracek et al., 1988). En nuestro estudio, las diferencias de temperatura observadas entre sitios son insignificantes y no se considera que las mismas puedan tener una influencia sobre los indicadores analizados. Nuestro país presenta temperaturas cálidas y relativamente constantes, lo que se reflejó en las variaciones estacionales pequeñas que se observaron. Esta estabilidad relativa en la temperatura favorece la presencia de hembras grávidas a lo largo de todos los meses de investigación. Esto está en correspondencia con lo encontrado por Burns (1985), Meffe (1991) y Nordlie (2000). Discusión 58 La salinidad a su vez afecta el metabolismo de los peces (Holliday, 1969). Este constituye uno de los factores ambientales que ejerce un efecto sobre los procesos vitales como la supervivencia y crecimiento. Renfro (1959) concluyó que la salinidad letal para Gambusia sp está entre los 15 y 240/00. En los tres sitios estudiados, no se detectó salinidad, por lo que esta no constituye un factor que afecta la biología de la especie en este caso. Se ha reportado en la literatura (Lam, 1983), que el desarrollo en poecílidos tropicales puede estar comprometido por la concentración de oxígeno disuelto, cambios en los niveles de agua y estimulación acústica por la lluvia. Estas variaciones se observan al ocurrir un cambio en el flujo de la corriente del río, provocado por intensas precipitaciones. Considerando que durante el año de investigación las precipitaciones no fueron notables (893 mm anuales), las variaciones producidas por este factor no se consideran importantes. 5.2 Biología de la especie seleccionada En la literatura el largo estándar es el más utilizado debido a que las investigaciones presentan un enfoque taxonómico. Los valores medidos en esta investigación se incluyen dentro de los rangos reportados por otros autores (Fink, 1971; Alayo, 1973; Lee et al., 1983). En este trabajo los análisis de los índices se realizaron utilizando el largo total del individuo, debido a que el error del observador es mucho menor al determinar este. Esto brinda una mayor precisión en las mediciones y por tanto una menor variabilidad en los índices (Holden y Raitt, 1974). En esta investigación se describen por primera vez los estadios de desarrollo para la especie estudiada. Haynes (1995) describió para la especie Gambusia affinis 11 estadios de desarrollo de los embriones y consideró esta clasificación como válida para otras especies dentro del género. En términos generales, esto Discusión 59 se cumple para la especie G. puncticulata, pero en esta investigacion se observaron diferencias importantes que deben tomarse en consideración. Haynes (1995) observó características fundamentales como el sistema portal, en el estadio 6 y la formación del opérculo, en el estadio 8, características que no se observaron durante este estudio. El autor mencionado, observó y describió un estadio intermedio que se ubicaría entre el 1 y el 2 del presente estudio. En nuestro caso este no fue observado, por lo que solo se consideran 10 estadios. Una característica observada en el estadio final de la escala desarrollada durante este trabajo, fue la presencia de un saco vitelino remanente en algunos casos, la cual no fue vista por el autor antes citado en su estadio final. 5.3 Indicadores morfológicos y reproducción El resultado más relevante en relación a los indicadores morfológicos es que las hembras colectadas en los sitios contaminados (Bosque de La Habana y Puente 23) presentan, en general, valores significativamente mayores de talla, peso y factor de condición. Esto pudiera estar relacionado con una mayor disponibilidad de alimento en los sitios más afectados, dada fundamentalmente por la eutrofización. Bustamante et al. (2001), asocian la variación del FC a cambios en el ambiente, a la disponibilidad de alimentos, a la temperatura y a la época de reproducción. Varios autores han señalado que los cambios en el factor de condición pueden reflejar variaciones en le estado nutricional o en las reservas de energIa de los peces (Lambert y Dutil, 1997; Grant et al., 1998; Grant y Brown, 1999) Breitburg (2002) plantea que los efectos del enriquecimiento por nutrientes y eventualmente de la eutrofización dependen en gran medida del balance entre dos aspectos, positivo (más alimento) y negativo (anoxia e incremento de materia orgánica en suspensión) de estos procesos. Toft et al. (2004) 60 Discusión observaron una disminución de la talla y del peso en hembras de Gambusia sp en lugares contaminados por descargas de residuales de molinos de pulpa de madera. Estudios de impacto del río Almendares sobre la zona costera mostró que los individuos de la especie Stegastes partitus que habitaban cerca de la desembocadura de este mismo río, presentaron las mayores tallas y pesos (González-Sansón et al., 1997; Aguilar y González-Sansón, 2000; HernándezHernández, 2004; Aguilar, 2005). Los valores altos del índice hepatosomático en las hembras de los sitios más contaminados pudieran deberse a la naturaleza de la contaminación, la cual es mucho más agresiva en estas partes del río. Varios autores (Kime, 1998; Porter y Janz, 2003; Toft et al., 2003; Toft et al., 2004), han observado un incremento del IHS como consecuencia de la exposición de los organismos a agentes estresantes. Se ha demostrado que el hígado puede aumentar su tamaño en presencia de determinado estrés, particularmente después que el pez ha sido expuesto a la contaminación o a tóxicos específicos (Arcand-Hoy y Metcalfe, 1999). El incremento de este órgano puede deberse a la hiperplasia (aumento en el número de células) o a la hipertrofia (aumento en el tamaño de las células) como una respuesta adaptativa para ampliar la capacidad del hígado de desintoxicarse de compuestos extraños (Addison, 1984). Tricklebank et al. (2002), por el contrario, han encontrado que algunas fuentes de contaminación pueden conllevar a una reducción de este índice. Se ha demostrado una reducción del IHS en peces expuestos a aguas ácidas (Lee et al., 1983a) y a sustancias químicas por ejemplo el cloruro de cadmio (Pereira et al., 1993). Discusión 61 Resumiendo lo discutido hasta aquí, podemos plantear que los peces de ambos sexos son más robustos y las hembras más grandes, en los sitios muy contaminados del río Almendares (Puente 23 y Bosque de La Habana). La causa más probable para esto es la gran eutrofización presente. En estos sitios, además, el hígado presenta mayor tamaño, lo que puede ser evidencia de contaminación química. El índice gonadosomático se encuentra influenciado por factores ambientales como son los cambios de fotoperíodo, temperatura, concentración de oxígeno disuelto, niveles de agua, estimulación acústica por la lluvia, disponibilidad de comida y densidad de la población (Lam, 1983; Burns, 1985). Adams el al. (1982), han demostrado que este índice puede variar, además, con la época, el aporte y la distribución de energía disponible para los peces, con el ciclo de vida y con el sexo. En este estudio, el valor más bajo del IGS en el Puente 23 pudiera deberse a que la contaminación de sus aguas es mucho más elevada por recibir la descarga de todo el recorrido del río. Se han reportado disminuciones del IGS en experimentos realizados con distintos contaminantes sobre los peces (Mills et al., 2001). Algunos ejemplos son el cadmio (Kime, 1995), el cloruro de cadmio (Pereira et al., 1993) y el cloruro de mercurio (Dey y Bhattacharya, 1989). Varios autores reportan el efecto negativo de los residuales de molinos de pulpa para papel en el IGS (Munkittrick et al., 1994; Janz et al., 1997 y van den Heuvel et al., 2002). Generalmente se asume que, valores del IGS más bajos que lo normal indican un desvío de la energía que habitualmente se usa para el crecimiento de las gónadas. Esta energía es utilizada para combatir un agente estresante de algún tipo (Goede y Barton, 1990). Discusión 62 La producción de huevos viables está entre los indicadores más sensibles a la exposición de contaminantes (Suter et al., 1987). Las aguas de los sitios del Puente 23 y el Bosque de la Habana están muy contaminadas, lo cual pudiera contribuir a que la fecundidad específica y el número de embriones por hembra, sea menor en estos sitios con relación al Rodeo. Esto coincide con lo planteado por numerosos autores (Larsson et al., 1985; Hose et al., 1989; McMaster et al., 1991; Adams et al., 1992; Van Der Kraak et al., 1992; Johnson et al., 1994; Munkittrick et al., 1994; Kime, 1995; Janz et al., 1997; Guidetti et al., 2002). Como ha sido señalado para los teleósteos en general (Wootton, 1998), en las especies del género Gambusia la fecundidad está en función de la talla del pez madre (Reznick, 1981; Wootton, 1985). Esto coincide con los resultados de la presente investigación. No se ha encontrado, sin embargo, literatura que documente el incremento del peso medio y el estadio medio de desarrollo de los embriones al aumentar el peso de las hembras. Una explicación posible a este resultado es que la proporción de embriones que alcanza el estadio final de desarrollo es menor en las hembras más pequeñas. No obstante, se requiere de una investigación más detallada para poder sacar conclusiones sobre este aspecto. Autores como Toft et al. (2003) y Batty y Lim (1999), utilizan el largo relativo del gonopodio como indicador de la presencia de contaminantes en el agua. Estos autores plantean que una disminución del largo del gonopodio se debe a una alteración de la función endocrina cuando el pez está expuesto a determinados compuestos en el agua. Estos resultados pudieran justificarse a partir de la sensibilidad del gonopodio ante químicos presentes en el agua que actúan como disruptores endocrinos. En esta investigación no se encontraron diferencias en el tamaño del gonopodio al comparar entre sitios, por lo que no hay evidencia de 63 Discusión la presencia de contaminantes hormonalmente activos que afecten de forma directa al sistema endocrino en este sexo. En resumen, el impacto a largo plazo de la contaminación ambiental trae consigo un decremento en la fecundidad y en la supervivencia de los peces (Wendelaar, 1997). El resultado neto será una reducción de la reserva reproductiva de la población (Shuter, 1990). De ahí, la importancia de realizar estos estudios. Existen evidencias de que la reproducción pudiera estar muy afectada en las zonas más contaminadas del río Almendares (Puente 23 y Bosque de la Habana). En estos sitios se encuentran los menores valores del índice de fecundidad específica y del número de embriones. En el Puente de 23, además, se observó un valor significativamente menor del índice gonadosomático, lo cual puede ser una consecuencia de las condiciones ambientales degradadas. A largo plazo, estas condiciones pudieran comprometer severamente la reproducción de la especie. 5.4 Alimentación e isótopos estables El método de frecuencia de ocurrencia ofrece una información cualitativa del espectro alimentario de la especie (Hyslop, 1980). González-Sansón y Aguilar (1983), demostraron que este índice posibilita establecer comparaciones entre dietas a través de coeficientes de afinidad que estén basados únicamente en las diferencias del orden de importancia de las entidades y no de las diferencias cuantitativas entre ellas. El índice más apropiado en esta situación, es el coeficiente de correlación por rangos de Spearman (Aguilar, 2005). Discusión 64 Los hábitos alimentarios de la especie estudiada resultaron muy similares a lo descrito por otros autores para otras especies del mismo género en diferentes regiones. Esta especie es básicamente depredadora que se alimenta principalmente de pequeños invertebrados, aunque en sus estómagos se han encontrado peces y restos de materia vegetal (Fink, 1971; Specziár, 2004). Según nuestros resultados, Gambusia puncticulata se pudiera considerar como un depredador oportunista-generalista, debido a la gran variabilidad que presenta en la composición de su dieta. Esto es consistente con lo encontrado por Specziár (2004) para G. holbrooki. La dieta comprende desde artrópodos terrestres (larvas y adultos) como entidad alimentaria fundamental, hasta la fauna y plantas acuáticas como componentes secundarios. El microhabitat y la alimentación de los guajacones están asociados a la superficie del agua (Werner et al., 1978). Esto justifica la variedad de presas que capturan, tanto acuáticas como terrestres (García-Berthhov, 1999). Los tres sitios de estudios se caracterizaron por una vegetación abundante en la ribera del río, lo cual permite el desarrollo de invertebrados terrestres en la zona. Estos fueron frecuentemente encontrados en los estómagos analizados. Bruo y Dozar (1997), plantearon que en zonas como estas existen muchos invertebrados, principalmente insectos, que desarrollan gran parte de su ciclo vital sobre el follaje de los árboles. Esto pudiera ser la causa de un incremento en la abundancia de insectos en los estómagos de los peces analizados en esta investigación. En este estudio, se investigó solamente la dieta de los machos y este aspecto tuvo un carácter preliminar. No obstante, se encontraron diferencias en la composición del alimento natural entre los sitios más contaminados y el de referencia. Es por ello que este factor debe ser tenido en cuenta a la hora de 65 Discusión interpretar la respuesta biológica de los peces. Es importante que las investigaciones en esta línea se amplíen en un futuro. Existen muchos trabajos que hacen mención de las posibles variaciones temporales y espaciales de la dieta de los peces (Crivelli y Boy, 1987; Morton et al., 1988; Rodríguez-Jiménez, 1989; Soto y Hurlbert, 1991; García-Berthov, 1999; Specziár, 2004). Sin embargo, la mayor parte de las variaciones en los hábitos alimentarios dependen del sexo, de la talla (Specziár, 2004) y de los cambios ontogénicos (García-Berthov, 1999). Los organismos acuáticos que viven en hábitats con gran influencia de aguas albañales, están expuestos a un rango amplio de concentración de contaminantes (orgánicos e inorgánicos) en el sistema natural. Muchos estudios realizados en la especie Gambusia affinis muestran una acumulación de determinados contaminantes en los tejidos del pez (Barber et al., 2006). Este mismo autor ha reportado valores altos de litio, arsénico, mercurio, calcio, fósforo, azufre, y PCBs, entre otros. Esta bioacumulación se debe a la adquisición de tóxicos a partir de la difusión e ingestión de alimento y sedimento. Una línea futura de investigaciones pudiera estar enfocada a la determinación de estos compuestos tóxicos en los organismos, a través de la trama alimentaria. Las diferencias encontradas para δ13C entre los sitios contaminados y el sitio de referencia sugieren que las fuentes de alimento no son las mismas. Esto está en correspondencia con las diferencias que existen entre las características geomorfológicas y ecológicas de los sitios. No obstante, se necesita una investigación más detallada para verificar si existe una relación entre el hábitat y las marcas isotópicas en los peces y dilucidar los procesos que intervienen en la misma. Se encontró evidencia de que la fuente de alimentación en los machos puede ser diferente a la de las hembras. Esto refuerza la idea de que se Discusión 66 necesita un estudio más amplio de la alimentación en esta especie que permita interpretar estas y otras diferencias encontradas. Las diferencias observadas en los valores de δ15N entre sitios indican que las fuentes de nitrógeno en el sitio de referencia están enriquecidas en comparación con los sitios de mayor contaminación. Esto no coincide con lo planteado por numerosos autores que han encontrado que las descargas de aguas albañales tienen mayores valores de δ15N que otras fuentes de nitrógeno (Heaton, 1986; Macko y Ostrom, 1994; Heikoop et al., 2000). Cabana y Rasmussen (1996) consignan que los peces en ríos y lagos afectados por descargas de aguas albañales tienen valores más altos de δ15N que los que se desarrollan en aguas prístinas. Por otra parte, algunos estudios realizados en las zonas costeras, reflejan una disminución de los valores de δ15N asociada a la contaminación con aguas de albañal (Rau et al., 1981). Aguilar (2005) plantea la posibilidad de que ciertos tipos de aguas de albañal puedan tener valores relativos de δ15N menores. Esto podría estar asociado con el proceso de tratamiento de las aguas (Gaston y Suthers, 2004) o por la influencia de fuentes diversas de nitrógeno. Lo más importante en este caso, sin embargo, es la existencia de fuentes de nitrógeno diferentes en los sitios contaminados con respecto al sitio de referencia. Es posible que otras actividades humanas, como la agricultura y la ganadería realicen aportes significativos de sustancias nitrogenadas en el sitio del Rodeo y que estas tengan valores de δ15N elevados. Asociados a estas fuentes de nitrógeno diferentes, pueden existir cargas contaminantes de naturaleza diversa, por lo que este resultado indica la necesidad de una investigación más minuciosa de las características del impacto humano en cada sitio. Otra causa posible de las diferencias observadas es que los organismos autótrofos tengan marcas isotópicas diferentes para el nitrógeno en los sitios estudiados. Discusión 67 Nuestro trabajo constituye una primera aproximación al conocimiento de los hábitos alimentarios de esta especie y su posible variación por la acción de factores naturales y antrópicos. No obstante, se necesita verificar y ampliar los estudios relacionados con esta temática. Se necesita de un análisis más detallado de la variación natural de las marcas isotópicas (entre años, épocas, y varios sitios de referencia) así como, de una investigación más amplia de la dieta natural de esta especie. 5.5 Análisis conjunto de los indicadores La metodología empleada requiere de una valoración integral de todos los indicadores considerados en el estudio. Esto permite una validación de los resultados obtenidos para cada indicador por separado y refuerza la evidencia de que un factor específico pueda explicar las alteraciones observadas (p.e. eutrofización, alteración endocrina, etc.). Al valorar en conjunto un grupo de indicadores, se tiene una idea mejor de la afectación que esta produciendo el impacto humano. El análisis conjunto de todos los indicadores investigados (Tabla 2) evidencia alteraciones notables de varios procesos biológicos en peces que fueron colectados en sitios con un grado alto de contaminación. De esta forma, se concluye que la metodología empleada permitió verificar la validez de la hipótesis planteada. 68 Discusión Tabla 2. Sumario de los indicadores biológicos y abióticos principales analizados en la investigación. Los símbolos + y - indican la magnitud relativa de los valores que presentaron diferencias significativas según el análisis estadístico. El símbolo 0 indica que no hubo diferencias significativas. LT: Largo total; PT: Peso total; FC: Factor de Condición; IHS: Índice hepatosomático. INDICADOR Factores abióticos Indicadores morfológicos y organosomáticos Indicadores reproductivos Isótopos estables Rodeo SITIOS Bosq Hab Puente 23 N-NO2 - + + P-PO4 N-NH4 Salinidad 0 + + 0 + + 0 Temperatura LT - Machos LT- Hembras LT - Indeterminados PT - Machos PT- Hembras PT- Indeterminados FC - Machos FC - Hembras IHS - Hembras Índice gonadosomático Índice fecundidad específica Número de embriones Estadio medio de los embriones Peso medio de los embriones Largo relativo del gonopodio 0 0 0 0 0 + + + 0 0 0 0 0 + 0 0 + 0 + + + + 0 0 0 0 0 + 0 0 + 0 + + + 0 0 0 δ13C - + + 15 + - - δ N Conclusiones 6 69 CONCLUSIONES ¾ Los peces de ambos sexos son más robustos y las hembras más grandes en los sitios muy contaminados del río Almendares (Puente 23 y Bosque de La Habana). La causa más probable para esto es la gran eutrofización presente. Esta incrementa la disponibilidad del alimento y contribuye a disminuir la competencia por el mismo. En estos sitios, además, el hígado presenta mayor tamaño, lo que puede ser evidencia de contaminación química que obliga a incrementar la actividad de desintoxicación de este órgano. ¾ La escala macroscópica aplicada para clasificar los embriones mostró gran consistencia en el número elevado de ejemplares examinados. Los criterios utilizados para definir los estadios son precisos y permiten distinguir los mismos con confiabilidad alta. Esta escala presenta modificaciones importantes con respecto a otras escalas publicadas. ¾ La reproducción está afectada en las zonas más contaminadas (Puente 23 y Bosque de La Habana). En estos sitios se encuentran los menores valores del índice de fecundidad específica y del número de embriones. En el Puente de 23, además, se observó un valor significativamente menor del índice gonadosomático. A largo plazo, estas afectaciones pudieran comprometer severamente la reproducción de la especie. Conclusiones ¾ 70 Las diferencias encontradas para δ13C y δ15N entre los sitios contaminados y el sitio de referencia sugieren que las fuentes de alimento no son las mismas. Esto está en correspondencia con las diferencias que existen entre las características geomorfológicas y ecológicas de los sitios. También se encontró evidencia de que la fuente de alimentación en los machos puede ser diferente a la de las hembras. ¾ La metodología empleada permitió verificar la existencia de alteraciones notables de varios procesos biológicos en peces que fueron colectados en sitios con un grado alto de contaminación. 71 Recomendaciones 7 RECOMENDACIONES ¾ Iniciar un programa de seguimiento de los efectos de la contaminación en el río Almendares basado en la metodología utilizada en esta tesis. Se deben incluir además, especies con hábitos bentónicos e incrementar el muestreo para análisis de contenido estomacal e isótopos estables. ¾ Extender este enfoque metodológico a otros ríos con niveles diferentes de impacto humano y a la zona costera alrededor de la desembocadura de los mismos, para detectar alteraciones en los indicadores biológicos seleccionados. ¾ Desarrollar investigaciones experimentales (bioensayos y mesocosmos) para determinar cuáles de los contaminantes más importantes presentes en los ríos investigados son responsables de las afectaciones detectadas en esta investigación y otras similares que se ejecuten en el futuro. Bibliografía 8 72 BIBLIOGRAFÍA Abney, M. A. y C. F. Rakocinski. 2004. Life-history variation in Caribbean gambusia, Gambusia puncticulata puncticulata (Poeciliidae) from the Cayman Island, British West Indies. Env. Biol. Fish 70, 67-79. Adams, S. M.; R. McLean y M. Huffman. 1982. 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Manuel Fajardo Taller Galvanizado Tony Fernández Cervecera Miguel A Oramas (Polar) Plaza Terminal ómnibus urbanos Palatino Fábrica de ómnibus "Claudio Argüelles" Fca. de Bloques Andres Valdes Astilleros Granma Concretera Hermanas Giralt Astilleros Chullima Combinado Mártires del Corinthia Otros Astilleros Fca. Pinturas Vicente Chavez Lavandería La Cubana Fca. de tubos centro - Acero Gerardo A. Zoológico de 26 Fca. de Camisas de pozos 10 de Octubre Tejar "Hugo Camejo" Torrefactora de Café Cubana de Acero Arroyo Naranjo Talleres ciénaga Metalmecánica Rep. Soc. Viet Nam Fca de Metros Contadores Hospital Higiene Mental Terminal ómnibus Párraga Hosp. Clínico - Quirúrgico Joaquín A. Planta Elaboradora de Alimentos Tamara Bunke Papelera Cubana Parque Lenin Marianao Matadero sanitario Hnos Arafet Fábrica de neumáticos “Benjamín Moreno” Centro producción de minicomputadoras Fábrica de Gas ” Mario Fortuny” Fca. de pilas Yara Recebera “Guillermo Granado “ IPUCE V I Lenin Fábrica de Vinagre Deleite Empresa Genética Bacuranao Centro Porcino Villena Revolución Hospital. Julio Trigo y Lebredo Hospital Aballi Cotorro Empresa Genética Bacuranao Fca. De Queso Crema Managua Fca. De Baldosas y Multiblok Teneria 9 de Abril Base de Omnibus Urbanos Cotorro Fca. De Tubos Centro Acero Empresa Siderúrgica José Martí Aceros Caribe Transmetal Inst. Tecnológico Gervasio Cabrera Papelera Josué País Cervecería Guido Pérez Regeneradora de Aceite Sergio Glez. Aceros Unidos Anexos ANEXO 2(cont.): Listado de Fuentes contaminantes por municipios en Ciudad de La Habana y Provincia La Habana (IECHAV, 2005). Cotorro (cont.) Centro Producción Circuitos Impresos Fca. De Neumático Conrado Piña Empresa Nacional Acuicultura Inst. Tecnológico Llia Ivanov Inst. Tecnológico Luis Pasteur Complejo Lácteo Centro Mezcla de la Goma Empresa Farmacéutica 8 de Marzo Fca. De Yogurt Moralito Fca. De Neumático J.A. Mella Fundición de Tubos Casio Martínez EIDE Mártires de Barbados Escuela Especial Anton Makarenko IPUE 8 de Octubre Vertedero 1er. Anillo Cebadero Porcino "Bejuco Colorado" Centro Porcino CIMA Boyeros Escuela Pedagógica Salvador Allende Fca. de Helados Coopelia Matadero de Aves Camilo Cienfuegos. Tnal de ómnibus urbanos La Fortuna Fca. de conservas Taoro. C. Cienfuegos Río Cristal Fca. de muebles clínicos C. Cienfuegos Hospital General Docente. Enrique Cabrera. Fca. de cigarros Miguel Saavedra Vertedero calle 100 Fca. de oxígeno Eduardo García Base de camiones calle 100 Fca. de medias Miguel Arredondo Laboratorio Julio Trigo 102 Fca Asbesto Cemento Armando Mestre Matadero de Aves. Hosp. Pediátrico Wilian Soler Combinado alimenticio América Latina Laboratorio Reinaldo Gutierrez Zoológico Nacional Fca. de cartón corrugado Hosp. Julio Trigo Planta elaboración de alimentos M. Ascunce Hosp. Siquiátrico Instituto de Hematología e inmunología Planta de Gas Acetileno Hosp. Psiquiátrico Gali García Papelera René Bedia Morales Centro operaciones Luis Felipe Almeida COLFA EXPOCUBA Fca. de Bouquets Suchel. Inst. Tecnol. J. P. Carbó Cervia Establecimiento Andres Cobas Fca. de Equipo de refrigeración Dionisio Rodríguez Talleres y Almacenes del SIME Fca. de conservas José Martí Establecimiento Paquito Rosales Hosp. Pediátrico Leonor Perez Fca de Pastas Alimenticias La Paciega Fca. de Derivados del Cuero Luis Fernández Fca. de Granitos Hnos Almejeiras Fca. de Gomas René Bedias Morales Laboratorio Julio Trigo 101 Fca. de Tejidos de Punto Panificadora de Capdevilla Fca de medias Andres Burguez Aserrio de Marmol Arístides Viera Inst. Tecnológico Julio A Mella Anexos ANEXO 2(cont.): Listado de Fuentes contaminantes por municipios en Ciudad de La Habana y Provincia La Habana (IECHAV, 2005). Boyeros (cont.) Fca. Pintura Pedro Rodríguez Bioterio Cubavet Textilera Luis Gómez Wangüemert Fca de toallas 1 de Enero ISPETP Aeropuerto José Martí Inst. Des. Automotor Combinado de Radio y Televisión Inst. Tecnológico José Martí Escuela de Becados Extranjeros Laboratorio Cubavet Instituto Tecnológico E. G. Delgado Instituto Tecnológico Villena Revolución Base de transporte Mulgoba Base de ómnibus urbanos Stgo. de las Vegas. Textilera El Vaquerito Fca de Aluminio Matadero de Aves Stgo de las Vegas Hospital Rincón Vaquerías Jardin Botánico Laboratorio de Labiofam Granja Cunícula Juan Escutia Convertidora de Papel Andrés Lujan ro Sanitario del SIDA Fábrica de Fósforo Provincia de La Habana CENPALAB Empresa de Flora y Fauna Centro de Producción de Isótopos Prefabricado CENSA Procesadora de Alimentos ISCAH Planta de Asfalto Fca de Cerámica Gran panel Ind. Militar "Liberación" Planta IMS INCA