3er CONCURSO REGIONAL DE PROYECTOS DE CIENCIAS
MUSEO DE LAS CIENCIAS DE CASTILLA-LA MANCHA
Modelo informe-resumen
DATOS (introducir los datos en el cuadro inferior)
Proyecto: DIVERSIDAD BIOLÓGICA PRESENTE EN LAS CHARCAS TEMPORALES DE LA CIUDAD ENCANTADA DE TAMAJÓN (GUADALARA)
Tutor/a: JOSÉ LUIS OLMO RÍSQUEZ
Centro: I.E.S.O. “VALLE DEL HENARES”
Curso: 4º E.S.O.
Localidad y Provincia: JADRAQUE (GUADALAJARA)
Fotografía del equipo
DIVERSIDAD BIOLÓGICA PRESENTE EN LAS PEQUEÑAS CHARCAS TEMPORALES DE LA “CIUDAD
ENCANTADA” DE TAMAJÓN (GUADALAJARA)
RESUMEN
Ésta es la primera vez que se estudia la composición de la comunidad de organismos presentes en las pequeñas charcas temporales de los lapiaces y lenares calcáreos de la “Ciudad Encantada” de Tamajón (Guadalajara).
El objetivo principal del trabajo es identificar y describir la diversidad biológica presente en estas charcas, así como comprender las características biológicas que permiten a estos seres vivos sobrevivir en un ambiente tan inestable.
El número de taxones que se ha llegado a identificar es de 34, pertenecientes a grupos muy diversos, entre los que destacamos los ciliados y flagelados, ya que más del 65 por ciento de las especies descritas pertenecen a estos dos grupos de seres vivos.
También, se hace especial hincapié en el grupo de los branquiópodos, debido a su elevado interés científico y conservacionista.
Se ha observado una correlación entre la profundidad de las charcas y el tipo de organismos existentes en ellas.
Finalmente, se han establecido las posibles relaciones tróficas entre las especies identificadas y además, se han aportado nuevos datos sobre la biología de algunas de ellas.
ABSTRACT
For the first time, the composition of the community of organisms in the small non-permanent pools of the calcareous rocks of the “Ciudad
The main purpose of this project is both to identify and describe the biological diversity existing in these pools, and to understand the survival of these living beings in such an unstable environment.
We have identified 34 taxons which belong to very diverse groups.
Among these the ciliate and flagellated groups stand out, since over 65 % of the described species belong to these two groups of living beings.
Due to its high scientific and conservational interest we emphasise the importance of this group of Branchiopoda.
We have noticed a correlation between the depth of the pools and the kind of existing organisms in them.
Finally, we haves detected possible trophical relations among the species already identified. Moreover, we have provided new facts about the biology of some of these species.
INTRODUCCIÓN
Son muy escasos los estudios realizados sobre los microorganismos, la flora y fauna presentes en las charcas temporales de pequeño tamaño o pozas que se generan en las oquedades de las rocas. De toda la bibliografía revisada, únicamente hemos encontrado un trabajo que hacía referencia a los microorganismos presentes en charcos formados en las oquedades de las rocas marinas cuando la marea bajaba (Esteban and Finlay, 2007)
Por otra parte, sí existe una considerable bibliografía que estudia los organismos presentes en charcas temporales de un tamaño bastante superior al que nosotros hemos estudiado y que no son de naturaleza rocosa.
En ambos casos, los seres vivos que encontramos en estos hábitats tienen que poseer unas características muy peculiares que les permitan sobrevivir en ellos. La principal es su capacidad de resistir períodos de ausencia de agua en el verano y de congelación en invierno, en las regiones
mediterráneas, lo que les da un pequeño margen de tiempo para nutrirse, relacionarse y reproducirse, en definitiva para vivir.
La mayoría de los microorganismos (bacterias, protozoos y algas unicelulares) se encuentran bien adaptados a sobrevivir en ambientes muy inestables a diferencia de otros seres vivos de mayor tamaño.
Entre los invertebrados, uno de los taxones mejor adaptados a las pozas y charcas temporales son los branquiópodos, un grupo primitivo de crustáceos. En la Península Ibérica existe un gran desconocimiento sobre los grandes branquiópodos a pesar del elevado interés que pueden llegar a tener desde un punto de vista científico y conservacionista (Alonso, 1996).
La mayoría de lo que conocemos sobre la distribución, biología y ecología de estos crustáceos en España se debe a citas muy puntuales o anecdóticas (Alonso, 1985, 1996).
Otros invertebrados característicos de las charcas temporales son los mosquitos culicicos, los quironómidos, los rotíferos, los nematodos o los gastrotricos (Olsen et al, 2001).
Los objetivos del presente trabajo son: (1) identificar y describir la diversidad biológica presente en estas charcas, (2) comprender las características biológicas que permiten a estos seres vivos sobrevivir en un ambiente tan inestable y (3) establecer posibles relaciones tróficas y aportar nuevos datos sobre la biología de estos organismos, en especial de los branquiópodos anostráceos.
MATERIAL Y MÉTODOS
Zona de estudio y muestras analizadas
La zona de estudio se localiza en el parque natural de Tamajón, a 40
de Cuenca. Ambas son zonas kársticas formadas por las mismas dolomías del Cretácico superior. En la parte alta del karst es donde se pueden observar numerosos lapiaces y lenares que dan origen a las pequeñas charcas (ver fotos: 1, 2 y 3)
Fotos 1,2 y 3. Karst de la “Ciudad encantada” de Tamajón.
Se han estudiado 5 charcas y de cada una de ellas se tomaron 3 muestras que fueron recogidas a primeros de diciembre (10/12/09), cuando las condiciones ambientales y climáticas eran otoñales. El criterio a la hora de seleccionar las charcas fue principalmente su profundidad, ya que se intentó que el tamaño de las charcas estudiadas fuese similar. Dos de estas charcas tenían una profundidad superior a los 10 cm, mientras que las otras tres no superaban dicha profundidad (ver fotos 4, 5, 6 y 7).
Se consideró la profundidad como un factor muy importante, debido a que ésta condiciona el tiempo de permanencia del agua en la oquedad, lo que a su vez determina, en gran medida, las especies que podemos encontrar en las diferentes charcas o pozas.
Fotos 4 y 5. Charcas temporales rocosas con una profundidad inferior a 10 cm
Fotos 6 y 7. Pozas rocosas calcáreas con una profundidad superior a los 10 cm Identificación de especies y taxones
Para realizar la identificación de las especies se han empleado diversas guías entre las que podemos destacar:
• Finlay, B.J., Rogerson, A., Cowling, A.J. 1988. A beginner`s guide to the collection, isolation, cultivation and identification of freshwater protozoa. Ed. Culture collection of alga and protozoa freshwater biological association. United Kingdom.
• Bellmann, Hausmann, Janke Kremer y Schenider. 1994.
Invertebrados y organismos unicelulares. Guías de la Naturaleza Blume. Barcelona.r
• Strebble, H. y Krauter D. 1987. Atlas de los microorganismos de agua dulce. La vida en una gota de agua. Ed. Omega. Barcelona.
• García-Valdecasas. A. y Vaticón, N. 1986. Los invertebrados de agua dulce. Ed. Penthalon. Madrid.
• Olsen, L., Sunasen, J y Pedersen, B.V.2001. Small freshwater creatures. Ed. Oxford university press. New York.
Las muestras se mantuvieron en vasos de plástico y a partir de ellas se han realizado más de 50 cultivos en placas Petri. A la mayoría de los cultivos se les añadió un grano de trigo con el fin de incrementar el número de bacterias y con ello el de las poblaciones de microorganismos que se alimentan de ellas. Para determinar el número de microorganismos se empleó una cámara de Sedgewick-Rafterw diseñada por nosotros. Esta cámara fue fabricada a partir de un CD usado, una fotocopia de un papel milimetrado hecha sobre un acetato y pegamento. El recuento con esta cámara se realizó con el objetivo de 10 aumentos del microscopio y nos permitía conocer el número de microorganismos presentes en unos 200 microlitros (ver fotos: 8 y 9).
Foto 8. Cultivos y muestras investigadas. Foto 9. Cámara Sedgewick-Rafterw de recuento casera y económica.
Las muestras han sido observadas semanalmente durante 5 meses y los cultivos se han mantenido únicamente añadiéndoles agua embotellada.
Para la observación de los microorganismos (bacterias, protozoos, algas) se empleó un microscopio monocular con unos aumentos máximos de X 400 y para los organismos de mayor tamaño (quironómidos, escarabajos, anostrácados etc.) se utilizó una la lupa binocular.
También, se ha utilizado una cámara digital de vídeo Optika, que hemos acoplado al microscopio o a la lupa binocular, para grabar la mayoría de las especies halladas y registrar su comportamiento (ver foto 10).
Foto 10. Alumnos grabando con la cámara de vídeo digital
Finalmente, para la descripción de los organismos presentes en las muestras estudiadas se ha empleado bibliografía diversa y páginas webs, junto a la información obtenida a través de nuestras observaciones. Con toda esta información se han elaborado unas fichas de cada una de las especies identificadas, donde se describe: su morfología, importancia trófica, ciclo de vida y curiosidades (ver anexo).
Este apartado de identificación y descripción de especies ha sido el más laborioso y complicado de todo el proyecto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Es la primera vez que se investiga la comunidad de organismos presentes en las charcas o pozas rocosas calcáreas de la “Ciudad encantada” de Tamajón.
Han sido identificadas un total de treinta y cuatro especies (ver tabla 1). La mayoría pertenecen al grupo de los protozoos (flagelados, ciliados y rizópodos). Esto se debe principalmente a su pequeño tamaño y capacidad de formar quistes de resistencia, lo que hace que muchos de ellos sean cosmopolitas y ubicuos (Fenchel, 1987).
Entre las especies de flagelados más frecuentes podemos destacar el género Bodo y Chilomonas, ambos organismos heterótrofos. Una de las muestras obtenidas de las charcas con una profundidad inferior a 10 cm se encontraba completamente llena de euglenas con una densidad superior a 3.000 células por mililitro. Estos organismos suelen aparecer en tan altas concentraciones en ambientes ricos en materia orgánica.
Los ciliados han sido los protozoos más diversos, con 13 especies identificadas. Entre las especies más frecuentes y abundantes podemos destacar: Halteria grandinella, Cyrtolophosis muscicola, Cyclidium glaucoma, Vorticella sp., y Oxytricha sp. (ver fotos 11, 12 y 13, extraídas de los vídeos grabados).
Respecto a los rizópodos, dos pequeñas amebas desnudas han sido identificadas pertenecientes a los géneros Mayorella sp. y Vahlkamphia sp.
(ver foto 14).
Tabla 1: Especies identificadas y tipo de charca analizada
Charcas con profundidad superior a 10 cm
Charcas con profundidad inferior a
10 cm.
Especies
M1 M2 M3 M4 M5 FLAGELADOS
Bodo sp. x x x x x
Euglena sp. x
Peranema sp. x x
Chilomonas sp. x x x x x
Stephanosphaera pluvialis x
Rhadomonas sp. x x
RIZÓPODOS
Mayorella sp. x x x
Vahlkamphia sp. x
CILIADOS
Halteria grandinella x x x x x
Vorticella sp. x x x x
Oxytricha sp. x x x
Cyclidium glaucoma x x x x
Litonotus sp. x x
Colpoda aspera x x
Colpoda steini x x
Metopus es x
Blepharisma sp. x x
Histriculus sp. x x
Uroleptus sp. x
Stylonychia sp. x
Cyrtolophosis muscicola x x x
ALGAS CONJUGADAS Alga verde filamentosa eucariota sin identificar
x x
CIANOBACTERIAS
Algas verdes procariotas sin identificar x x
ROTÍFEROS
Phylodina sp. x x x x
OSTRÁCODOS
Heterocypris sp. x x
ANASTRÁCODOS
Camarón fantasma sin identificar x x
CLADÓCEROS
Pulga de agua sin identificar x x
GASTROTRICO
Gastrotrico sin identificar x
NEMATODOS
Nematodo sin identificar x x
INSECTOS
Mosquitos culicicos sin identificar x x x
Quironómido sin identificar x x x x
Notonecta sp. x x
Girynus natator (Girinido) x
Apis melífera (Abeja común) x x
Foto 11.Vorticella sp. Foto 12. Protozoos ciliados:
Histriculus sp. y Litonotus sp.
Foto 13. Cyrtolophosis muscicola. Foto 14. Ameba desnuda
En las dos muestras con una profundidad superior a 10 cm encontramos una especie de alga verde filamentosa eucariota muy abundante, perteneciente al grupo de las conjugadas, pero cuyo género todavía no hemos podido determinar. Esta alga puede emplearse como indicador de charcas que han mantenido agua durante un período de tiempo largo (ver foto 15).
Foto 15: Poza con algas verdes filamentosas eucariotas
Los organismos de mayor tamaño como los rotíferos, ostrácodos, larvas de mosquitos, nematodos, branquiópodos, pequeños escarabajos de agua, notonectas o los anostrácodos. Podemos destacar por su abundancia a los nematodos (24 individuos por mililitro) y a los quironómidos (18 individuos por mililitro), y por su interés científico a los anostrácodos (ver fotos 16, 17, 18 y 19, extraídas de los vídeos).
Foto 16. Pulga de agua. Foto 17. Quironómido adulto.
Foto 18. Nematodos Foto 19. Rotifero Phylodina sp
El análisis de la distribución de especies según la profundidad de las pozas establece una clara correlación entre las especies de protozoos ciliados más frecuentes encontrados en los suelos y las charcas menos profundas. Esto es debido a que en las charcas la influencia terrestre sobre el sistema acuático es máxima. De hecho muchas pozas o charcas se van rellenando con sedimentos hasta colmatarse y por tanto, la comunidad se transforma en terrestre (ver fotos 21 y 22).
Fotos 21 y 22. Pequeñas pozas colmatadas de sedimentes y colonizadas por vegetación.
Las charcas temporales, en las que se suceden períodos secos y húmedos de duración variable, imponen una serie de requerimientos a sus posibles habitantes. Estos requerimientos son: (1) capacidad de sobrevivir a los períodos secos, (2) capacidad de soportar grandes fluctuaciones ambientales y (3) de adaptar sus ciclos vitales a los períodos húmedos de duración imprevisible. La mayoría de los organismos identificados en la tabla 1 cumplen todas las condiciones para vivir en estos hábitats tan variables e inestables, especialmente los protozoos y los anostrácodos.
Para sobrevivir a los períodos secos, las especies pueden abandonar el medio cuando las condiciones no son las adecuadas, como ocurre con las notonectas, pueden producir formas de resistencia, como sucede con la mayoría de los protozoos (especialmente fueron observados en los cultivos de Histriculus sp.) y nematodos, o bien, pueden producir huevos durables, como en los anastrócodos.
Estas pequeñas pozas tienen una gran importancia para los mosquitos culicicos y los quironómidos, ya que su estado larval y de pupa lo desarrolla en estas charcas y por tanto tienen que adaptar sus ciclos vitales a los periodos húmedos. Además, sirven de reservorio para mantener estas poblaciones de insectos.
Entre los nuevos datos aportados y observaciones podemos destacar aquellos que han sido filmados entre las larvas quirónomidos y los camarones fantasmas (anostrácados). Se observó cómo las larvas quirónomidos devoraban a un anostrácodo. Con el fin de estudiar este suceso con más detalle realizamos varios experimentos:
Un experimento en el que colocábamos en la misma placa Petri varios especímenes de camarones fantasmas con numerosas larvas quironómidos, sin que ningún ejemplar presentase heridas. Y otro en el que colocábamos en la misma placa Petri varios especímenes de camarones fantasmas con numerosas las larvas quironómidos, entre las que había varios ejemplares heridos (por nosotros) de ambas especies. Los resultados obtenidos mostraban claramente cómo las larvas de quironómidos devoraban ávidamente a los individuos heridos (ver foto 23 extraídas de la filmaciones)
Foto 23. Quironómidos devorando un camarón fantasma herido
Otra observación curiosa, tiene que ver con la relación encontrada entre las algas filamentosas eucariotas presentes en las charcas y las abejas
profundas donde estaban las algas filamentosas, ya que éstas les suministraban un excelente sustrato para posarse y poder obtener el agua sin problemas.
También es con toda seguridad la primera vez que se describe la presencia de diversas especies de braquiópodos en esta zona de la Península Ibérica, Tamajón (Guadalajara). No obstante, son necesarios más estudios para poder identificar estas especies, que podrían ser incluso nuevas, ya que de los 104 especies presentes en España, 11 han sido recientemente descritas por primera vez (Alonso, 1998).
El estudio de las relaciones tróficas es fundamental para comprender la dinámica de las biocenosis presentes en estas charcas temporales y con ello conocer los ciclos de materia y energía.
Al establecer las redes tróficas se ha observado nuevamente una diferencia clara entre las charcas con una profundidad mayor de 10 cm y de las que tienen una menor profundidad. De forma que en las de mayor profundidad los productores primarios estaban representados principalmente por las algas filamentosas eucariotas, mientras que en algunas de las de menor profundidad, los productores primarios eran las algas procariotas (cianobacterias).
El grado de turbidez en las charcas variaba, siendo mayor en las más profundas. Este parámetro es fundamental para establecer las relaciones tróficas entre los branquiópodos, ya que muchos de ellos se consideran especies argilófilas, es decir que se alimentan de barro reteniendo la materia orgánica que éste lleva absorbido.
La mayoría de los datos tróficos son recogidos en las fichas de identificación elaboradas (ver ejemplo en el anexo) y con ellos se han elaborado diferentes cadenas tróficas como las presentes en las pozas de mayor profundidad (ver esquema 1).
Esquema 1. Redes tróficas en las pozas más profundas.
La dificultad para identificar las diferentes especies de organismos a nivel de especie se ha debido principalmente a la gran complejidad de los grupos taxonómicos estudiados, a la falta de material bibliográfico adecuado y, en el caso concreto de los protozoos ciliados, al hecho de no haber podido emplear las técnicas de impregnación necesarias para su
organismos presentes en estas charcas de Tamajón son fundamentales para posteriores estudios, ya que nos muestran e indican la presencia de especies que pueden tener gran interés científico.
Con un fin didáctico se ha elaborado un conjunto de fichas que pueden ayudar a comprender mejor la diversidad existente en este hábitat tan peculiar como son las pequeñas pozas calcáreas de la “Ciudad encantada” de Tamajón.
CONCLUSIONES
Las pequeñas charcas temporales en el clima mediterráneo están activas durante los meses de primavera, a principios de verano y con las lluvias de otoño. En estos hábitats tan especiales podemos encontrar unas especies muy singulares que únicamente pueden vivir en estos ambientes.
Las comunidades de estos hábitats suelen estar formadas por pocas especies muy especializadas y escasamente estudiadas.
Para sobrevivir a los períodos secos, la mayoría de las especies encontradas en estas pequeñas charcas suelen desarrollar diversas estrategias adaptativas, siendo la más importante la formación de quistes de resistencia.
Existe una clara correlación entre la profundidad de las charcas y las comunidades presentes en ellas. Además, la influencia del medio terrestre en el acuático es muy patente, como lo demuestra la comunidad de protozoos ciliados encontrados.
Finalmente, indicar que son necesarios más estudios, durante más tiempo y en otros lugares similares al de Tamajón para conocer mejor la diversidad biológica presente en las charcas rocosas calcáreas. Diversidad que debemos conservar ya que es única.
BIBLIOGRAFÍA
• Alonso, M. 1996. Crustacea Branchiopoda. In: Fauna Ibérica, vol. 7.
(M.A. Ramos et al., Ed.). Museo Nacional.
• Alonso, M. 1998. Lagunas de la España peninsular. Limneica 15: 1- 176.
• Bellmann, Hausmann, Janke Kremer y Schenider. 1994.
Invertebrados y organismos unicelulares. Guías de la Naturaleza Blume. Barcelona.
• Boix i Masafret D. 2002. Aportació al coneixement de la distibució d;anostracis i notostracis (Crustacea: Branchiopoda) als Països Catalans. Bull. Inst. Cat. Hist. Nat. 70: 55-71
• Esteban, G. y Finlay, B.J. 2007. Excepcional species richness of ciliated protozoa in pristine intertidal rock pools. Mar. Ecol. Prog.
Ser. 335: 133-141.
• Fenchel, T., 1987. Ecology of Protozoa. 197 pp. Science Tech/Springer.
• Finlay, B.J., Rogerson, A., Cowling, A.J. 1988. A beginner`s guide to the collection, isolation, cultivation and identification of freshwater protozoa. Ed. Culture collection of alga and protozoa freshwater biological association. United Kingdom.
• García-Valdecasas. A. y Vaticón, N. 1986. Los invertebrados de agua dulce. Ed. Penthalon. Madrid. Olsen, L., Sunasen, J y Pedersen, B.V.2001. Small freshwater creatures. Ed. Oxford university press.
New York.
• Strebble, H. y Krauter D. 1987. Atlas de los microorganismos de agua dulce. La vida en una gota de agua. Ed. Omega. Barcelona.
AGRADECIMIENTOS
A los profesores Juan José Vicente Alonso por su ayuda con la traducción al inglés y Ana Fernández Castilla por sus acertados comentarios y correcciones del texto.
Al equipo directivo del Centro por toda la ayuda prestada en cuanto a infraestructura y recursos aportados.
ANEXOS
1. Ejemplo de ficha informativa
OSTRÁCODOS
Los ostrácodos parecen pequeños moluscos debido a que su cuerpo no se encuentra claramente segmentado y están rodeados por una concha bivalva, normalmente muy calcificada. Las dos mitades se mantienen unidas a lo largo de una línea dorsal por medio de unas charnelas y una banda elástica.
Nadan moviendo simultáneamente ambos pares de antenas: el primer par hacia atrás y hacia arriba, el segundo para hacia atrás y hacia abajo.
Estos animales nadan de una manera continua. Las antenas de las especies que son buenas nadadoras están provistas siempre de sedas muy largas.
En las especies de agua dulce, los machos aparecen de un modo irregular o son totalmente desconocidos. La mayoría de las especies ponen sus huevos y los fijan sobre piedras, plantas y ramas sumergidas. De los huevos nace una larva nauplius atípicas, con tres pares de apéndices. Llegan al estado de adulto después de pasar por 5 ó 8 mudas.
Viven en todo tipo de aguas.
Se alimentan de animales muertos, hojas, algas, detritus, bacterias y diatomeas.
Su concha, fosilizadas, tienen una gran importancia en paleontología y en geología como fósiles indicadores.
.
Heterocypris sp.
