Catálogo de publicaciones

Los ríos están amenazados por presiones socioeconómicas que alteran los usos del suelo y el clima degradando las condiciones ambientales, por ende afectando la calidad del agua y la hidrología de estos ecosistemas. Aproximadamente el 40% de la superficie terrestre está ocupada por cultivos y pasturas, y el uso de fertilizantes que contienen fósforo y nitrógeno se ha incrementado entre dos y siete veces respectivamente en los últimos 40 años. Estos cambios forman parte de lo que se conoce como “cambios globales”, cuya definición abarca la combinación de cambios climáticos (tales como alteración de los patrones de precipitación y temperatura, variaciones en el CO₂ atmosférico, etc.), y de cambios en el uso de la tierra (como el aumento en el uso de fertilizantes, aumento de la urbanización, etc.). Por lo tanto es esperable de acuerdo con los futuros escenarios de cambios climáticos que los cursos de agua sufran cambios de distinta magnitud, dependiendo el área del planeta que se analice. En el caso de la región pampeana estos incluirían de acuerdo con los pronósticos aumentos en la escorrentía y temperatura que acarrearán aumentos de nutrientes, sólidos en suspensión y de la velocidad de la corriente. De acuerdo con los descriptores analizados en las experiencias in situ y ex situ realizadas en esta tesis, fue posible comprobar algunos de los efectos pertinentes a estas problemáticas en sistemas lóticos pampeanos. En esta tesis se focalizó el interés en el desarrollo y las características del biofilm epipélico, que recubre los sedimentos finos del lecho de los cursos de agua pampeanos. Esta microcomunidad está modulada por muchos factores, entre los que se incluyen las concentraciones de nutrientes inorgánicos, la luz, temperatura, el sustrato, la herbivoría, la velocidad de la corriente y las características de las partículas transportadas por el flujo, entre otros. Por lo tanto, las presiones originadas por los cambios globales pueden tener efectos significativos sobre el desarrollo de este tipo de biofilm. El objetivo general de la presente tesis fue estudiar los cambios en la estructura y funcionamiento de los biofilms epipélicos de cursos de agua de la llanura pampeana expuestos a las consecuencias relacionadas con algunos de los efectos de los cambios globales. Para esto se realizaron experiencias in situ y ex situ con la finalidad de contrastar hipótesis vinculadas al incremento de nutrientes, temperatura, turbidez y velocidad de la corriente, como algunas de las variables que podrán ser afectadas en el marco de estos cambios. Para cumplir esta finalidad se realizó una experiencia de adición de nutrientes en campo y dos experiencias de laboratorio en canales artificiales. La experiencia de adición experimental de nutrientes (fósforo y nitrógeno) se realizó en un tramo de un arroyo pampeano (denominado tramo Impacto), y se comparó con un tramo del mismo arroyo sin modificar (denominado tramo Control). Ambos tramos fueron muestreados por 9 meses previamente a la adición experimental de nutrientes y durante 12 meses durante la adición continua de nutrientes. En esta experiencia, llevada a cabo en el Arroyo “La Choza” de la localidad de Luján, se estudiaron las variaciones en las biomasas algales y bacterianas y la producción de enzimas relacionadas con la degradación de materia orgánica (β-glucosidasa) y con la adquisición de nutrientes (fosfatasa). Para esta fertilización se buscó generar un enriquecimiento moderado, triplicando los niveles basales del arroyo de fósforo y nitrógeno, para lo que se adicionó fertilizante de uso comercial (Nitrofoska Azul ® 12%P, 12%N). Entre los resultados obtenidos, se observó un aumento progresivo de la biomasa algal seguido por aumentos graduales de la biomasa bacteriana. Esto sugiere que las bacterias basan su consumo preferentemente en los productos autotróficos (ej.: carbono) mientras que el consumo de nutrientes inorgánicos tanto como para algas como para bacterias es reducido. Por otro lado, la falta de respuesta de las enzimas analizadas a la adición de nutrientes, y su baja concentración en el arroyo, demuestran que el biofilm no es estimulado por estas condiciones para producirlas. Esto es consistente con los arroyos donde los nutrientes no son limitantes, y su adquisición resulta simplificada. Las dos experiencias en laboratorio se llevaron a cabo empleando canales artificiales. Una se realizó con un biofilm proveniente de un arroyo con bajo impacto antropogénico (valores promedio de Fósforo Reactivo Soluble (PRD) 0,37 mgL-1; Nitrógeno Inorgánico Disuelto (NID) 0,22 mgL-1, DBO5 6 mgL-1, DQO 15 mgL-1, OD 7,70 mgL-1) y otra con uno procedente de un arroyo con alto impacto antropogénico (valores promedio de PRS 2,24 mgL-1; NID 1,85 mgL-1, DBO5 46 mgL-1, DQO 105 mgL-1, OD 5,28 mgL-1). El biofilm de ambos arroyos se desarrolló en los canales y se les aplicó dos tipos de tratamientos (TB: tratamiento bajo y TA: tratamiento alto). Estos consistieron en incrementar los nutrientes en el agua (fósforo y nitrógeno), la turbidez, la velocidad de la corriente y la temperatura de acuerdo con las predicciones planteadas en los escenarios de cambio global. El tratamiento TA recibió un mayor incremento de esas variables que el tratamiento TB, y ambos tratamientos fueron comparados con canales control (C). Cada tratamiento y control fue realizado por triplicado, y el agua de los canales artificiales fue provista por el mismo arroyo de donde se colectaron los biofilms. Las experiencias de laboratorio presentadas en esta tesis trataron de demostrar que el efecto combinado del aumento de la velocidad de la corriente, nutrientes, turbidez y temperatura, favorecen un mayor desarrollo y actividad en la comunidad biológica. Los principales resultados evidencian que la composición de especies del biofilm es alterada cuando es expuesta a los efectos simultáneos de estos cuatro estresores asociados a los cambios globales en la llanura pampeana. La disminución de especies de diatomeas oligotróficas y oligosaprobicas en el experimento con biofilms del arroyo con bajo impacto antropogénico indica que el ensamble es afectado por los tratamientos. En esa misma experiencia, la diversidad y la riqueza específica disminuyeron en los tratamientos más intensos del experimento, sugiriendo que dicha comunidad es más sensible que la desarrollada en el experimento con biofilms del arroyo mas impactado. Sin embargo, otras variables estructurales y metabólicas que caracterizan el biofilm en general – tales como el contenido de clorofila “a”, la biomasa bacteriana, los carbohidratos totales y el peso seco libre de cenizas– no evidenciaron diferencias significativas a causa de los estresores estudiados. Hay que considerar que las pequeñas variaciones debidas a los tratamientos pueden ser importantes para la escala de tiempo empleada, e incluso la estructura de las comunidades fue alterada hasta la significancia estadística. Por ejemplo, las proporciones de especies de diatomeas, al ser clasificadas por su consumo del nitrógeno, saprobiedad y estado trófico, sufrieron pequeñas modificaciones en el corto plazo de las experiencias. Estos cambios estructurales en estas comunidades fueron mayores en aquella que provenía de un arroyo con un menor impacto antropogénico, como es esperable a comunidades menos tolerantes. Estos cambios parecen sutiles, pero resultan amplios si se considera la escala temporal y espacial utilizada. Los cambios globales ejercen sus efectos a escalas temporales y espaciales mucho mayores a las utilizadas en estos ensayos, y la cantidad de variables a considerar para su estudio apropiado es muy vasta. Pero es mediante el estudio a escalas pequeñas que se puede llegar a una mejor comprensión de la dinámica interna de esta microcomunidad y de los efectos que tienen las variables que influencian su desarrollo. De acuerdo con los resultados obtenidos en esta tesis es posible reconocer que los arroyos pampeanos demuestran una resistencia al cambio que se manifiesta a través de respuestas diferidas o de pequeños cambios visibles a diferentes escalas. En síntesis, la mayor parte de las hipótesis planteadas en esta tesis fueron rechazadas. Por lo cual el efecto de los enriquecimientos con nutrientes puede ser menos predecible en sistemas con altas concentraciones basales de nutrientes, como es el caso de los arroyos pampeanos, naturalmente enriquecidos. Referencias bibliográficas acreditan que estos arroyos muestran una red trófica muy compleja y compartimentalizada, y esa complejidad sería una de las causas que amortiguarían la transferencia potencial de los efectos de las adiciones de nutrientes. Estos resultados indican que el amplio rango de medidas que pueden reducir los efectos de la eutrofización en arroyos debería incluir la planificación de los usos del suelo, particularmente los usos urbanos y agrícolas, reconocidos como las principales fuentes de nutrientes que pueden ingresar a los arroyos.

Sobre la base de los conocimientos previos, los bivalvos dulciacuícolas unionoideos conforman uno de los grupos en mayor peligro de extinción, por lo cual los estudios sobre su distribución y sistemática son importantes para su conservación. A pesar de esto, se han llevado a cabo pocos estudios en Argentina. El objetivo del siguiente Trabajo de Tesis Doctoral fue realizar aportes al conocimiento de la taxonomía y distribución del género Diplodon Spix in Wagner, 1827 (Bivalvia: Unionoida: Hyriidae) y más específicamente de Diplodon delodontus (Lamarck, 1819) en Argentina, abordando los siguientes objetivos específicos: 1) analizar si las variaciones morfométricas de las valvas de ejemplares adultos del género Diplodon apoyan las agrupaciones D. (Rhipidodonta), D. (Diplodon) y D. (Australis) y establecer su estatus taxonómico; 2) identificar los caracteres de la conchilla que permitan la identificación de las especies de Diplodon y, a su vez, poner aprueba la validez de dichas especies en Argentina; 3) establecer la variabilidad genética de ejemplares de Diplodon sp. del balneario El Retobado, arroyo Yuquerí Grande, Entre Ríos, y contrastar las agrupaciones de los análisis moleculares con el estudio de la morfometría geométrica; 4) determinar si existen diferencias morfométricas entre poblaciones de Diplodon delodontus de Argentina, y si las mismas, presentan relación con regiones biogeográficas. Utilizando herramientas bioinformáticas se combinó la ejecución de estudios moleculares con análisis de morfometría geométrica y distribución. El análisis molecular incluyó la comparación de las secuencias de bases del fragmento de ADN mitocondrial que codifica para la enzima Citocromo Oxidasa I (COI). Para la obtención de las secuencias de interés se utilizó la técnica de amplificación por PCR y secuenciación. En los estudios de morfometría geométrica se utilizó el análisis de la variación en la disposición de landmarks. Se realizaron ajustes de Procrustes, se calculó la forma consenso entre las muestras y se realizaron Análisis de Componentes Principales y Análisis Discriminantes. A pesar de que se observaron diferencias en la morfología de la conchilla entre Diplodon (Diplodon) y Diplodon (Rhipidodonta), los resultados estadísticos no mostraron una agrupación robusta ni tampoco una función discriminante confiable para separar ambos subgéneros. El método utilizado no permitió corroborar la validez de D. (Australis) (p>0,05). El análisis comparativo entre las especies del género Diplodon de Argentina permitió delimitar a la mayoría en forma significativa. Los resultados apoyaron la sinonimización de D. fortis con D. chilensis y D. piceus con D. rhuacoicus. No hubo diferencias significativas entre los ejemplares de D. chilensis y los de D. patagonicus (p=0,79). La especie mejor delimitada fue D. parallelopipedon (p<0,01 en todas las comparaciones). Los resultados del análisis morfométrico de los ejemplares del arroyo Yuquerí Grande indicaron la presencia de al menos tres especies simpátricas del género Diplodon: D. parallelopipedon, D. wymanii, D. rhuacoicus y D. burroughianus (p<0,01). El análisis molecular también las separó de manera robusta, relacionando a D. rhuacoicus con D. wymanii y, en última instancia, con D. burroughianus. D. parallelopipedon fue la especie más diferenciada en ambos análisis. El análisis de la variabilidad morfométrica de Diplodon delodontus corroboró las diferencias entre regiones malacológicas. Se identificaron tres morfotipos: 1) Río Uruguay, 2) Paraná Medio y 3) Paraná Inferior y Río de la Plata. El análisis apoyó la agrupación de los ejemplares del Río Uruguay en un morfotipo más diferenciado morfológicamente (p<0,01), manteniéndose más relacionados aquellos ejemplares localizados en el Río Paraná y en el Río de la Plata. Del Trabajo de Tesis Doctoral expuesto, se pudieron extraer las siguientes conclusiones finales sobre la taxonomía del género Diplodon: 1) Si bien los estudios mostraron tendencias en la variación morfométrica dentro del género Diplodon, no se observaron diferencias en la morfología de la conchilla que permitan justificar la separación de las especies del género Diplodon en grupos distintos; 2) debido a la metodología aplicada, no fue posible contrastar la validez del subgénero Diplodon (Australis); 3) se sustentó la sinonimización de D. fortis con D. chilensis y D. piceus con D. rhuacoicus; 4) los resultados del análisis de morfometría geométrica no apoyaron la separación entre D. chilensis y D. patagonicus. Los ejemplares de ambos conjuntos deberán denominarse como D. chilensis (Gray, 1828) de acuerdo con el Principio de Prioridad de la Nomenclatura Zoológica. Del estudio comparativo entre datos morfométricos y moleculares, en ejemplares de Diplodon sp. del arroyo Yuquerí Grande, se concluyó la separación de los individuos en al menos especies: D. parallelopipedon, D. wymanii, D. rhuacoicus y D. burroughianus, siendo D. parallelopipedon la especie más diferenciada en ambos análisis. La separación entre D. wymanii y D. rhuacoicus no fue robusta, pudiendo tratarse de subespecies de la misma especie o de especies estrechamente cercanas. El estudio de la distribución y de la morfometría geométrica de los ejemplares de Diplodon delodontus de Argentina, permitió concluir lo siguiente: 1) se identificaron tres morfotipos correspondientes a: 1) Río Uruguay, 2) Paraná Medio y 3) Paraná Inferior y Río de la Plata; 2) Diplodon delodontus se localiza en el Río Paraná y en el Río de la Plata. A su vez, D. delodontus incluyó una población ubicada en el Paraná Medio y otra distribuída en el Paraná Inferior y Río de la Plata. Los resultados de este análisis no fueron robustos, por lo que deben ser contrastados con otras evidencias. Por último, se establecieron afirmaciones sobre la metodología y objetivos a futuro: 1) es necesario un estudio filogeográfico que incluya toda la Cuenca del Plata; 2) los resultados obtenidos en este Trabajo de Tesis son base para establecer el estado de conservación de Diplodon delodontus en la región; 3) este Trabajo de Tesis Doctoral remarcó la importancia de la combinación de estudios morfológicos con datos de análisis moleculares para el estudio taxonómico de un grupo.

El presente trabajo de Tesis abarca la construcción y estudio de propiedades fisicoquímicas de distintas plataformas con potenciales aplicaciones a sistemas de sensado. Sustratos metálicos de distinta dimensionalidad (3D, 2D, 0D) en conjunto con sistemas moleculares (quimisorbidos o fisisorbidos) acoplados a métodos de detección (ópticos y/o eléctricos) constituyen la base estructural de este trabajo. A lo largo de numerosos ejemplos, que van desde autoensamblados moleculares hasta moléculas individuales, estudiaremos la interacción molécula-superficie para cada uno de los casos con la intención de comprender, desde un punto de vista microscópico, distintos fenómenos que ocurren en dichas interfaces. En todos estos casos demostramos como el estudio en la nanoescala de distintas problemáticas interfaciales permite optimizar y potenciar distintas plataformas y/o mecanismos de sensado. Los resultados presentados en este trabajo de Tesis Doctoral contribuyen a la comprensión de fenómenos moleculares, plasmónicos y electroquímicos para el desarrollo de nuevos métodos de detección ultrasensible de moléculas.