Catálogo de publicaciones

Los arroyos pampeanos tienen elevados niveles de fósforo y una alta producción primaria, mayoritariamente debida al perifiton. Esta comunidad es esencial en la retención del fósforo. Otra característica relevante de estos arroyos es la presencia de arsénico, considerado tóxico para las algas. La similitud química entre el arseniato, forma oxidada del As, y el fosfato, ocasiona toxicidad celular debida a la competencia por la entrada a la célula lo que, a una escala mayor, deriva en cambios en los procesos ecosistémicos. Nuestros objetivos fueron relevar la calidad del agua de arroyos pampeanos en relación al P y al As y entender el efecto del As sobre el metabolismo, la retención de P y la tolerancia del perifiton a distintas escalas. Se realizaron experimentos en microcosmos, colonizaciones a campo y experimentos en el campo. En microcosmos se observó que la exposición crónica al As y al P aumenta la tolerancia al As y que este disminuye la retención de P del perifiton. Con los sustratos colonizados en el campo se observó que la relación As/P podría explicar el escaso desarrollo de biomasa en algunos ambientes que, aunque tienen adecuadas concentraciones de P, el crecimiento se vería inhibido por altas concentraciones de As. Asimismo, el As reduciría la colonización del perifiton excepto en ambientes con alto contenido de P donde el As reduciría su efecto. Este estudio ayuda a dilucidar las implicancias ecológicas de la presencia de As en arroyos sistemas fluviales. Los cambios en el metabolismo de los organismos, debidos a la exposición crónica al As pueden derivar en una disminución de la retención de nutrientes, una menor eficiencia en la depuración del curso de agua o una menor capacidad para sostener una red trófica.

La acuicultura es uno de los sectores de producción de alimento de más rápido crecimiento que provee actualmente casi la mitad de todo el pescado para consumo humano. Con la acuicultura intensiva en expansión a nivel mundial, los riegos asociados a la aparición y transmisión de bacterias patógenas aumentan. Un probiótico para acuicultura es un suplemento microbiano vivo que proporcionado a través de la dieta o en el agua beneficia la condición de los peces modificando la flora asociada a los mismos y al ambiente, mejorando el valor nutricional de los alimentos, la respuesta inmunológica de los peces, la eficiencia reproductiva, y la calidad del agua y del ambiente que los rodea. El objetivo de esta Tesis fue aislar cepas bacterianas autóctonas de ambientes acuáticos de la región patagónica y estudiar sus propiedades probióticas in vitroe in vivo, para evaluar su potencial utilidad en acuicultura. A partir de muestras del tracto gastrointestinal de organismos acuáticos de Patagonia se obtuvieron 149 aislamientos. Utilizando la técnicade la doble capa, se detectaron 58 aislamientos con actividad antimicrobiana contra alguno de los patógenos indicadores Aeromonas salmonicidasubsp. salmonicida, Lactococcus garvieae, Yersinia ruckeri yCarnobacterium piscicola. De dichos aislamientos, las únicas cepas cuya actividad antimicrobiana fue del tipo extracelular fueron T4, T15 y M5, y sólo contra C. piscicola. Estas cepas correspondieron al género Carnobacterium(99,93% homología en la secuencia del gen ARNr 16S con Carnobacterium maltaromaticumDSM 20345(T)). Además, se sumó al estudio la cepa H16,previamente aislada y parcialmente caracterizada, conactividad antimicrobiana extracelular contra A. salmonicida subsp. salmoniciday V. alginolyticus. La secuencia del gen ARNr 16S de H16 mostró 100% de homología con la de Lactobacillus pentosusJCM 1558(T). Carnobacteriumsp. T4, Carnobacteriumsp. T15, Carnobacteriumsp. M5 y Lactobacillus pentosusH16 mostraron baja resistencia a los antibióticos y ausencia de actividad hemolítica, las cuales son características positivas en cuanto a la seguridad microbiológica de estas cepas. La actividad antimicrobiana contra V. alginolyticusy A. salmonicidasubsp. salmonicidapresentada por H16 estuvo asociada con la producción de ácidos orgánicos. En cambio,la actividad antimicrobiana presentada por las cepas T4, T15 y M5 contra C. piscicolafue causada por la producción de bacteriocinas.Debido a la producción temprana del agente antimicrobiano y a su mayor título de inhibición, T4 fue elegida entre las cepas del género Carnobacteriumpara continuar los estudios. Así, las propiedades probióticas de T4, H16 y Lactococcus lactisTW34 (una cepa proveniente de la colección del laboratorio) fueron evaluadas en ensayos in vitroe in vivo. T4, H16 y TW34 mostraron tolerancia a la bilis de trucha arco iris (TAI) y resistencia a pH ácido, sugiriendo que podrían adaptarse a las condiciones del tracto digestivo de los peces. Además, las tres cepas fueron capaces de adherirse al mucus de TAI. La capacidad de adhesión al mucus es una condición favorable para posibilitar la colonización del intestino del pez. En particular, H16 fue capaz de inhibir la adhesión de V. alginolyticusy A. salmonicidasubsp. salmonicidaal mucus de TAI, bioencapsularse en nauplios de Artemia franciscanay protegerlos de la infección con V. alginolyticus. Estos resultados sugieren que H16 se podría administrar a través de portadores vivos, por ejemplo, en el cultivo de larvas. En ensayos in vivoutilizando el pez cebra como modelo, después de 14 días de administración de T4, H16 o TW34, los recuentos de bacterias totales disminuyeron en el intestino de los peces probablemente a expensas de las enterobacterias y Vibrio spp. que disminuyeron en promedio un orden y medio orden de magnitud, respectivamente. En cambio, las bacterias ácido lácticas (BAL) aumentaron aproximadamente dos órdenes de magnitud en los tres grupos tratados. T4 y TW34 se recuperaron del intestino sólo durante su administración mientras que H16 se recuperó 48 h después de la suspensión de su administración, con una abundancia similar a los valores registrados en el período de administración. Esto demostraría la capacidad de colonización del intestino del pez cebra de H16. En ensayos de crecimiento del pez cebra, también los recuentos de BAL en el intestino de los peces cebra fueron mayores y los de Vibriospp. y enterobacterias menores que los del grupo control sin probiótico, luego de 90 días de tratamiento con T4, H16 o TW34. A su vez, el peso corporal promedio de los peces en los tratamientos con T4 o H16 fue significativamente mayor que en el control. Particularmente, los peces tratados con H16 presentaron una mayor tasa de crecimientoespecífica, un mejor factor de condición y un menor factor de conversión del alimento, comparadocon el control. Así, el presente estudio demostró que existen microorganismos en los ambientes acuáticos de la región patagónica que cumplen con los criterios de selección de probióticos. Además, las cepas T4, H16 y TW34 lograron modificar la microbiota intestinal del pez cebra, promoviendo la población beneficiosa de BAL y disminuyendo otros grupos bacterianos conocidos por incluir patógenos oportunistas. La evaluación in vivodemostró que las cepas L. pentosusH16 y Carnobacteriumsp. T4 tuvieron efectospositivos sobre el crecimiento del pez cebra. Por lo tanto, estas cepas son prometedoras para futuros estudios de desarrollo de alimentos probióticos para acuicultura.

Las precipitaciones sobre las montañas son en gran parte originadas o incrementadas cuando el flujo horizontal de aire húmedo es forzado a ascender por la topografía. Esta situación se produce mayormente en el invierno sobre los Andes Centrales (30º -37ºS), cuando el flujo del oeste intenso de un ciclón extratropical llega hasta latitudes subtropicales. Debido a la escasa información disponible en la cordillera, las variaciones de la precipitación son documentadas en una escala transversal a la misma que no tiene en cuenta variaciones entre valles y picos. A partir de 7 años (1970-1976) de datos de precipitación de invierno (Abr-Sep) disponible, la máxima cantidad de precipitación se observó sobre zonas pendiente arriba de la cordillera antes de alcanzar la cresta, siendo aproximadamente el doble de la cantidad de precipitación observada en zonas bajas a barlovento. Inmediatamente a sotavento de los picos más altos, la cantidad de precita- ción cae drásticamente generando un notorio gradiente transversal a la cordillera, con precipitaciones largamente disminuidas en zonas bajas a sotavento. Esta disminución fue mayor en zonas bajas del norte de Mendoza (31.5º-34.5ºS) que del sur (35º -36.5ºS), probablemente debido a la mayor actividad baroclinica y un decaimiento de la altura de la cordillera hacia el sur, permitiendo que una mayor cantidad de precipitación logre atravesar la cordillera. El efecto de bloqueo de los Andes es tan marcado que altera los regimenes de precipitación de las zonas bajas aledañas, siendo de invierno a barlovento y de verano a sotavento al norte de 35º. Las series de precipitaciones diarias revelaron, además, que las tres cuartas partes de la precipitación acumulada en el invierno sobre la cordillera, representativa a su vez de la total anual, es producto de solo 4 o 5 eventos significativos en promedio durante el invierno. Las condiciones sinópticas típicas de los eventos significativos exhibieron un ciclón extratropical intenso sobre las costas sudamericanas del océano Pacifico, con un fuerte flujo concentrado de humedad paralelo al frente frío, el cual ha sido denominado “río atmosférico” en estudios previos en las costas norteamericanas del Pacifico. Dicho flujo de humedad dispuesto mayormente perpendicular a la cordillera impacta y descarga grandes cantidades de vapor de agua en forma de precipitación sobre los Andes Centrales. A barlovento de los Andes, una corriente en chorro paralela a la cordillera es frecuentemente observada en niveles bajos, consistentemente con el predominio de condiciones de estabilidad que favorecerían un bloqueo orográfico y un desvío del flujo hacia el polo; mientras que a sotavento de los Andes, un flujo descendente intenso usualmente alcanza la superficie produciendo tormentas de viento Zonda. Simulaciones numéricas con alta resolución (i.e., ≤ 15 km) confirmaron durante dos casos de estudio que el flujo del oeste es bloqueado y desviado hacia el polo en ni- veles bajos, originando una corriente en chorro paralela a la cordillera. Por otro lado, el flujo de humedad que logró atravesar el sector de los Andes más altos (33º-34ºS) des- cargó el 49% de su contenido de vapor de agua de la atmósfera en forma de precipita- ción a través de mecanismos de ascenso orográfico, mientras que el flujo que atravesó los Andes más bajos (35º - 36ºS) descargó el 25% de su contenido de vapor. Este resulta- do explicaría la mayor precipitación observada en el sur que en el norte de Mendoza, a sotavento de la cordillera. Las observaciones y simulaciones numéricas indican que rol de la topografía de los Andes Centrales es dominante sobre las precipitaciones de invierno en la cordillera misma y en las regiones bajas adyacentes. En las simulaciones sin topografía, la precipi- tación queda limitada exclusivamente al forzante sinóptico, y por lo tanto la cantidad de precipitación cae abruptamente al desaparecer el patrón de precipitación orográfico do- minante. Además, las simulaciones sin la cordillera de los Andes sugieren, por un lado, que las zonas bajas de Cuyo recibirían una mayor cantidad de precipitación y las condi- ciones atmosféricas serían más húmedas a la real durante el invierno. Y por otro lado, cantidades mucho menores de vapor de agua serían removidas de la atmósfera en forma de precipitación, sin la acción de mecanismos de ascensos orográficos adicionales al sinóptico, lo cual implicaría una disponibilidad de agua dulce bastante menor para las regiones de Chile y Cuyo en un escenario sin cordillera de los Andes.

El golfo San Matías (GSM) es una cuenca semicerrada localizada en el norte de la Plataforma Continental Patagónica entre las latitudes de 40o 47' S y 42o 13' S. Presenta un área de aproximadamente 20000 km 2 , siendo el segundo golfo más grande de Argentina. Alrededor del 55% de área total presenta profundidades mayores a 100m, con un máximo de profundidad en el área central de 180 m. La Plataforma Continental en la zona este forma una cuenca abierta con una profundidad media de 70 m en la entrada del golfo. El GSM es un ecosistema relevante en términos de riqueza de hábitats, disponibilidad de recursos y diversidad biológica, con lo cual una importante extensión de sus costas y aguas constituyen Áreas Naturales Protegidas, siendo la más importante Península Valdés, la cuál ha sido declarada Patrimonio Mundial de la Humanidad por UNESCO. Este ecosistema es la principal fuente de bienes y servicios para las comunidades costeras de la provincia de Río Negro y soporta actividades humanas basadas en la explotación de recursos pesqueros y turismo. El objetivo de esta Tesis fue identificar y caracterizar diferentes escenarios ambientales presentes en el golfo San Matías y su relación con la distribución y abundancia de sus recursos biológicos de interés pesquero. Este estudio fue llevado a cabo mediante el análisis de imágenes satelitales de temperatura superficial del mar (TSM) y clorofila-a de los sensores AVHRR (2000- 2008) y SeaWiFS (2000-2006), respectivamente. Las imágenes satelitales AVHRR y SeaWiFS fueron importadas, calibradas, rectificadas, y corregistradas mediante los programas de procesamiento Erdas Imagine y SeaDAS, respectivamente. Se analizaron las variaciones temporales de TSM y clorofila-a en áreas de interés y se elaboraron mapas de promedios, desvíos estándar, máximos y mínimos mensuales, anuales y climatológicos de los productos obtenidos. Un programa de seis campañas oceanográficas estacionales se llevó a cabo entre los años 2007 y 2009 con el objetivo de obtener datos de temperatura, concentración de nutrientes y clorofila-a en superficie y profundidad. Las variables oceanográficas fueron representadas mediante el método de interpolación de krigging en mapas superficiales y perfiles verticales con el propósito de observar su comportamiento espacial. La aplicación de análisis de componentes principales y agrupamiento (análisis multivariados) permitió establecer el agrupamiento de las estaciones de muestreo en función de las condiciones ambientales y la relación entre las variables consideradas (temperatura, profundidad, concentración de nutrientes y clorofila-a). La visión sinóptica y el análisis de imágenes satelitales de temperatura y clorofila-a (en este caso estimada por el sensor MODIS) obtenidas en las fechas de realización de las campañas fue utilizada para complementar los resultados obtenidos en el análisis de los datos de campo. Los mapas satelitales de TSM y clorofila-a junto con datos de las variables determinadas in-situ mostraron dos sectores bien diferenciados en los meses de octubre a marzo. La zona sudeste presentó aguas frías, homogeneidad en la estructura vertical y mayores concentraciones de nutrientes y clorofila-a. La zona noroeste presentó temperaturas relativamente cálidas, estratificación en la columna de agua y como consecuencia, menores concentraciones de nutrientes y clorofila-a. El ciclo térmico del área noroeste se caracterizó por presentar mayor amplitud con respecto al área sudeste. El ciclo de clorofila-a presentó un mínimo en la zona noroeste en verano, característico de aguas que se estratifican en esta estación del año, mientras que en el área sureste el ciclo fue característico de aguas homogéneas (con valores relativamente altos desde la primavera al otoño). La correspondencia entre las estimaciones satelitales y las mediciones in-situ de TSM y clorofila-a (MODIS) fue evaluada mediante el cálculo del error relativo (ER) y el error cuadrático medio (RMS). El modelo de regresión lineal tipo II, Standard Major Axis (SMA) fue utilizado para calcular la pendiente y la ordenada al origen de la ecuación lineal que relaciona las estimaciones satelitales y los datos in-situ. Los resultados mostraron una alta correlación en el caso de temperatura (r 2 = 0,84); mientras que para clorofila-a, si bien los coeficientes de correlación obtenidos fueron bajos (0,26 ≤ r 2 ≤ 0,34), hubo correspondencia espacial y temporal. La comparación entre datos de concentración de clorofila-a de los sensores SeaWiFS y MODIS mostró una importante correlación entre ambas fuentes de datos (r 2 = 0,62), indicando que para el GSM, la serie temporal de clorofila-a obtenida mediante el sensor SeaWiFS puede ser continuada con datos del sensor MODIS. Las series temporales de nueve y seis años de TSM/AVHRR y clorofila-a/SeaWiFS proveyeron una visión amplia y detallada de la evolución estacional y de la variabilidad interanual de ambas variables en el GSM. La evolución temporal de la TSM y clorofila- a satelital permitió caracterizar al GSM como un ecosistema con un ciclo térmico estacional y de concentración de clorofila-a bimodal característicos de aguas templadas. Asimismo, las imágenes satelitales de TSM y clorofila-a permitieron establecer que las dos principales áreas identificadas se encuentran separadas por un frente térmico, en primavera y verano. El cálculo de gradientes térmicos (GRT) se aplicó a imágenes de TSM del sensor AVHRR, los cuales permitieron localizar y cuantificar el frente y estudiar su variabilidad anual e interanual. Los datos de clorofila-a (SeaWiFS) obtenidos en transectas perpendiculares a la dirección del frente, mostraron variaciones espaciales en la zona frontal y en relación a la topografía del fondo. Desde el punto de vista pesquero el recurso biológico más importante en el GSM es la merluza común (Merluccius hubbsi), en este sentido el Sistema de Monitoreo Oceanográfico y Pesquero (SIMPO, 2004-2006) obtuvo datos de actividad de la flota pesquera, un programa de observadores a bordo suministró información biológica y ecológica de las especies de interés comercial, mientras que la Secretaría de Pesca de la provincia de Río Negro proporcionó datos de desembarcos mensuales y capturas por unidad de esfuerzo (CPUE en kg.h -1 ). El SIMPO proveyó datos de posición, velocidad y rumbo de los barcos en tiempo real mediante transmisores satelitales Inmarsat D+. Se utilizaron criterios de velocidad para discriminar los registros de actividad de pesca. Los registros menores a 2,5 nudos y mayores a 4,0 nudos fueron excluidos, ya que no se asociaron a la actividad específica de pesca. Los mapas de actividad de pesca fueron construidos mediante el cálculo de la densidad de datos de posición filtrados sobre una grilla de 0,01o. Estos datos fueron superpuestos a mapas de TSM, GRT y clorofila-a mostrando que los barcos pesqueros operan en el área del frente térmico desde Noviembre a Marzo, obteniendo las máximas capturas de merluza. En esta Tesis, información ambiental de alta resolución espacial y temporal, junto con datos de distribución espacial de la flota de arrastre, obtenidos mediante datos satelitales, permite concluir que la estacionalidad del frente térmico es uno de los principales factores que condicionan la pesquería del GSM, indicando la relevancia biológica de esta estructura oceanográfica. Por otro lado, la obtención de datos satelitales e in-situ en forma simultánea permitió comparar ambas fuentes de información en el área de estudio. En síntesis, esta Tesis permitió: (a) determinar la distribución espacio-temporal de las condiciones oceanográficas de superficie en el golfo San Matías, (b) determinar la estructura vertical de la columna de agua a través de datos de campanas oceanográficas y la interrelación con las condiciones de superficie y (c) observar la coincidencia con los patrones de distribución de especies de interés pesquero a la luz del sistema de seguimiento satelital de la pesquería regional. Consideramos que es la suma de esta información la que contribuirá de manera superlativa a la implementación de un Plan de Manejo Ecosistémico Pesquero (FMP) para el golfo San Matías.

Tesis (MCI Mención Recursos Hídricos)--FCEFN-UNC, 2015