La comunidad de macroinvertebrados acuáticos como un reflejo de la calidad del agua

El agua es uno de los recursos naturales más importantes para la vida, no obstante, los ecosistemas dulceacuícolas han sufrido grandes cambios tras las actividades humanas, cuyo impacto afecta de forma directa la calidad del agua y, con ello, a los organismos acuáticos.


Los ríos son sistemas dinámicos y multifuncionales que se caracterizan por la presencia de redes de drenaje, con diversos cauces y un alto grado de heterogeneidad ambiental. Esta complejidad es favorecida por diversas interacciones y transiciones entre clima, geomorfología, precipitación, flujo de agua y sistemas ribereños (Gómez, Fernández, & Kehr, 2012; Guevara, 2014), sin embargo, la calidad de estos ecosistemas se ve afectada por diversas presiones antrópicas, tanto en su estructura como en los servicios que proporcionan (Durance & Ormerod, 2007; Acosta, Ríos, Rieradevall, & Prat, 2009; Custodio & Chanané, 2016).

Las principales perturbaciones antrópicas sobre los ecosistemas dulceacuícolas son la am­pliación de infraestructura urbana y rural, la actividad industrial, el pastoreo y la agricultura (Stevens & Cummins, 1999; Ríos & Bailey, 2006; Armas, López-Acosta, Velázquez, & Sánchez, 2018). Por fortuna, el creciente interés por conocer el estado de los cuerpos acuáticos y su evolución en el tiempo ha generado una revolución en el uso de diversas técnicas para evaluar la calidad del agua, tal es el caso del empleo de especies silvestres, a las cuales se les ha dado el nombre de bioindicadores.

La comunidad de macroinvertebrados acuáticos como un reflejo de la calidad del agua

Río Yautepec.
Foto: Alejandro Cisneros

Bioindicador

El grado de perturbación de un espacio determinado se conoce al revisar la estructura de la comunidad de organismos que ahí habitan. Según el caso, puede darse la reducción o desaparición por completo de poblaciones de algunas especies, la prevalencia e incremento de la densidad de otras ya presentes, así como la aparición de terceras especies, incluso afines al factor de estrés. A las especies que componen estas comunidades dinámicas se les denomina bioindicadores o indicadores biológicos, pues son elementos vivos que están reflejando las condiciones del medio en que se desarrollan (Ladrera-Fernández, 2012).

Los bioindicadores son una herramienta infalible, pues aunque existe una clase de perturbaciones que pueden no modificar la estructura de la comunidad sí dan lugar a otros cambios perceptibles a nivel individual. Este es el caso de la presencia de tóxicos en el agua, que inducen en los organismos respuestas metabólicas para compensar el problema generado por las condiciones del medio. Estos pequeños cambios, imperceptibles en la comunidad, son evidentes al analizar a los individuos de cada especie por separado, pues de esta manera es posible detectar el uso de ciertas vías metabólicas en los tejidos celulares o alteraciones en el material genético, que son señales del estrés generado por un factor específico disuelto en el medio (Ladrera-Fernández, 2012).


Los heredamientos derecho hidrico riegoFoto proporcionada por: Perla Edith Alonso.
Los heredamientos derecho hidrico riegoFoto proporcionada por: Perla Edith Alonso.

En México, la calidad de agua se ha monitoreado con ayuda del análisis de parámetros fisicoquímicos, como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO); la demanda química de oxígeno (DQO), y los sólidos suspendidos totales (SST; Conagua, 2008). Estos parámetros son útiles para medir la cantidad de materia orgánica en el agua, sin embargo, la información que aportan sólo es representativa de las condiciones momentáneas del agua; en contraste, los indicadores biológicos son capaces de informar de perturbaciones más allá de la propia contaminación del agua, como alteraciones físicas del cauce y la ribera (Ladrera-Fernández, 2012; Armas et al., 2018).

Existen diferentes tipos de bioindicadores de ecosistemas fluviales, como microorganismos, macrófitos o peces. Sin embargo, uno de los grupos más utilizados son los macroinvertebrados acuáticos. Esto se debe a la forma relativamente sencilla y económica en que pueden ser muestreados, además de que la taxonomía de este grupo en general es bien conocida en el nivel de familia y género; de igual modo, la sensibilidad de muchos taxa a diferentes tipos de contaminación también es bien conocida (Bonada, Prat, Resh, & Statzner, 2006; Resh, 2008; Ladrera-Fernández, 2012; Prat, Ríos, Acosta, & Rieradevall, 2019).


La comunidad de macroinvertebrados acuáticos como un reflejo de la calidad del aguaThraulodes. Género de moscas de la familia Leptophlebiidae.
Foto proporcionada por: Perla Edith Alonso.

Otra de las ventajas del uso de este tipo de bioindicadores es su gran riqueza de especies, con un amplio y diverso abanico de respuestas a los gradientes ambientales. Existen algunas especies con ciclos de vida largos que son especialmente útiles al hacer los análisis, pues se pueden integrar los efectos de la contaminación con respecto al tiempo; es decir, es como tener información del presente y pasado de lo que está sucediendo en las aguas (Alba-Tercedor & Sánchez-Ortega, 1988; Bonada et al., 2006; Resh, 2008; Del C. Guinard, Ríos, & Bernal, 2013; Prat et al., 2009).

Macroinvertebrados acuáticos

Roldán (1992) los describe como organismos que al menos durante algún estadio de su ciclo de vida viven exclusivamente en un ambiente acuático; son pequeños animales que no tienen espina dorsal y son visibles sin usar un microscopio, pues miden más de 0.5 mm de longitud. En la mayoría de los riachuelos, la energía disponible para los organismos se almacena en las plantas y se pone a disposición de la vida animal en forma de hojas y algas que comen los macroinvertebrados. A su vez, éstos son una fuente de alimento para aves, mamíferos y peces.

En el grupo de los macroinvertebrados se incluyen animales como esponjas, planarias, sanguijuelas, oligoquetos, moluscos o crustáceos, entre los que destacan los cangrejos. Sin embargo, el grupo de invertebrados acuáticos más distribuido en las aguas dulces es el de los insectos. En muchas especies de este grupo, los huevos y las larvas son acuáticos, mientras que los adultos suelen ser terrestres. Entre los insectos cuya alguna fase de su vida es acuática destacan los efemerópteros, plecópteros, odonatos, hemípteros, coleópteros, tricópteros y dípteros (Ladrera-Fernández, 2012).

Los macroinvertebrados tienen especial importancia en los ecosistemas acuáticos, al constituir el componente de biomasa animal más representativo en muchos tramos de ríos y con ello jugar un papel fundamental en la transferencia de energía desde los recursos basales hacia los consumidores superiores de las redes tróficas (Ladrera-Fernández, 2012), esta es una de las razones por las que las especies que forman la comunidad biótica de un cuerpo de agua definido componen un índice indiscutible de las condiciones ambientales que allí se presentan y de que las fluctuaciones de contaminación que puedan presentarse son o no lo suficientemente significativas como para provocar alteraciones graves en el cuerpo de agua (Endara, 2012).

Impactos que alteran la comunidad de macroinvertebrados acuáticos

Contaminación del agua

A pesar de la implantación de sistemas de depuración que disminuyen el impacto de vertidos procedentes de núcleos urbanos e industriales, este tipo de sustancias sigue suponiendo un claro impacto a los ecosistemas fluviales, pues no todos los vertidos pasan por un sistema de depuración, y aunque así fuera, los sistemas de depuración no son capaces de eliminar todas las sustancias tóxicas, por lo que los restos de estas sustancias llegan a los ríos y e impactan la comunidad de la biota en general. Cabe destacar las crecientes concentraciones de pesticidas y productos farmacéuticos que se han detectado en los ríos y que pueden afectar gravemente a los animales acuáticos (Ladrera-Fernández, 2012).

Eutrofización

Es el crecimiento desmedido de algas y otras especies productoras en el agua como consecuencia de un aumento de nutrientes en la misma, en especial nitratos procedentes de actividades agroganaderas y fosfatos procedentes de detergentes. La acumulación excesiva de estas especies productoras conduce a su propia muerte y putrefacción, provocando un descenso de las concentraciones de oxígeno en el agua, lo cual reduce el desarrollo de gran cantidad de macroinvertebrados (Ladrera-Fernández, 2012).

Alteraciones morfológicas

Cabe destacar que cada grupo de macroinvertebrados vive en un tipo específico de hábitat, como pueden ser pozas, rápidos, sombras, grandes bloques, raíces de árboles, plantas acuáticas, llanuras de inundación, etcétera. Por ello, cualquier tipo de alteración que provoque una homogenización del cauce y la eliminación de muchos de estos hábitats, como la construcción de escolleras o canalizaciones, provocará una disminución de la diversidad de macroinvertebrados y el consiguiente empobrecimiento del ecosistema (Ladrera-Fernández, 2012).

Alteraciones del régimen del caudal

Las alteraciones del régimen del caudal pueden derivarse de la toma de agua para regadíos, de pequeñas centrales hidráulicas y, sobre todo, de embalses, y son capaces de modificar la comunidad original de seres vivos, pues las especies autóctonas han desarrollado estrategias de vida adaptadas al flujo natural (Ladrera-Fernández, 2012).

Especies invasoras

La introducción de especies se ha convertido en uno de los principales problemas ambientales en la época de la globalización, algunas de estas introducciones han sido accidentales, pero otras no.

Existen especies introducidas capaces de adaptarse a la perfección a las nuevas condiciones, provocando el desplazamiento de especies autóctonas; incluso pueden desencadenar alteración física y química del hábitat; cuando ello sucede, se convierten en especies invasoras (Ladrera-Fernández, 2012).

Alteraciones del bosque de ribera

Los bosques de ribera llevan a cabo una gran cantidad de funciones básicas en el ecosistema fluvial, entre los que cabe destacar la estabilización de los márgenes y la reducción del poder erosivo del río; la creación de hábitats y alimento para todo tipo de especies animales; la retención de nutrientes y contaminantes antes de que entren en el cauce, así como su capacidad de proporcionar sombra al río, impidiendo la proliferación excesiva de algas. Por todo ello, cualquier alteración de los bosques de ribera provocará una clara alteración de la comunidad de macroinvertebrados (Ladrera-Fernández, 2012).

Índices bióticos basados en macroinvertebrados

Un índice biótico es una combinación de la diversidad, la presencia o ausencia de ciertos grupos taxonómicos sensibles a la contaminación, el cual se traduce en un solo valor referente de la calidad de los sistemas naturales. Los índices bióticos evalúan el grado de contaminación de un ecosistema acuático mediante la tolerancia o sensibilidad de un organismo a un determinado contaminante (Flores-Díaz et al., 2013). Existen diferentes índices bióticos que son extrapolaciones a una escala numérica de la composición y la dominancia de especies, como el Índice EPT (Ephemeróptera, Plecóptera y Trichoptera; Carrera & Fierro, 2001) y el Biological Monitoring Working Party (BMWP, por sus siglas en inglés), en el cual el puntaje va de 1 a 10 de acuerdo con la tolerancia de los diferentes grupos a la contaminación orgánica. Las familias más sensibles, como Perlidae y Oligoneuriidae, reciben un puntaje de 10; en cambio, las más tolerantes a la contaminación, por ejemplo, Tubificidae, reciben una puntuación de 1. La suma de los puntajes de todas las familias encontradas en el sitio de estudio brinda el valor final del índice (Armas et al., 2018).

El análisis de la calidad del agua resulta económico al utilizar estas herramientas de interpretación ambiental debido a que necesitan bajo nivel taxonómico (familia) y tienen un bajo costo en términos de tiempo (identificación de insectos) y dinero, lo que las convierte en metodologías rápidas y útiles para obtener resultados de calidad en poco tiempo (Roldán, 2003; Endara, 2012).

Conclusión

La principal importancia de los macroinvertebrados radica en que constituyen el componente de biomasa animal de mayor dimensión en los cauces de los ríos, por lo que juegan un papel fundamental en la transferencia de energía entre los recursos basales y los consumidores superiores de las redes tróficas.

Desde hace décadas, los macroinvertebrados bentónicos han recibido gran atención en los estudios ecológicos de los ecosistemas de aguas corrientes, y hoy día se destacan por su utilidad como indicadores biológicos de la calidad del agua.

La comunidad biótica de un cuerpo de agua compone un índice sobre las condiciones ambientales que allí se presentan, por lo que su presencia o ausencia califica si las concentraciones de contaminación que pudieran presentarse son o no lo suficientemente significativas como para afectar de manera grave las condiciones del cuerpo de agua.

Referencias

Acosta, R., Ríos, B., Rieradevall, M., & Prat, N. (2009). Propuesta de un protocolo de evaluación de la calidad ecológica de ríos andinos (CERA) y su aplicación a dos cuencas en Ecuador y Perú. Limnetica, 28, 35-64.

Alba-Tercedor, J., & Sánchez-Ortega, A. (1988). Un método rápido y simple para evaluar la calidad biológica de las aguas corrientes basado en el de Hellawell (1978). Limnetica, 4, 51-56.

Armas, V. P., López-Acosta, J. C., Velázquez, N., & Sánchez, O. (2018). La comunidad de macro-invertebrados acuáticos como herramienta para evaluar la calidad de agua en la cuenca alta de la Antigua, Veracruz, México. En: Ramírez-Bautista, A., & Pineda-López, R. (eds.). Ecología y conservación de fauna en ambientes antropizados (pp. 6-20). Querétaro, México: Red Temática Biología, Manejo y Conservación de Fauna Nativa en Ambientes Antropizados (Refama), Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ).

Bonada, N., Prat, N., Resh, V. H., & Statzner, B. (2006). Developments in aquatic insect biomonitoring: A comparative analysis of recent approaches. Annual Review of Entomology, 51, 495-523.

Carrera, C., & Fierro, K. (2001). Manual de monitoreo: los macroinvertebrados acuáticos como indicadores de la calidad del agua. Quito, Ecuador: EcoCiencia.

Custodio, M., & Chanané, F. (2016). Análisis de la biodiversidad de macroinvertebrados bentónicos del río Cunas mediante indicadores ambientales, Junín-Perú Scientia Agropecuaria, 7(1), 33-44.

Del C. Guinard, J., Ríos, T., & Bernal, J. A. (2013). Diversidad y abundancia de macroinvertebrados acuáticos y calidad del agua de las cuencas alta y baja del río Gariché, provincia de Chiriquí, Panamá. Gestión y Ambiente, 16(2), 61-70.

Durance, I., & Ormerod, J. (2007). Climate change effects on upland stream macroinvertebrates over a 25-year period. Global Change Biology, 13, 942-957.

Endara, A. (2012). Identificación de macro invertebrados bentónicos en los ríos: Pindo Mirador, Alpayacu y Pindo Grande; determinación de su calidad de agua. Enfoque UTE, 3(2), 33-41.

Flores-Díaz, A. C., Ramos-Escobedo, M. G., Ruiz-Córdova, S. S., Manson, R., Aranda, E., & Deutsch, W. G. (2013). Monitoreo comunitario del agua: retos y aprendizaje desde la perspectiva de global Water Watch-México. Congreso Nacional de Cuencas Hidrológicas, Morelia, Michoacán, México.

Gómez, L. M., Fernández, L. A., & Kehr, A. I. (2012). Coleópteros acuáticos de lagunas situadas en el noroeste de la provincia de Corrientes, Argentina. Revista de la Sociedad Entomológica Argentina, 71, 73-85.

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Ladrera-Fernández, R. (2012). Los macroinvertebrados acuáticos como indicadores del estado ecológico de los ríos. Páginas de Información Ambiental, (39), 24-29.

Prat, N., Ríos, B., Acosta, R., & Rieradevall, M. (2009). Los macroinvertebrados como indicadores de la calidad de las aguas. En: Domínguez, E., & Fernández, H. R. (eds). Macroinvertebrados bentónicos sudamericanos. Publicaciones Especiales. San Miguel de Tucumán, Argentina: Fundación Miguel Lillo.

Resh, V. H. (2008). Which group is best? Attributes of different biological assemblages used in freshwater biomonitoring programs. Environmental Monitoring and Assessment, 138, 131-138.

Ríos, S. L., & Bailey, R. C. (2006). Relationship between riparian vegetation and stream benthic communities at three spatial scales. Hydrobiologia, 553, 153-160.

Roldán, G. (1992). Fundamentos de limnología neotropical. Medellín, Colombia: Editorial Universidad de Antioquia.

Roldán, G. (2003). Bioindicación de la calidad del agua en Colombia. Antioquia, Colombia: Universidad de Antioquia.

Stevens, M. H., & Cummins, K. W. (1999). Effects of long-term disturbance on riparian vegetation and in-stream characteristics. Journal of Freshwater Ecology, 14, 1-17.

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