Iii diversidad de organismos



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III

Diversidad de organismos


Rodolfo Claro
La diversidad de especies de los ecosistemas tropicales, y en particular los marinos, ha sido muy poco estudiada. Si bien en estos se concentra más del 80 % de las especies del planeta, el número de científicos en esas regiones no sobrepasa el 6 % de los existentes, y de ellos muy pocos están especializados en taxonomía. Además, en estas regiones se concentran precisamente los países más pobres, con menores posibilidades económicas para sufragar las investigaciones que, en el ámbito marino, son particularmente costosas y logísticamente complejas. No obstante, a pesar de las limitaciones existentes en recursos materiales y humanos, la diversidad de especies de la plataforma de Cuba ha sido bastante estudiada, particularmente en los últimos 30 años.

A juzgar por la cantidad de especies registradas en la literatura (publicada y en archivos), resulta evidente que la plataforma de Cuba posee una riqueza de especies probablemente mayor que las otras islas de Caribe. Ello parece estar determinado por la incidencia de varios factores. En primer lugar Cuba es la mayor de Las Antillas, con una plataforma marina relativamente extensa, comparable con algunas regiones continentales, lo cual favorece el autoreclutamiento y contribuye a la biodiversidad regional mediante la exportación a otros paises del área, y también se beneficia con el asentamiento de larvas oceánicas provenientes de regiones alejadas. Posee numerosas bahías, caletas, esteros y otros accidentes costeros, que posibilitan el establecimiento de una gran variedad y amplitud de biotopos marinos tropicales (ver Habitats). Estas características, unido a una envidiable posición geográfica dentro de la provincia Caribeña, con costas en el Mar Caribe occidental, el Golfo de México y el Canal Viejo de las Bahamas, favorecen interrelaciones ecológicas muy diversas que permiten el establecimiento de una gran diversidad de organismos.

Una característica distintiva de los ecosistemas marinos es su pobre endemismo. Existe una notable conectividad y múltiples interrelaciones en el medio acuático y sus especies por lo que sus provincias biogeográficas son muy poco definidas por su composición de especies únicas. Las especies marinas raramente están confinadas en pequeñas áreas o hábitats limitados, por ello también la extinción de especies es menos probable que en los ecosistemas terrestres (Norse, 1993). Si bien el número de especies marinas es menor que el de las terrestres, su diversidad taxica (táxones superiores) es mayor que en tierra. Si consideramos las mencionadas relaciones de conexión de la plataforma cubana con otras del Gran Caribe, es de esperar que su fauna y flora sean pobres en especies endémicas. Sin embargo, su riqueza de especies, variedad de hábitats y estado de conservación de los mismos, caracterizan a esta región como una de las de mayor diversidad biológica del hemisferio occidental.

Se estima que hay cerca de 230 000 especies marinas conocidas hasta ahora, pero que el número real podría llegar a los dos millones. Cada año se descubren no menos de 100 nuevas especies marinas ( ).

Hasta la fecha, el número de invertebrados marinos conocidos en Cuba sobrepasa la cifra de 5 700 especies y la de cordados más de 1 060 (principalmente peces). Considerando además los microorganismos y la flora marina, se conoce la existencia de unas 7 300 especies marinas en Cuba (considerando solo los grupos taxonómicos resumidos en este trabajo). La Tabla 1 presenta un resumen del número de especies reportadas para cada uno de los principales taxones (filo hasta órden en algunos casos). A partir del conocimiento existente sobre la diversidad de especies en el Gran Caribe hemos estimado (con un muy variable nivel de apreciación para cada taxa) que el número de especies probables en las aguas marinas de Cuba, pudiera sobrepasar la cifra de 10 500. A partir de esta burda estimación, se infiere que al menos el 30% de las especies de la flora y fauna marina de Cuba aún están por descubrir. Estos porcentajes pueden ser mucho más elevados en relación con los microorganismos y con la fauna de aguas profundas, la cual, debido a su relativa poca accesibilidad, ha sido mucho menos estudiada.

De aproximadamente 35 phylla representados en los ecosistemas marinos de Cuba, solo 14 son objeto de estudios sistemáticos de forma regular, aunque en estos últimos se encuentran representados los táxones considerados más importantes por su diversidad, abundancia y funciones en el ecosistema marino. No obstante, algunos grupos importantes, como los protozoos y los nemátodos, han recibido muy poca atención a pesar de su abundancia y diversidad. El conocimiento de las bacterias y hongos marinos es aún incipiente, considerando la gran diversidad genética y específica de dichos organismos. Las macroalgas y fanerógamas, han sido bastante bien inventariadas no así las microalgas, ya que los estudios realizados han estado dirigidos más bien a evaluar el fitoplancton en su conjunto. Por otra parte, varios táxones han sido bastante bien estudiados, tal es el caso de los moluscos, crustáceos, esponjas, celenterados, equinodermos y peces.


Tabla 1. Diversidad de táxones superiores en los ecosistemas marinos, número de especies aproximado de especies descritas a nivel global (en todos los ecosistemas, según Rupert y Barnes, 1994; Hawksworth, D.L. y M.T. Kalin-Arroyo. 1995), número estimado de especies marinas y especies registradas en aguas de Cuba.

Nombre común

Categoría taxonómica

No. de especies







Global

En Cuba







Total

Marinos

Registradas

Viruses




4 000







Bacterias

Dominios Bacteria (o EUBACTERIA) y Archaea

4 000




131

Hongos

Dominio Eukarya

72 000

500

38

Microalgas (algas unicelulares, cianofíceas, y fitoflagelados)

Reino Vegetal + filos CYanophyta (dominio Bacteria) + Chromophyta y Chlorophyta (Reino PROTISTA)







360

Macroalgas y fanerógamas

Reino Vegetal

40 000

7500

423

Protozoos

Reino Protista

40 000




1 000?

Metazoos

Reino Animal

1 320 000







Esponjas

Filo Porífera

10 000

6 780

280

Placozoos

Filo Placozoa

1

1




Celenterados

Filo Cnidaria

10 000 .

9 000

310

Ctenoforos

Filo Ctenophora

50

50

6

Gusanos planos

Filo Platyhelminthes

20 000

4 000

95

Mesozoos

Filo Gnathostomulida

80

80

?




Filo Orthonectida y Rhombozoa

50

50

?

Gusanos alargados o aplanados

Filo Nemertea o Rhynchocoela

900

800?

?




Filo Gastrotricha

430

250?

?




Filo Nematoda.

25 000

4000?

?




Filo Nematomorpha

320

20?

?




Filo Rotifera

1 500

75?

?




Filo Acanthocephala

1 150

500?

3




Filo Kinorhyncha (Echinodera)

150

150

?




Filo Loricifera

9

9

?




Filo Tardigrada

600

pocos

?




Filo Sipunculida

320

320

8




Filo Echiura

140

140

?




Filo Priapulida

16

16

?

Moluscos

Filo Mollusca

70 000

50%?

1 545

Gusanos

Poliquetos



Filo Annelida

Clase Polychaeta



12 000

8 000

391





Filo Pogonophora

80

80

3

Crustáceos

Filo Arthropoda

(Subfilo Crustacea)



40 000

80%?

1 348




Crustáceos no decápodos







705




Crustáceos Decápodos







643

Equinodermos

Filo Echinodermata

6 000

6 000

387

Briozoos

Filo Bryozoa

5 000

80%??

84




Filo Entoprocta

150

150

?

Gusanos

Filo Phoronida

14

14

?




Filo Brachiopoda

325

325

?




Filo Hemichordata




?

?

Gusanos flecha

Filo Chaetognatha

70

70

9




Filo Chordata

45 000







Tunicados

Subfilo Urochordata

Clase Ascideacea



2 300

2 300

62

Lampreas, peces

Subfilo Vertebrata,

Clase Gnathostomata



25 000




998

Reptiles

Clase Reptilia




7

6

Mamíferos

Clase Mammalia




126

22

Total










7 300

El nivel de conocimientos acumulado difiere notablemente entre las ecoregiones de la plataforma. Así, por ejemplo, el Golfo de Batabanó y las aguas interiores y exteriores del Archipiélago Sabana-Camagüey han recibido atención preferencial, por su accesibilidad e importancia para la pesca y el turismo marítimo. Los Golfos de Ana María y Guacanayabo, así como la zona noroccidental de la isla y la estrecha faja de plataforma que bordea las provincias orientales, han sido pobremente estudiadas, aunque en todas ellas se han realizado investigaciones ecológicas de diversa índole que han aportado información importante sobre su diversidad de organismos.

En este capítulo se presentan, de forma resumida, los conocimientos acumulados sobre los principales grupos taxonómicos, y de cada uno de ellos, las especies destacadas por su importancia económica y ecológica y su papel en el ecosistema marino de la plataforma cubana y aguas adyacentes. No se pretende un análisis detallado de todos los grupos, sino solo resumir el conocimiento sobre la biodiversidad de aquellos táxones de los cuales se ha logrado integrar la información existente para Cuba, tratando de identificar su diversidad relativa, su estado de conservación y utilidad, las amenazas a que están sometidos así como los vacíos en el conocimiento. Los mencionados resúmenes han sido confeccionados por los especialistas más destacados en cada uno de los taxa. Para muchos de los phylla que tienen representantes en el medio marino, el nivel de conocimientos es muy pobre, y a falta de especialistas en los mismos, el editor de esta obra presenta una breve síntesis tomada de la literatura, con el objeto de identificar los taxa poco conocidos, presentes o probables en aguas cubanas, y promover el estudio de los mismos.

Considerando que no existía hasta la fecha un estudio integral de la diversidad de organismos marinos de Cuba y la necesidad de hacer un balance del conocimiento existente, a esta obra se anexa un CD-ROM que contiene las listas de especies de los principales grupos taxonómicos, reportadas hasta el momento de edición de esta obra, lo cual puede constituir un punto de partida para la revisión y proyección del inventario exhaustivo de la biodiversidad de especies marinas de Cuba.

A partir de la utilización del código genético como elemento básico para el estudio de la evolución y diferenciación de las células y organismos, la taxonomía ha sufrido radicales cambios en sus conceptos y aplicaciones. Ello ha implicado frecuentes modificaciones y criterios en la nomenclatura y ordenación filogenética, en base a diferentes criterios, sobre los cuales aún no se ha definido uno universal. Por tanto, no se sigue un riguroso criterio en la ordenación de los táxones superiores, aunque para los microorganismos se utiliza la nomenclatura dada por Madigan et al. (1999), y para los invertebrados la brindada por Rupper y Barnes (1994), aunque en los casos en que se han hecho revisiones más recientes, se adopta la más aceptable a criterio del autor.



BACTERIAS - Dominios Bacteria y Archaea

María Elena Miravet Regalado y Gladys M. Lugioyo Gallardo

Instituto de Oceanología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente

Ave.1ra, No.18406 Rpto. Flores. Playa. La Habana, Cuba. C.P. 12100, Cuba.

e-mail: mariaelena.miravet@infomed.sld.cu
Las bacterias son microorganismos procariontes no visibles a simple vista, que presentan una amplia variedad de características morfológicas, fisiológicas y genéticas lo cual les permite vivir en cualquier tipo de hábitat, incluso en aquellos que presentan condiciones extremas de temperatura, salinidad o pH. Las pertenecientes al dominio Bacteria se encuentran normalmente en las aguas, el suelo, el tracto digestivo de los animales y en muchos otros hábitats, mientras que las bacterias del dominio Archaea en su mayoría son anaerobias, se desarrollan en ambientes inusuales o extremos como: fuentes termales, aguas hipersalinas, suelos y aguas altamente ácidas o alcalinas. Algunas arquea-bacterias muestran propiedades bioquímicas poco comunes como las metanogénicas, las cuales producen metano como parte esencial de su metabolismo energético (Madigan et al. 1999).

La diversidad microbiana es indispensable para el sostenimiento de la biosfera, no sólo por el importante papel que juegan los microorganismos como descomponedores de contaminantes y restos orgánicos, sino también como productores y consumidores de gases relacionados con el clima del planeta. Las bacterias pueden utilizar fuentes alternativas de energía, sobrevivir sin oxígeno e incluso, usar diferentes fuentes de carbono orgánico e inorgánico, por lo que son extremadamente eficientes en la absorción y el reciclaje de carbono en el océano. Así, la biomasa bacteriana que se produce es consumida por diferentes organismos de niveles tróficos superiores, lo que garantiza el funcionamiento del flujo de carbono y energía a través de la trama alimentaria, aún en condiciones de oligotrofía (Karl, 2002).

Algunas bacterias marinas intervienen en la formación de nódulos de manganeso, otras contribuyen a la precipitación de carbonato de calcio y muchas viven en simbiosis con peces u otros organismos estableciendo relaciones mutuamente ventajosas como las que existen entre las bacterias fijadoras de nitrógeno, epífitas de las microalgas (Pérez-Nieto, 2001).

Debido a su amplia diversidad metabólica y alto poder catalítico, muchas bacterias son capaces de descomponer petróleo, otras reducen su viscosidad y algunas hasta degradan plásticos, lo cual tiene importantes implicaciones económicas y ambientales. Desde el punto de vista biotecnológico, las bacterias marinas constituyen fuentes potenciales de producción de sustancias biológicamente activas como antibióticos, inmunoestimulantes, enzimas, etc.

El estudio de la diversidad de procariontes ha estado muy limitado por muchos años debido a las dificultades para caracterizar los microorganismos después de su aislamiento en cultivos puros y a la inhabilidad de aislar aquellos no cultivables. Se reconoce que solamente 5000 especies de bacterias han sido descritas mediante de cultivos puros. A partir de la década del 80, el empleo de las nuevas técnicas moleculares de amplificación y secuenciación del gen ARNr 16 S han permitido describir nuevas especies de bacterias que no habían sido aisladas antes en cultivos puros (Botella-Grau, 2000).

En la actualidad, se dispone aproximadamente de unas 22 000 secuencias completas del gen ARNr 16S procedentes de microorganismos cultivados y no cultivados, lo que ha puesto en evidencia la existencia de nuevas especies y la reubicación de otras aparentemente similares (Sherr y Sherr, 2000).

Dentro del dominio Bacteria se han descrito 12 grupos de los cuales, las bacterias Gram positivas (Verrucomicrobiales) y las subdivisiones alfa y gamma del grupo Proteobacteria se encuentran distribuidas en una amplia variedad de hábitats acuáticos. Otros grupos filogenéticos como las bacterias de la subdivisión delta-Proteobacteria aparecen mejor adaptadas a micronichos anóxicos y las bacterias del filo Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides en agregados que flotan en las aguas. Por otra parte, las bacterias del grupo beta-Proteobacteria han sido detectadas en aguas dulces y se encuentran ausentes en ambientes marinos. No obstante, el análisis de las secuencias de la sub- unidad 8S del ARN en bacterias aisladas de diferentes ambientes sugiere que algunas especies microbianas marinas se encuentran distribuidas globalmente (Kirchman et al. 2001).

En Cuba, los trabajos de diversidad de bacterias han estado dirigidos en su gran mayoría, a la identificación de bacterias aerobias o anaerobias facultativas, heterótrofas y mesófilas pertenecientes al dominio Bacteria y en menor proporción, al aislamiento y recuento de bacterias que pertenecen al dominio Archea. Dentro del dominio Bacteria también se ha trabajado en un grupo grande y heterogéneo de fototrofos oxigénicos que poseen pigmentos y realizan fotosíntesis: las cianobacterias. Este grupo de organismos se trata en la sección de microalgas.

Las bacterias aisladas proceden de aguas marinas y de aguas interiores, de sedimentos marinos, de fangos salinos sulfurosos y de diferentes organismos como: corales, esponjas, algas, moluscos y peces. Los aislados de aguas y sedimentos marinos provienen tanto de la plataforma (manglares, arrecifes coralinos, fondos fangosos, fango-arenosos y arenosos), como de las aguas oceánicas adyacentes, hasta los 200 m de profundidad.

Hasta el momento en Cuba se han reportado 131 especies y 47 géneros. Muchos aislados no han podido ser identificados hasta el nivel de especie. Entre las bacterias identificadas se encuentran representados miembros de 12 familias los cuales han sido descritos en otras regiones del océano mundial.

En la plataforma norte occidental, se ha encontrado una mayor diversidad de especies de bacterias que en la suroccidental, quizás debido al mayor número de trabajos realizados en la primera región, por la ventaja que representa el rápido traslado de las muestras para su procesamiento en los laboratorios.

En las aguas oceánicas adyacentes, en general la diversidad fue similar en el norte y el sur, aunque en la región sur se aislaron cepas que pertenecen a Arthrobacter, Halobacterium (actualmente Halorubrum), Lactobacillus y Photobacterium que no aparecieron en el norte, mientras que en el norte se encontraron bacterias de los géneros Corynebacterium, Neisseria, Sarcina y Staphylococcus que no fueron aislados en el sur (Lugioyo, 2003).

En las aguas neríticas de la plataforma se han identificado especies cosmopolitas pertenecientes a los géneros Bacillus, Flavobacterium, Micrococcus, Pseudomonas y Vibrio, independientemente del tipo de hábitat, mientras que especies de la familia Enterobacteriaceae predominan en las zonas costeras impactadas por residuales albañales (Miravet, 2003).

En el caso particular de las cepas aisladas de la plataforma suroccidental, se encontró una mayor heterogeneidad fenotípica entre los aislados de los fondos blandos que entre aquellos procedentes de los arrecifes. Ello parecer ser consecuencia de una mayor diversidad de fuentes de materia orgánica disponibles en la macrolaguna que en los arrecifes, los cuales, generalmente se encuentran en aguas oligotróficas.

Por otra parte, las bacterias aisladas de los sedimentos de la plataforma presentan mayores potencialidades bioquímicas para descomponer compuestos orgánicos in vitro que aquellas aisladas de las aguas, quizás debido a que en los sedimentos disponen de una mayor variedad de compuestos orgánicos, lo que favorece el desarrollo potencial de una amplia actividad metabólica. Esta capacidad catalítica garantiza la descomposición de compuestos orgánicos complejos que precipitan sin haberse degradado totalmente en la columna de agua, contribuyendo así a la autodepuración del ecosistema marino (Miravet, 2003).

En Cuba la mayoría de los aislados procedentes de las aguas y sedimentos marinos se encuentran depositados en la Colección de Bacterias Marinas del Instituto de Oceanología, la cual cuenta en total con 386 cepas de bacterias, de las cuales, el 70% se encuentra identificado. Del total de aislados, el 28,.2 % degrada petróleo, el 26,9 % produce tensioactivos, el 45 % presenta actividad beta-hemolítica y el 37 % produce compuestos antimicrobianos. De estos últimos, el 17 % presenta actividad frente a Escherichia coli y Bacillus subtilis, el 7 % tiene actividad antifúngica frente a Candida albicans y Aspergillus niger y el 13 % de los aislados presenta ambas actividades. También, del total de aislados, el 26% es capaz de producir compuestos de bajo peso molecular intercalantes del ADN, característica conocida de muchos compuestos antitumorales. Dentro de las cepas productoras de antibióticos aisladas de aguas cubanas se encuentran las especies Bacillus brevis, B. cereus, B. licheniformis, B. mycoides, B. pumilus, B. subtilis, Halobacterium sacharovorus, Planococcus halophilus y Pseudomonas stutzeri. También, se cuenta con un aislado de Micrococcus varians que es productor de un compuesto glicoproteico con actividad inmunoestimulante y antitumoral en ensayos con animales de experimentación.

Entre de las bacterias degradadoras de hidrocarburos se encuentran Acinetobacter, Arthrobacter, Bacillus cereus, Corynebacterium, Flavobacterium, Klebsiella, Micrococcus, Pseudomonas y Vibrio y entre las especies productoras de tensioactivos Bacillus cereus, B. circulans, B. firmus, B. licheniformis, B. macerans, B. mycoides y B. pumilus, entre otras (Morales et al. 2003).

Formas más frecuentes de bacterias marinas (a - cocos, b - bacilos, c - espirilos, d: diferentes tipos de colonias de bacterias). A partir de la morfología, la coloración a la tinción Gram y la respuesta a los ensayos bioquímicos es posible la identificación de las bacterias hasta nivel de especie.


La combinación de algunas cepas degradadoras de hidrocarburos y productoras de tensioactivos se ha empleado en la formulación de un bioproducto el cual se ha utilizado con gran efectividad en derrames de hidrocarburos que han afectado las costas cubanas. Esta bioremediación ha permitido minimizar los daños ambientales y acelerar la recuperación del ecosistema, por lo que se trabaja en el desarrollo de este bioproducto para su producción a mayor escala.

De igual manera, la producción de tensioactivos por bacterias marinas ofrece amplias perspectivas de desarrollo, no sólo por su posible empleo como aditivo en cosméticos y alimentos, sino también, por su aplicación en la industria petrolera. Tal es el caso de un compuesto tensioactivo que se obtuvo por vía fermentativa a partir de Bacillus cereus y se aplicó en 19 pozos de petróleo de un polígono experimental lográndose un notable incremento en la productividad de estos.

Algunas especies tienen notable importancia ecológica por su participación en el ciclo del azufre, como las bacterias sulfatoreductoras y oxidadoras del sulfhídrico: Desulfovibrio sp. y Thibacillus thiooxidans respectivamente, las cuales se han aislado de fangos salinos sulfurosos con propiedades medicinales, y de aguas y sedimentos fangosos en la zona costera al sur de la Provincia Habana (ver sección productos y servicios de la diversidad biológica).

También se han identificado bacterias luminiscentes de diferentes fuentes: la especie Vibrio harveyi se ha aislado de organismos marinos y aguas oceánicas y las especies Photobacterium phosporeum y Vibrio splendidus Tipo I, procedentes de las aguas oceánicas adyacentes. La especie Photobacterium leiognathi se aisló sólo de las aguas de la plataforma, debido a los requerimientos ambientales de esta especie, la cual necesita para su desarrollo altas concentraciones de nutrientes y elevadas temperaturas. La bioluminiscencia de estas bacterias se debe a la presencia de la enzima luciferasa, la cual es de utilidad en la industria biomédica para el marcaje de anticuerpos, así como en la evaluación de residuales industriales mediante su empleo en ensayos de toxicidad (Stuart et al. 2001).

En la desembocadura de algunos ríos de la provincia Ciudad de La Habana se aislaron e identificaron bacterias parásitas pertenecientes al género Bdellovibrio spp. las cuales pueden contribuir a la eliminación de bacterias coliformes en el medio marino y también pudieran aplicarse en el control de enfermedades bacterianas en cultivos de algunos vegetales (Z. Romay 2004, comunicación personal).

Entre las especies de bacterias nocivas a los peces e invertebrados marinos, en Cuba se han reportado Aeromonas hydrophila (en tilapia), A. salmonicida (en camarón) conocida causante de furunculosis en peces, Staphylococcus sp. y Vibrio alginolyticus (en langosta, camarón y ostión), V. anguillarum (causante de las vibriosis en peces óseos) y V. vulnificus (en langosta y ostión), Flavobacterium sp. y Pseudomonas sp. (en bonito, carpa, tilapia y camarón de cultivo), Plesiomonas sp. (en camarón) y Cytophaga (en bonito) (Miravet, 1998). También se han identificado miembros de otros géneros y especies como Aerococcus viridans, Bacillus coagulans, Vibrio nereis, V. harveyi, V. parahaemolyticus, Chromatium violaceum (Miravet, 1998), que si bien no todos manifiestan patogenecidad en los organismos marinos, pueden transmitirse al hombre a través de la trama alimentaria pudiendo ocasionar daños a la salud.

Otras especies de bacterias reportadas son aquellas indicadoras de contaminación albañal las cuales han recibido especial atención por los daños que ocasionan a la salud humana, ya que son causantes de diversas enfermedades gastrointestinales agudas y respiratorias. Estas bacterias en su mayoría pertenecen a la Familia Enterobacteriaceae, destacándose entre ellas Escherichia coli, Enterobacter cloacae, E. aerogenes, etc., y otras a la familia Vibrionaceae como Aeromonas hydrophila, Vibrio cholerae no O1 y V. cholerae no O1 grupo II de Heiberg que se han aislado e identificado de aguas costeras, sedimentos arenosos, fangos salinos y de organismos marinos como ostiones, camarones, langostas, almejas, mejillones y algunos peces de interés comercial (González, 1997, 2001).

La abundancia de especies de bacterias nocivas para la salud humana presentes en zonas marino-costeras de interés recreativo es evaluada regularmente por las autoridades del Ministerio de Salud Pública encargadas de este control. De igual forma, las autoridades de Control de Calidad del Ministerio de la Industria Pesquera chequean sistemáticamente la presencia de bacterias nocivas en los organismos marinos que se usan con fines de alimentación.

Las investigaciones sobre la biodiversidad de microorganismos, han tomado gran auge a partir de la introducción de las técnicas moleculares (Sherr y Sherr, 2000) las cuales facilitaron el descubrimiento de nuevas especies. En Cuba el nivel de conocimientos sobre las bacterias marinas aún es pobre. Los estudios han estado dirigidos fundamentalmente a la identificación de bacterias aerobias y anaerobias facultativas, mesófilas y quicio-organotrofas, su variación espacio-temporal y su relación con algunos parámetros físico-químicos y meteorológicos con el fin de encontrar especies y/o grupos indicadores de calidad ambiental.

Aunque no se ha estudiado la ecología y funciones de las bacterias quicio-litotrofas, las especies Desulfovibrio desulfuricans, Thiobacillus thiooxidans y Beggiatoa sp. se han aislado de los fangos sulfurosos de algunas salinas de Cuba. Estas bacterias participan en la formación de compuestos bioactivos del azufre por lo que su presencia y concentración en estos fangos se han usado como criterios para evaluar el grado de deterioro de dichos peloides en condiciones de almacenamiento.

En cuanto a la diversidad y abundancia de bacterias anaerobias como las metanogénicas y fototrofas, se desconoce totalmente, debido a dificultades inherentes al cultivo de dichos microorganismos.

Desde el punto de vista geográfico, las investigaciones sobre diversidad de bacterias marinas en la plataforma cubana se han limitado a las zonas norte y sur-occidental. De la región central y nororiental, sólo existe información sobre la distribución cuantitativa de bacterias heterótrofas aerobias mesófilas y la intensidad con que descomponen la materia orgánica. En la ecoregión que comprende los Golfos de Ana María y Guacanayabo, sólo existe información cuantitativa del número total de microorganismos y la biomasa bacteriana.

En las aguas oceánicas adyacentes al archipiélago cubano los estudios se han realizado en la capa fótica, hasta 200 m de profundidad, por su importancia para los organismos fotosintetizadores, primeros eslabones de la trama alimentaria. En esas aguas la concentración de microorganismos fue mayor en el norte que en el sur. En ambas regiones las mayores concentraciones de bacterias heterótrofas mesófilas se encontraron en el nivel superficial y en la capa termoclina, observándose una disminución hacia el final de la capa fótica. Esta distribución esta directamente relacionada con la concentración de materia orgánica que utilizan estos microorganismos como fuente de carbono y energía.

Los factores que constituyen amenazas específicas para el mantenimiento de la diversidad microbiana en el ecosistema marino son los mismos que atentan contra el sostenimiento de la vida en el planeta (contaminación, cambios climáticos). Sin embargo, los microorganismos tienen una reconocida capacidad de adaptación ante condiciones ambientales adversas, formando estructuras resistentes (esporas) o logrando reducir al mínimo su actividad metabólica, lo que les permite mantenerse en un estado “latente” (“dormant state”), hasta que se recuperan las condiciones ambientales favorables. Esta capacidad de adaptación de los microorganismos constituye una estrategia para la sobrevivencia.

Las mayores amenazas sobre la diversidad bacteriana son aquellas que atentan contra la conservación ex situ de las especies microbianas. Los aislados que se conservan en colecciones (muchos de los cuales no han sido aún estudiados) corren el riesgo de perder potencialidades fisiológicas y bioquímicas, a veces debido a la presencia de plásmidos en el interior de las células y otras por falta de las condiciones óptimas de mantenimiento.

Teniendo en cuenta la amplia diversidad de especies microbianas que se prevé que existan en el ecosistema marino, su conocimiento y uso aún es incipiente. Aunque son relativamente pocas las especies que se encuentran en explotación desde el punto de vista biotecnológico (la mayoría son cepas productoras de antibióticos, enzimas e inmunoestimulantes), este campo de investigación debe ser priorizado por las amplias posibilidades de obtener nuevas moléculas bioactivas y las ventajas económicas que presenta la producción de metabolitos por vías fermentativas (Blunt et al. 2003).



Hongos – Dominio EUKARYA

Diana Enríquez Lavandera y María Elena Miravet Regalado

Instituto de Oceanología, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente

Ave.1ra, No.18406 Rpto. Flores. Playa. La Habana, Cuba. C.P. 12100, Cuba.

e-mail: ecomar@oceano.inf.cu
Los hongos se diferencian fácilmente de los procariotas por poseer células más grandes (10-100um), núcleo verdadero (con envoltura nuclear), vacuolas y mitocondrias, es decir, una típica célula eucariótica. Presentan nivel de organización unicelular, pluricelular o dimórfico. Contienen paredes celulares rígidas constituidas principalmente por quitina, en combinación con diversos polisacáridos. A diferencia de las células de las algas y otras plantas vasculares, las células de los hongos no poseen cloroplastos y también se diferencian en la constitución química de la pared celular y las sustancias de reserva. Tienen respiración fundamentalmente aeróbica y nutrición heterótrofa. Presentan reproducción asexual y sexual, generalmente con la producción de esporas móviles (Herrera y Ulloa, 1998). La clasificación general de los hongos considera un Reino: Fungi y tres Fila: Ascomycota, Basidiomycota y Deuteromycota (Hyde y Pointing 2000). La característica esencial del filo Ascomycota, a la cual debe su nombre, es la producción de ascas durante la reproducción sexual, en cuyo interior se generan las esporas denominadas ascosporas. Las ascas se agrupan en cuerpos fructíferos microscópicos y macroscópicos, llamados ascocarpos. Su reproducción puede ser asexual y sexual. Constituyen el mayor grupo de hongos y son cosmopolitas.

Todos los hongos, incluidos en el filo Basidiomycota, forman esporas durante la reproducción sexual, llamadas basidiosporas sobre células especializadas con el nombre de basidios. Generalmente cada basiodio engendra cuatro basidiosporas en su zona apical. Los basiodios se encuentran generalmente organizados en un himenio que se localiza en un basiodiocarpo. Su reproducción puede ser asexual y sexual.

El filo Deuteromycota (en revisión) comprende un gran número de especies de hongos, con su reproducción asexual por medio de esporas denominadas conidios. Este Filo se encuentra en estudio y reorganización porque se considera que se trata de los estados asexuales de ascomicetes, cuyos estados sexuales no han sido descubiertos o nunca han existido (Alexopoulos et al. 1996). Solo en un pequeño número de deuteromicetes se ha podido correlacionar el estado asexual con el sexual. La inmensa mayoría de estos hongos son terrestres, aunque existen acuáticos, tanto marinos como dulceacuícolas.

La mayoría de los hongos marinos son saprobiontes, es decir viven asociados a la materia orgánica en descomposición, aunque existen algunas especies parásitas de plantas y animales marinos. En las algas se reportan alrededor de 31 especies de ascomicetes marinos parásitos, en las cuales se pueden observar decoloraciones o la formación de agallas. Las especies Lindra thalassiae, Lindra maritima y Lulworthia sp. muy comunes en nuestras costas, parasitan a Sargassum sp. El hongo Haloguignardia irritans parasita a Cystoseira sp. y Halidrys sp. En algunas algas rojas se observan decoloraciones, como la provocada por Chadefaudia marina en Rhodymenia palmata. El hongo Cytospota rhizophoreae ocasiona la muerte de semillas, retoños y la destrucción de las raíces aéreas del mangle rojo, Rhizophora mangle (Enríquez, 2004).

Los hongos juegan un papel primordial como descomponedores primarios de sustratos orgánicos entre los que se encuentran los compuestos lignocelulósicos, los cuales, no pueden ser utilizados por otros organismos y cuya acumulación en el ecosistema terrestre o acuático pudiera convertirse en una causa frecuente de contaminación. Por tanto, los hongos contribuyen a la mineralización de las fuentes de carbono absorbidas de sus alrededores, al reciclaje de nutrientes y al movimiento de materia y energía en su medio ambiente (Liberra y Lindeguist, 1995).

Otra actividad importante de los hongos es su contribución a la formación de partículas de arena a partir de la fragmentación de las conchas y los esqueletos calcáreos de moluscos y foraminíferos. También se ha demostrado que los hongos marinos pueden degradar algunos compuestos del petróleo como el n-hexadecano, 1-hexadeceno, pristano y en menor grado, n-tetradecano lo que puede ser utilizado en la bioremediación de ecosistemas marinos dañados con estos contaminantes (González et al. 2000).

Los hongos constituyen una fuente importante de productos biológicamente activos, incluyendo compuestos de interés farmacológico como son los esteroides, alcaloides, antibióticos y antitumorales. Algunos hongos producen productos químicos como el etanol, y enzimas que se emplean como aditivos alimentarios. De algunos hongos marinos se han obtenido ácidos grasos como el oleico, el palmítico y el linoleico, así como muchos aminoácidos.

Los datos generados al valorar la diversidad de los hongos microscópicos en un lugar pueden ser utilizados como indicadores del nivel de perturbación de ese ambiente, y específicamente indican el primer nivel de respuesta a la destrucción sistémica del ecosistema (González et al. 2000).

Los hongos se encuentran ampliamente distribuidos y viven en cualquier sitio que presente material orgánico.. Se encuentran en temperaturas de 4 a 60 °C. No obstante, el rango de temperatura óptima para el desarrollo de las especies tropicales fluctúa entre 25 y 28 °C e incluso hasta 35 °C. Sin embargo, las especies cosmopolitas son más tolerantes a las variaciones de temperatura, un ejemplo típico es Corollospora maritima, una de las especies frecuentes no solo en el Caribe, sino también en todo el mundo (Enríquez, 2004). El cosmopolitismo de los hongos se debe fundamentalmente a su distribución por pequeños fragmentos de sus micelios y sobre todo, por la enorme cantidad de esporas microscópicas que son transportadas fácilmente por las corrientes de aire y agua a lugares lejanos y diversos.

Hughes (1974) propuso cinco regiones: Ártica, Templada, Subtropical, Tropical y Antártica, teniendo en cuenta la temperatura como uno de los principales factores que controlan la distribución de los organismos marinos. Sin embargo, estudios recientes han demostrado la necesidad de considerar otros factores como la existencia de sustratos y hospederos adecuados en el desarrollo de los hongos marinos (González et al. 1998). Estos se encuentran en todos los hábitats que forman el ecosistema marino: desde las zonas costeras hasta las profundidades oceánicas. Se conocen como “hongos marinos estrictos” cuando se desarrollan y esporulan sólo en ambientes marinos y estuarinos, y “hongos marinos facultativos” cuando provienen del hábitat terrestre o de aguas dulces pero que son capaces de crecer y en ocasiones esporulan en condiciones marinas.

Se han descrito alrededor de 80 060 especies de hongos. De éstas aproximadamente 78 660 son terrestres, 1 000 son dulceacuícolas y solo 444 son marinas (Hyde y Pointing, 2000). Para la región del Caribe, se han registrado 11 250 especies de hongos pertenecientes a 2 643 géneros y 386 familias, la mayoría de ellos terrestres (Minter et al., 2001).

En Cuba se han registrado 3 870 especies de hongos (Minter et al. 2001), de las cuales solo 38 especies son marinos. De ellos 29 corresponden al filo Ascomycota y nueve al grupo de los hongos mitospóricos del filo Deutoromycota (actualmente en revisión para su reubicación taxonómica). Hasta el momento, no se han encontrado representantes del filo Basidiomycota en aguas cubanas (González et al. 2003).



La mayoría de las especies identificadas en la plataforma cubana han sido aisladas de la zona litoral a partir de sustratos orgánicos como restos de maderas, cocos, algas, corales, foraminíferos, hojas, semillas y raíces de mangles y en menor proporción, de sedimentos y muestras de agua. También se han aislado de la espuma de mar, la cual acumula entre sus burbujas considerable variedad de esporas.


Son pocos los hongos que dependen de un hospedero especifico, entre ellos podemos citar Didymosphaeria rhizophorae, Keissleriella blepharospora y Robillarda rhizophorae. Estas especies se encuentran restringidas a las raíces y hojas del mangle rojo, Rhizophora mangle. Por el contrario, especies como Corollospora gracilis, Lindra marinera y Arenariomyces parvulus se han encontrado colonizando varios tipos de sustratos, siendo muy frecuentes y con un amplio rango de distribución geográfica (Enríquez et al. 2001).

Las especies Corollospora marítima, Arenariomyces parvulus y A. triseptatus se han aislado tanto del interior como de la superficie de foraminíferos que se encuentran comúnmente en las playas de Cuba (Enríquez et al., 2001). Entre las especies registradas, las más abundantes son Lindra marinera, Corollospora maritima y Arenariomyces parvulus, las cuales representan más del 60% del total de los aislamientos realizados en la zona costera.

Los hongos de los géneros Corollospora, Varicosporina y Arenariomyces aislados frecuentemente en la zona litoral de Cuba, utilizan como fuente de carbono el n-hexadecano, el cual constituye una fracción de los hidrocarburos alifáticos. Esta habilidad es muy frecuente entre las especies de hongos marinos arenícolas lo que los convierte en candidatos potenciales para trabajos de bioremediación (Kirk y Gordon, 1988).

Liberra et al. (1998) obtuvieron el antibiótico Corollosporina a partir de Corollospora marítima, especie que es muy abundante en Cuba. También de Dendryphiella salina se ha producido Glicerol dendryphiellate A y Dendryphiellins A1, E1y E2 (Guerrero et al. 1990).

Los hongos marinos arenícolas por lo común son saprobios e inócuos para la salud, pero existen también en la arena de las playas especies patógenas al hombre que ocasionan diversos tipos de micosis. En las playas cubanas, este tipo de estudio será acometido en un futuro inmediato. Es importante investigar la existencia de dichos hongos para lograr su control y prevenir la infección de las personas que se exponen a la arena de la playa con fines recreativos o de trabajo (Gonzalez et al. 2000).

Hasta la fecha los trabajos realizados en Cuba abarcan áreas geográficas muy pequeñas del país: el litoral de la zona noroccidental, que es la mejor estudiada (Capó de Paz, l986 y Enríquez, 2004), Baracoa y la Ciénaga de Zapata (Villamigos, 2004). De las especies registradas, 25 han sido encontradas en la región noroccidental y 13 provienen de las otras zonas. Es evidente la necesidad de extender el estudio de la diversidad de hongos marinos al resto de las regiones de la plataforma cubana.


Los Vegetales marinos
Los vegetales marinos incluyen una gran diversidad de organismos (unicelulares o pluricelulares) del Reino Vegetal, todos ellos caracterizados por la presencia de diversos pigmentos asimiladores y que producen sustancias orgánicas que son sintetizadas directamente a partir de sustancias inorgánicas (CO2, agua y sales nutrientes) con la ayuda de la luz como fuente de energía (fotosíntesis). Algunos protozoos (Protista) y bacterias (Cianobacteria) también tienen esa característica. En esta obra los separamos arbitrariamente en dos categorías, tomando en cuenta sus funciones y zonación en el medio marino: las microalgas (generalmente unicelulares), y las macroalgas y fanerógamas que componen el macrofitobentos.

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