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TÉCNICA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA
PRODUCCIÓN ORGÁNICA PRIMARIA EN AGUAS DE ALTA TURBIDEZ:
NOTA
CIENTIFICA
Trabajo recibido el 28 de marzo de 1978 y aceptado para
su
publicación el 6 septiembre de 1978.
HUGO FERNÁNDEZ P
LAWRENCE D. MEE
Universidad Nacional Aútonoma de
México, Centro del MAr y Limnología.
ENRIQUE F. MANDELLI
UNESCO/PNUD/MEXICO. Contribución 183 del
Centro de Mar y Limonología, UNAM.
Se describe un método para la
evaluación de la producción primaria en aguas con altos
niveles
de materiales en suspensión. La técnica está basada
en la
fijación de 14C con modificaciones al
procedimiento estándar.
Este método se aplicó con buenos resultados en la
estimación de la producción primaria de lagunas costeras
del
Estado de Guerrero.
A method is described to determine the primary
production of waters containing high levels of suspended materials. The
technique is based in the 14C uptake with a
few changes to the standard
procedure. This method was applied with good results in the assessment of
the
primary production of coastal lagoons from Guerrero.
Las técnicas utilizadas en la determinación de la producción orgánica primaria en el medio acuático, evolución de oxígeno (Gaarder y Gran, 1927) y fijación de 14C (Steemann Niel- 1952), presentan algunos problemas cuando se trata de aplicarlas a cuerpos de agua que contienen altos niveles de materiales orgánicos e inorgánicos en suspensión. El método de la evolución de oxígeno da resultados poco confiables, debido a las altas concentraciones de materiales orgánicos y oxígeno disueltos en las aguas de estos ambientes. El método fijación de 14C ofrece mejores perspectivas para este tipo de ambientes acuáticos, sin embargo es necesario introducir algunas modificaciones al procedimiento estándar. La técnica que aquí se describe está basada en la fijación de 14 C y determinación posterior de la actividad de las muestras por centelleo líquido; esta técnica se aplicó con buenos resultados en la evaluación de la producción orgánica primaria de las lagunas de Mitla y Chautengo (Mee, 1977). METODOLOGÍAEn el método propuesto se procede como se hace convencionalmente con este tipo de determinaciones, es decir: toma de muestras en la zona eufótica, filtración de las mismas para eliminar zooplancton, inoculación con 14C-NaHCO3 e incubación in situ. Vollenweider (1966) considera que la estimación de la producción diaria es más precisa si los experimentos in situ se hacen dividiendo el tiempo de incubación en periodos cortos de igual duración. Esta recomendación es de gran relevancia en el caso de cuerpos de agua con alto contenido de materiales orgánicos e inorgánicos en suspensión; el confinamiento prolongado de las muestras se traduce en errores, debido al desarrollo de bacterias e inhibición del proceso fotosintético a causa de los altos niveles de oxígeno desarrollado. Por lo tanto se sugiere hacer incubaciones sucesivas de corto plazo (1 hora) durante el periodo de luz. Una vez completada la incubación de las muestras no es aconsejable filtrar todo el volumen dado lo lento de esta operación, se recomienda en cambio filtrar porciones aliquotas de aproximadamente 10 ml. Para tal fin se diseñó un sistema que consiste de una jeringa graduada de 20 m1, a la que se le adapta un portafiltros de polipropileno Millipore Swinnex de 25 mm, provisto de filtros de membrana Millipore HA de 25 mm, de esta manera la filtración y lavado de las muestras se hace rápidamente y en el campo. Con referencia al lavado de los filtros McMahon (1973) indica que existe retención de 14C-NaHCO8 cuando se filtran volúmenes de muestras reducidos, por lo tanto es necesario lavar cada muestra cuidadosamente, con agua de las zonas de muestreo, previamente filtrada. El almacenamiento de las muestras hasta la determinación de su actividad puede hacerse previo secado de las mismas o manteniéndolas húmedas bajo congelación. Wallen y Geen (1968) en sus experimentos utilizando la técnica de centelleo líquido determinaron diferencias en la actividad de las muestras en filtros secos y húmedos, sugiriendo que existe la posibilidad de que se pierdan materiales volátiles marcados durante el secado. Sin embargo, Pugh (1973) considera que las diferencias observadas por los citados autores fueron el producto de los diferentes líquidos de centelleo empleados en el tratamiento de las muestras secas y húmedas. En los experimentos realizados en las lagunas Mitla y Chautengo los filtros lavados se colocaron húmedos en frascos de vidrio para centelleo líquido y se conservaron congelados sobre hielo seco hasta su procesamiento en el laboratorio. Los detalles del procedimiento a seguir se muestran en la tabla 1. La aplicación del método de centelleo líquido para la determinación de la actividad de las muestras en estudios de producción orgánica primaria fue establecida por Schindler (1966), Wolfe y Schelske (1967), Línd y Campbell (1969) y Pugh (1973) entre otros.  TABLA 1 DETALLES ESPECÍFICOS DEL PROCEDIMIENTO A SEGUIR El método de centelleo líquido es relativamente más eficiente, exige una menor manipulación de las muestras y ofrece la ventaja de que se puede determinar la eficiencia del sistema para cada muestra analizada. Los contadores Geiger-Muller ya no son utilizados para este tipo de estudios, debido a lo difícil de la corrección de la actividad de las muestras para espesor cero y la falta de precisión para determinar la actividad de las disoluciones de 14C-NaHCO3. Las disoluciones utilizadas como líquidos de centelleo (Fluors), están compuestos de 2,5 -difenil oxazol (PPO), 1,4 -bis 2-5 fenil oxazolil benceno (POPOP) y naftaleno disueltos en toxilol, dioxano, 2- metoxictanol, 2-etoxie- etcétera. Uno de los inconvenientes que presenta esta técnica es la disolución adecuada de los filtros y materiales filtrados en los líquidos de centelleo. Existe además el problema de la atenuación de la actividad (Quenching) ocasionada por la naturaleza química de los componentes de los líquidos de centelleo, las sustancias coloridas de las muestras, pigmentos y las sales retenidas en los filtros cuando se trata de muestras de origen marino. En este sentido los experimentos de Pugh (1973) han contribuido considerablemente a resolver estos problemas. El líquido de centelleo escogido para los experimentos aquí referidos fue el de Bray (1960) compuesto de: 80 g de naftaleno, 4 g de PPO y 0.08 g de POPOP, disueltos en un litro de disolvente compuesto de 3 volúmenes de dioxano, 3 volúmenes de 2-metoxietanol. y 1 volumen -de xilol. Teniendo en cuenta que se utilizaron filtros Millipore HA húmedos, para facilitar su disolución, se agregó a cada muestra dos gotas de una disolución de dodecil sufonato de sodio al 0.5%. Las muestras disueltas en el líquido de Bray se dejaron reposar 24 horas para eliminar el "Quenching" debido a los pigmentos. La determinación de actividad de las muestras se hizo utilizando un espectrómetro Packard Tri-Carb del Instituto de Biología, Departamento de Biología Experimental, UNAM. El conteo de las muestras se hizo por triplicado y la eficiencia le determinó utilizando un estándar interno de 14C tolueno. La actividad de las disoluciones de 14C_ NaHCO3 utilizadas en los experimentos se determina utilizando la misma técnica, previa disolución del contenido de 3 ampollas de 14C- NaHCO3, (4 µci) en 100 ml de agua destilada. Para los cálculos de la fijación de 14C por el fitoplancton se aplican las fórmulas que se dan en Strickland y Parsons (1968). La producción orgánica primaria expresada en términos de g C/M2/día se estima trazando en una gráfica, los resultados de la fijación de 14C obtenidos en los experimentos de corto Plazo, para cada profundidad, durante el periodo de luz. Se trazan las curvas correspondí entes y se determina el área que forman con la coordenada del tiempo, integrándose estos valores para la zona eufotica. ConclusionesLas ventajas que ofrece el método aquí descrito se pueden resumir de la siguiente manera: 1. El método es adecuado para trabajos de campo en lagunas costeras dado que todas las operaciones, hasta la preservación de las muestras, pueden realizarse a bordo de pequeñas embarcaciones. 2. Las incubaciones de corto plazo eliminan los posibles errores causados por el prolongado confinamiento de muestras con alto contenido de materiales en suspensión y disueltos debido al desarrollo de bacterias e inhibición del progreso fotosintético por los altos niveles del oxígeno generado. 3. La aplicación del método de centelleo líquido, en estudios de producción primaria hace más precisa la determinación de la actividad de las muestras y de las disoluciones de 14 C-NaHCO 3 utilizadas en la incubación. LITERATURABRAY, G. A., Analyt. Biochem. A simple efficient liquid scintillator for counting aqueous solutions in a liquid scintilation counter. 1960 279-285. 1: GAARDER, T. y H. H. GRAN, Rapp Cons. Explor. Mer., Investigations of the production of planckton in the Islo Fjord. 1927. 24-29. 42: LIND, 0. T. y R. S. CAMPBELL Limnol. Oceanograph, Comments on the use of liquid scintil,lation for routine determination of 14C activity in production studies. 1969. 787-789. 14: MCMAHON, J. W., Limnol. Oceanogr., Membrane filter retention - a source of error in the 14C method for measuring primary production. 1973. 319-323. 18: MEE, L. D., Pacific coast of Mexi- Ph. D. Dissertation, The chemistry and hidrography of some tropical coastal lagoorís. Deparment of Oceanography, University of Liverpool. 1977. PUGH, P. R., Limnol. Oceanogr., An evaluation of liquid scintillation counting techniques for use in aquatic primary production studies. 1973. 310-319. 18: SCHINDLER, D. W., Nature, A liquid scintillation method for measuring carbon - 14 uptake in photosynthesis. 1966. 844-845. 211: STEEMANN NIELSEN, E., J. Cons. Perm. Int. Explor. Mer., The use of radioactive carbon (C14) for measuring organic production in the sea. 1952. 117-140. 18: STRICKLAND, D. H., y T. R. PARSONSI Bull. Fish. Res. Bd. Can., A practical handbook of sea water analysis. 1968. 311 p. 167: VOLLENWEIDER, R. A., Primary Productivity in Aquatic Environment. Calculation models of photosynthesis depth curves and some implications regarding day rate estimates in primary production measurements. In: University of California Press, 1966. 464 p. WALLEN D. G., y G. H. GF-EN, J. Fish. Res. Bd. Can., Loss of radioacti during storage of 14C - labelled phytoplankton on membrane filters. 1968. 2219-2224. 25: WOLFE, D. A., y C. L. SCHELSKE, J. Cons. Perm. Int. Explor. Mer., Liquid scintill- and Geiger counting efficiencies for carbon - 14 incorpora- by marine phytoplankton in productivity measurements. 1967. 31-37. 31:
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