DISTRIBUCIÓN CUANTITATIVA DE BACTERIAS Y LEVADURAS HETERÓTROFAS EN LAS COSTAS DE SINALOA Y NAYARIT, MÉXICO

Trabajo recibido el 25 de febrero de 1985 y aceptado para su publicación el 27 de agosto de 1985.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

En el medio marino se encuentran una gran diversidad de organismos que interaccionan y compiten por la disponibilidad de alimento; dentro de este sistema, las bacterias son las principales participantes en el flujo de la energía heterotrófica y la mineralización de la materia orgánica.

Durante la descomposición de la materia orgánica un 60-80% del carbono presente se libera como dióxido de carbono y el restante 20-40% es utilizado en la formación de substancia celular, incrementándose así la biomasa bacteriana. Además contribuye, sustancialmente, a la nutrición de otros niveles tróficos tanto en la masa de agua como en el sedimento. La intensidad y naturaleza de los intercambios realizados por los microorganismos dependen, fuertemente, de la distribución cualitativa y cuantitativa de sus diversas comunidades y de su dinámica en los diferentes nichos ecológicos en que se localizan (Bianchi, 1980). De esta manera, las grandes diferencias.en la abundancia de las poblaciones bacterianas en diferentes áreas se puede atribuir a las concentraciones existentes de la materia orgánica fácilmente asimilable. (Oppenheimer, 1963).

Liston (1968) encontró variaciones cuantitativas entre sedimentos costeros y profundos, los cuales reflejan la estabilidad y variabilidad de estos dos medios ambientes. Así, el número de bacterias heterótrofas es mayor cerca de las costas y va disminuyendo conforme se aleja de la plataforma continental debido a la acumulación de nutrientes en la región oceánica.

En cuanto a la distribución vertical, el mayor número de poblaciones heterótrofas se encuentran siempre en la zona productiva eufótica; sin embargo, el máximo no se presenta al principio de la zona sino entre los 10-50 m y a los 200 m el número disminuye considerablemente, volviendo a incrementarse en la interfase agua-sedimento (Rheinheimer, 1974).

Los mayores números poblacionales se encuentran en las zonas donde se presentan las termoclínas y los cambios bruscos de salinidad favoreciéndose, de esta manera, las condiciones nutricionales.

Generalmente los hongos y levaduras son considerados organismos de habitats terrestres, sin embargo existen algunas especies de aguas dulces y pocos del medio marino. En la actualidad las levaduras que han sido estudiadas son consideradas formas facultativas marinas de origen terrestre.

Estas poblaciones son relativamente altas en las zonas costeras y en las cercanías a zonas de descarga de aguas negras y su número disminuye rápidamente en la región oceánica, aunque se han reportado levaduras haloterantes (Rheinheimer, 1974). Su limitada distribución podría deberse a su tipo de nutrición ya que al ser saprófitos o parásitos dependen de un grupo específico de plantas y animales marinos (Fell, 1976).

Por ello, el objetivo del presente trabajo es conocer la distribución de las levaduras y bacterias heterótrofas en agua superficial y en sedimento marino en un rango comprendido entre los 24°45' y los 24°00' de latitud norte sobre la plataforma continental; así como el conocimiento de su comportamiento en relación a los parámetros físicoquímicos existentes en la zona.

El área de estudio se encuentra localizada frente a las costas de Sinaloa y Nayarit sobre la plataforma continental y comprendida entre los 20°45' y 24°00' de latitud norte hasta la isobata a los 100 m (Fig. l).

La superficie de la plataforma continental varía de acuerdo a la fisiografía de la costa, siendo al norte de Mazatlán angosta, 25.9 km de ancho y teniendo una depresión que marca el talud a 219.48 m de profundidad. Al sur de San Blas, en Nayarit, la línea de la costa es escarpada y rocosa, la plataforma adyacente a esta zona se encuentra cortada por una cuenca profunda la cual entra en la Bahía de Banderas cerca de Puerto Vallarta, alcanza 74 km de ancho y su profundidad varía de 91.5 a 230 m, aunque en promedio se tiene 100 m de profundidad en casi toda la zona.

En esta zona existen diferentes tipos de sedimentos a lo largo de la plataforma continental. En las zonas litorales existen abundantes barras de las lagunas costeras que se extienden mar adentro como arenas nerfticas, a 1.8 km se detectan lodos predominando arenas-arcillo-limosas, estos no se extienden a más de 50 km de la costa (Curray, 1963; Shephard, 1954). En la plataforma continental de Mazatlán, se distinguen dos grupos según su textura: arena con cantidades pequeñas de arcilla y limo arcilloso a muy arcilloso limosos (van Andel, 1964).

Esta zona se localiza en una región de transición en la que interactúan tres masas de agua para producir una circulación local compleja:

1) Agua de la corriente de California que es fría y con una salinidad de 34.6%.

2) Agua del Pacífico Oriental Tropical que es cálida con una salinidad intermedia de 34.65% a 34.85% .

3) Agua del Golfo de California, cálida y altamente salina, 34.900/ 00 (Stevenson, 1970) (Fig. 2).

Asimismo, el área esta localizada entre dos regiones climáticas distintas: subtropical en el norte y tropical en el sur, con una temperatura promedio anual de 25°C, lluvia de 85 mm con vientos del noroeste durante el invierno, presentándose frecuentemente tormentas tropicales (ciclones) que proceden del sur y en diferentes periodos.

El litoral de Sinaloa tiene una extensión de 570 km, desde la Ensenada del Pabellón hasta la boca de Teacapán en Nayarit, en este estero se localiza la desembocadura del Río San Lorenzo, más adelante la Bahía de Ceuta, limitada por la Península de Quevedo, el Río Elota, cerca de la Punta de San Miguel; el Río Piaxtla, Río Quelite cercano al Puerto de Mazatlán, uno de los más importantes desde el punto de vista económico.

Fig. 1. Localización del área de estudio.

Fig. 2. Circulación del viento y corrientes superficiales (Molina-cruz, 1986). 1. Verano, II. Invierno.

Hacia el sureste se localiza el Río Presidio que se abre en la Boca de Barrón y que aporta agua dulce a las lagunas por el estero Botadero, estas lagunas constituyen el sistema Huizache-Caimanero; Río Baluarte se abre al mar por medio de la Boca de Chamela y aporta agua dulce al sistema a través del Canal Dulce (Fig. 3).

El litoral de Nayarit tiene una extensión de 289 km, se divide en dos zonas, la primera de Teacapán a San Blas con sedimentos de tipo arenoso, en esta área se localiza el sistema lagunar Teacapán Agua Brava que es el más importante curso de agua del estado (Lankford, 1977). La segunda zona sigue la dirección sur-suroeste con un litoral rocoso, en esta región se encuentra la desembocadura del Río Chila, al final se encuentra Punta Mita que es una prolongación de la Sierra Magdalena, rodeada de arrecifes que marcan el principio de Bahía de Banderas donde desemboca el Río Ameca (Tamayo, 1962).

Fig. 3. Area de estudio y localización de las estaciones de muestreo.

Se colectaron un total de 80 muestras de agua superficial y 71 muestras de sedimento frente a las costas de Sinaloa y Nayarit, durante las tres campañas oceanográficas efectuadas en los años de 1981 y 1982 a bordo del B/O "EL PUMA"; con un derrotero de 28 estaciones (Fig. 3).

Las muestras de agua superficial se obtuvieron por medio de bolsas bacteriológicas Niskin (Niskin, 1962) y las muestras de sedimento con una draga tipo Smith-McIntire; de la muestra de sedimento obtenida se tomó una submuestra con una jeringa de plástico estéril de 10 m1 sin punta a modo de un micro-nucleador, y una muestra de sedimento para cuantificar el contenido materia orgánica. La temperatura del agua fue tomada con termómetros reversibles colocados con botellas Niskin .

De las muestras de agua, obtenidas en condiciones estériles, se hicieron diluciones 1:10, 1:100,1:1000 y de cada una fue tomada una alícuota de 0.1 m1, las cuales fueron sembradas, por duplicado, en cajas de petri con medio de cultivo ZoBell tipo 2216E (Oppenheimer-ZoBell, 1952). Las cajas se incubaron durante 48 horas a 30ºC.

De la misma muestra de agua se filtraron 50 ml con un equipo Millipore con filtros tipo HA de 0.45 mu y colocados en cajas de petri conteniendo medio nutritivo YPG (Kriss, 1952), se-incubaron a 30ºC durante 48 horas.

Para las muestras de sedimento se hicieron diluciones 1:10, 1:100, 1:1000, de cada una de las diluciones se tomaron alícuotas de 0.1 ml los cuales fueron sembrados por duplicado en cajas de petri con medio ZoBell tipo 2216E y se incubaron a 30°C durante 48 horas.

La cuantificación de oxígeno disuelto fue hecho con el método de Winkler modificado por Carritt y Carpenter (1966) y para la salinidad se utilizó un salinómetro de inducción marca Beckman modelo R57B.

El contenido de materia orgánica se obtuvo por porcentaje de carbón orgánico presente en los sedimentos según la técnica de Walkey-Black, 1934 y modificado por Gaudette y Flight (1974).

Durante el periodo en que se realizó el presente trabajo el número de bacterias heterótrofas encontradas en agua superficial, dentro del área de estudio, fue de 6 x 10 4 bact. / ml; el número menor fue de 6 bact./ml en la estación 9 durante el mes de marzo y el número mayor de 3.1 x 10 5 bact./ ml en la estación 22 durante los meses de julio agosto.

En la figura 4, se observa que durante los meses de julio agosto las cuantificaciones fueron de 10 4 bact./ml de agua en las zonas cercanas a Huizache-Caimanero, Río Baluarte y Río Grande de Santiago. Las menores cuantificaciones durante estos meses fueron en la parte sur de la Boca del Golfo de California, 10³ bact./ ml de agua.

Las cuantificaciones más altas fueron encontradas en la desembocadura de los grandes ríos, debido a la gran precipitación pluvial que en esta época del año, provoca deslaves continentales los cuales son descargados hacia la plataforma continental llevando materia orgánica en' suspensión (Robinson, 1973). Además los vientos del sureste provocan movimientos de las corrientes su perficiales del sur hacia el interior del Golfo de California y hacia afuera de las costas; estas aguas del sur son tan frías como las que fluyen en los océanos de latitudes medias provocando surgencias en las costas (Molina-Cruz, 1986).

En el mes de diciembre las cuantificaciones fueron de 10² a10³ bact/ ml de agua (Fig. 5). Esta disminución en las poblaciones bacterianas puede deberse a la baja precipitación pluvial existente en esta época del año y, a que las corrientes superficiales fluyen del norte del Golfo de California hacia el sur provocando fluctuaciones en la temperatura y por consiguiente cambios en la densidad del agua, la cual sufre un desplazamiento hacia afuera de la plataforma continental (Robinson, 1973), esto puede explicar el hecho de que las numeraciones más altas se encuentren frente a las grandes desembocaduras de los ríos como son el Elota, Sistema Huizache-Caimanero y Río Grande de Santiago, pero desplazados hacia afuera de la línea de costa. En esta época del año la cantidad de nutrientes disminuye en la zona eufótica por el florecimiento de plancton y, durante un corto tiempo, existe un aumento en la productividad primaria cerca de la costa.

Fig. 4. Distribución de bacterias heterótrofas en agua superficial, Crucero ESPO-CA I.

Fig. 5. Distribución de bacteria heterótrofas en agua superficial, Crucero ESPO-CA II.

Durante el mes de marzo se observó una distribución más homogénea de las poblaciones bacterianas debido a que los vientos del noroeste provocan una disminución en la temperatura de las aguas provenientes del norte, ya que la corriente de Baja California fluye hacia el sureste ayudando a homogenizar las condiciones de toda el área de estudio.

En las muestras de sedimento se encontraron cuantificaciones entre 10³ y 10 5 bacterias por gramo de sedimento húmedo, lo cual concuerda con lo reportado por Oppenheimer (1963), para la plataforma continental del Pacífico Norte.

La distribución cuantitativa de las bacterias heterótrofas, en el sedimento del área estudiada, presenta diferencias para las distintas épocas del año. En los meses de julio y agosto (Figs. 6 y 7) se observaron cuatro zonas bien definidas: a) la comprendida entre Ensenada del Pabellón y la desembocadura del Río Elota con cuantificaciones de 10 4 bact./gr de sedimento húmedo; b) la zona comprendida desde la desembocadura del Río Piaxtla hasta el sistema Huizache-Caimanero con un aumento de 10 5 bact./ gr de sedimento húmedo; c) una zona de disminución a 10 4 bact. / gr de sedimento frente al sistema Teacapán-Agua Brava; para sufrir un nuevo incremento a 10 5, bact./ gr de sedimento húmedo en la desembocadura del Río Grande de Santiago hasta Bahía de Banderas, Jal.

Las zonas con mayor concentración de bacterias están comprendidas en las desembocaduras de los ríos, debido a que durante el verano, por efecto de las lluvias, se produce una gran erosión costera producto del crecimiento de los ríos que arrastran a su paso una gran cantidad de materia orgánica y sedimentos terrígenos detritales hacia la plataforma continental, favoreciendo la actividad heterotrófica en los procesos de mineralización de dicha materia orgánica (Robinson, 1973).

Durante el invierno se lleva a cabo una remoción de los sedimentos hacia afuera de la plataforma continental debido a los movimientos de las corrientes de surgencia que van de la parte norte del Golfo de California hacia el sur del país, provocando que los depósitos de materia orgánica sufran desplazamientos hacia afuera de la línea de costa; este fenómeno lo podemos observar en la figura 8, en la zona comprendida entre el Sistema Huizache-Caimanero y Río Grande de Santiago donde existen las mayores numeraciones, 10 5 bact. / gr de sedimento húmedo con una pequeña disminución a 10 4 bact./ gr de sedimento húmedo en la zona cercana a la costa producto del desplazamiento de los sedimentos por las corrientes de surgencia existentes. Esto coincide, también, con el contenido de carbón orgánico presente en los sedimentos (Tabla 5) el cual tiende a ser mayor en dicha zona.

Sin embargo la disposición de los sedimentos, y por consiguiente de las poblaciones de bacterias heterótrofas, es más estable en el mes de marzo (Fig. 9 y Tabla 5) donde las numeraciones más altas, 10¹ bact./ gr de sedimento húmedo, se encontraron en la zona de descarga de los ríos del Sistema Huizache-Caimanero, Río Baluarte y a el Río Grande de Santigo; y las numeraciones menores en la zona norte de Ensenada del Pabellón hasta Mazatlán con un desplazamiento hacia fuera de la línea de costa en la zona de descarga de los grandes ríos hasta Bahía de Banderas donde se encontró un promedio de 10 4 bact./ gr de sedimento húmedo.

Estos resultados coinciden con lo dicho por Flint (1981), en cuanto a que el reciclamiento de la materia orgánica de los sedimentos hacia la columna de agua depende, en gran parte, de la facilidad con que el lodo del piso oceánico puede resuspenderse, además de que cuando se encuentra una menor cantidad de materia orgánica en los sedimentos el número de bacterias heterótrofas será mayor.

De los resultados obtenidos en las pruebas estadísticas se puede inferir que en los Cruceros I y III no hubo una variación significativa entre el número de bacterias heterótrofas encontradas en las muestras de agua y los encontrados en las muestras de sedimento. Sin embargo, en el Crucero II si se encontró una diferencia significativa entre ambos esto, tal vez, debido a que ésta es la época de sequías y la materia orgánica que es acarreada por los ríos sufre un depositamiento rápido haciendo que exista, en los sedimentos, una mayor cantidad de carbono orgánico que en la columna de agua (Tablas 1 a 4).

También se puede observar, una diferencia estacional significativa en los conteos obtenidos en las muestras de agua durante las diferentes épocas del año.

Fig. 6. Distribución de bacterias heterótrofas en agua superficial, Crucero ESPO-CA III.

Fig. 7. Distribución de bacterias heterótrofas en sedimento, Crucero ESPO-CA I.

Fig. 8. Distribución de bacterias heterótrofas en sedimento, Crucero ESPO-CA II.

Fig. 9. Distribución de bacterias heterótrofas en sedimento, Crucero ESPO-CA III.

TABLA 1 RESULTADOS DE LAS PRUEBAS ESTADÍSTICAS PARA BACTERIAS HETERÓTROFAS EN AGUA SUPERFICIAL

TABLA 2 RESULTADOS DE LAS PRUEBAS ESTADÍSTICAS PARA BACTERIAS HETERÓTROFAS EN SEDIMENTO

TABLA 3 RESULTADOS DE LAS PRUEBAS ESTADÍSTICAS PARA BACTERIAS HETERÓTROFAS EN AGUA Y SEDIMENTO

Las pruebas de correlación lineal hechas entre las cuantificaciones de bacterias heterótrofas y los datos de temperatura, salinidad y oxígeno disuelto, en cada uno de los cruceros efectuados, no dieron una correlación significativa por lo que se puede inferir que dichos parámetros físico-químicos no están afectando la distribución de las poblaciones bacterianas existentes en el área de estudio.

Con respecto a los resultados obtenidos para el conteo de Unidades Formadores de Colonias (UFC) en levaduras, se puede observar que las numeraciones fluctúan entre 10 y 100 UFC/ 100 m1 de agua, siendo el valor más bajo de 13 UFC en la' estación 30 del Crucero ESPOCA-III y el más elevado de 6,600 UFC en la estación 22 del Crucero ESPOCA-I. Los resultados coinciden con lo reportado para aguas superficiales en el Pacífico Norte (Taga y Seki, 1962; van-Uen y Castelo-Branco, 1963; Kriss el al., 1952; Roth et al., 1962 y Fell, 1976).

TABLA 4 RESULTADOS DE LAS PRUEBAS ESTADÍSTICAS PARA LEVADURAS EN AGUA SUPERFICIAL

TABLA 5 CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA EN SEDIMENTOS

Las poblaciones de levaduras siguen una distribución cuantitativa semejante a las obtenidas para bacterias heterótrofas (Figs. 10, 11 y 12), encontrándose su distribución más homogénea durante la época de lluvias que es cuando aumenta la descarga de los ríos hacia la plataforma continental. En la figura 11, se puede observar un aumento de 10 a 100 UFC/ 100 ml de agua en una pequeña área lejos de la línea de costa frente a la Ensenada del Pabellón y el Río Piaxtla debido a los desplazamientos de las corrientes de las aguas superficiales existentes durante esta época del año y de las que ya se ha hablado anteriormente.

De los resultados obtenidos en el período en que se realizó el presente estudio se puede observar que existe una marcada diferencia estacional en la distribución cuantitativa de las poblaciones bacterianas y de levaduras, tanto en agua superficial como en sedimento; esto influenciado, en gran parte, por los cambios que presentan en su movimiento las corrientes de agua superficial y de fondo en esta zona por la influencia de las Corrientes de California, del Golfo de California y Norecuatorial, provocando que las características físico-químicos sufran modificaciones en las diferentes épocas del año en que se presentan.

Con respecto a los resultados obtenidos de las pruebas estadísticas de correlación múltiple, se puede observar que los cambios que se presenten en la salinidad y temperatura del área en las diferentes épocas del año, no influyen en la distribución de las poblaciones bacterianas y de levaduras ya que estas son terméfilas-haloterantes.

Sin embargo, es importante tener un mayor conocimiento de los niveles de nutrientes, de las variaciones en las poblaciones de fitoplancton y zooplancton y de la productividad primaria existentes en la zona, para poder establecer una correlación entre ellas y su influencia en la distribución cuantitativa que presentan las poblaciones bacterianas.

Fig. 10. Distribución de levaduras en agua superficial, Crucero ESPO-CA I.

Fig. 11. Distribución de levaduras en agua superficial, Crucero ESPO-CA II.

Fig. 12. Distribución de levaduras en agua superficial, Crucero ESPO-CA III.

Los autores agradecen a Ubaldina Alvarez Rivera por su colaboración en la parte química, a Francisco J. Villena I. por su ayuda en la elaboración del material gráfico, y a los miembros de la tripulación del buque oceanográfico "El Puma" UNAM por la ayuda prestada durante la realización de los cruceros.

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