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Presentación del grupo 5491 - 2008-2.

ANTECEDENTES Y PERSPECTIVASEl concepto de biodeterioro producido por las algas (algal biofouling, nuisance algae, etc.) se modificó recientemente. En una primera etapa se aplicó a los efectos relacionados con corrosión de sustratos y alteración de estructuras superficiales. Más recientemente se aplica a toda modificación de un estado ‘natural’ debido a la proliferación masiva de las algas. En esta aproximación el biodeterioro algal incluye desde las mareas rojas en el los océanos hasta la modificación en las características estéticas en sustratos artificiales.La actividad algal en un crecimiento masivo puede modificar ecosistemas o sólo acelerar procesos no deseados en sitios muy restringidos. Por ello, es importante conocer la dinámica de las poblaciones ‘naturales’ que son modificadas o aquellas que facilitan el desarrollo ‘desequilibrado’ de una sola población en detrimento de otras y al mismo tiempo conocer los factores que influyen en el desarrollo de la o las poblaciones que con su crecimiento afectan al sistema o al sustrato.En ambientes acuáticos continentales existen principalmente dos situaciones de deterioro relacionados con las algas: los florecimientos y la proliferación masiva de especies potencialmente tóxicas. Los florecimientos pueden ser uni o multiespecíficos y por ello el análisis de los factores que los facilitan y su dinámica puede llegar a ser muy complejo. Aunque en los lagos naturalmente se producen florecimientos estacionales, existen situaciones anómalas que disparan el desarrollo masivo de las algas. Esas situaciones están muchas veces ligadas directamente a efectos antropogénicos (carga excesiva de nutrimentos, manejo inadecuado de los cuerpos de agua que repercute carga excesiva de las comunidades heterótrofas o fijación excesiva de fósforo en las partes anóxicas de los cuerpos de agua, etc.). Por otro lado, la presencia de cyanoprokaryontes en los cuerpos de agua incrementa la posibilidad del desarrollo de cepas tóxicas y su eventual proliferación masiva. Estas situaciones se presentan asociadas con cambios ambientales que favorecen el desarrollo de una o dos especies (temperatura, proporción de nutrimentos, salinidad, pH, etc) y pueden ser causantes de situaciones de emergencias médicas o ambientales (muerte masiva de organismos, afecciones graves a humanos y animales, daños a sistemas que utilizan el agua, bioacumulación en organismos fitófagos, etc.).En condiciones subaéreas, los crecimientos masivos de algas forman películas, fieltros o cubiertas mucilaginosas que tienen importancia en aspectos ecológicos, tecnológicos, industriales, agrológicos, de conservación de bienes culturales, etc. Recientemente se les ha aplicado el término genérico de biopelículas (en el que además se incluyen otros organismos). Los crecimientos masivos algales juegan un papel importante en la transferencia de humedad, de nutrimentos y de calor entre el sustrato y el aire. El sustrato puede ser inerte (metal, suelo, roca, etc.) o vivo (madera, hojas de embriofitas, pelo de animales, etc.) y por ello su papel es tan importante como cualquier otro componente del ecosistema. En condiciones extremas ocasionan pérdidas en cultivos, afectan la salud de animales, disminuyen el desempeño de estructuras, deterioran las superficies o causan cambios estéticos en los edificios. Estos cambios se deben principalmente a la acción combinada de los mucopolisacáridos de la pared celular, la acción de ácidos orgánicos y la liberación de pigmentos, A esta acción se añade una gran resistencia a la desecación y a las altas temperaturas, además de una capacidad de germinación muy rápida.El desarrollo de las algas no puede evitarse en condiciones naturales, las estructuras de resistencia, dispersión e incluso las células vegetativas están presentes en todas partes y son transportadas por cualquier medio (agua, aire, animales). Por ello, las acciones de limpieza que eviten la recolonización posterior de las algas son imprácticas o demasiado costosas. Un concepto a desarrollar es el control de crecimiento algal, en oposición a la eliminación o limpieza. Esta idea parte de que los componentes biológicos que participan en el biodeterioro están presentes antes de su desarrollo y que existen mecanismos de disparo en la proliferación masiva. Para el caso de las condiciones subaéreas, aunque no existieran previamente, las superficies siempre estarán expuestas a la colonización de las algas. En este Taller proponemos abordar dos situaciones de biodeterioro relacionadas con áreas que han sido declaradas Patrimonio Cultural: Los canales de Xochimilco y los monumentos mayas de la zona tropical húmeda (Palenque, Yaxchilán y Bonampak). Xochimilco es una zona declarada como Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, por su riqueza biológica, histórica, social y cultural. La actividad humana desarrollada en la zona está ligada con las condiciones semilacustres y por ello la conservación de esta condición es prioridad para muchas instancias gubernamentales, sociales y culturales. A pesar de esta importancia, la actividad humana no está regulada en su relación con los cuerpos de agua que componen el sistema (existen descargas de aguas residuales clandestinas o simplemente toleradas), hay un aporte excesivo de agroquímicos por deslave, se hace un manejo inadecuado del agua, se sobreexplota la capacidad productiva acuática, no hay regulación efectiva sobre la actividad turística y su impacto en el agua y finalmente, no existen estudios sobre la complejidad del ecosistema, en especial los que se refieren a la proliferación masiva estacional (o esporádica) de las algas. Un problema anexo, es la presencia de algas potencialmente tóxicas durante una época del año. Por ello se requiere de una actividad coordinada con las autoridades locales y los grupos de investigación que participan en la restauración de Xochimilco. Esta colaboración se ha iniciado tanto con la Delegación Xochimilco como con algunos grupos de investigación de nuestra Universidad.Las zonas arqueológicas mayas en Chiapas presentan un crecimiento constante de algas que afectan la apariencia de los monumentos, modifican la estructura superficial de piedras y ornamentos y en ocasiones producen cambios en la composición de estucos interiores. El INAH ha mantenido un programa de limpieza que incluye biocidas, químicos y limpiezas mecánicas que han resultado en una tarea interminable y poco efectiva, incluso con afectaciones al ecosistema circundante. Para encontrar los medios adecuados para el control del crecimiento algal, contamos con la colaboración de la Coordinación Nacional de Conservación del Patrimonio Nacional del INAH y de colegas universitarios que participan en el estudio y conservación de este patrimonio, en especial de la Facultad de Arquitectura.Las perspectivas de este proyecto son altamente promisorias y pueden resumirse en la siguiente lista preliminar, en cada rubro se anota el grado de conocimiento actual:Para Xochimilco:1.Conocer la ficoflora planctónica y bentónica de los canales (actualmente no se conoce).2.Conocer la dinámica de las comunidades planctónicas y bentónicas algales durante un ciclo anual (actualmente no se conoce)3.Relacionar los cambios ambientales, nutricionales y fisicoquímicos con los cambios poblacionales de las algas (actualmente no se conoce).4.Detectar asociaciones algales que sirvan como indicadores de cambios ambientales (actualmente no se conocen para Xochimilco).5.Desarrollar análisis de perfiles, que sirvan para la detección rápida de especies y su potencialidad tóxica (actualmente no se conocen para las especies de Xochimilco).6.Contribuir en el conocimiento del funcionamiento del ecosistema acuático en Xochimilco, para su evaluación y monitoreo con fines de conservación y remediación (actualmente no se conoce la contribución algal al sistema).7.Proponer sistemas de control de crecimiento de algas como biomanipulación de poblaciones o comunidades, control de descargas de nutrimentos, etc. (Actualmente no se han desarrollado en Xochimilco).Para los monumentos arqueológicos:1.Conocer las especies que se desarrollan en estos sitios (no se conocen en todos los sitios).2.Determinar las formas de crecimiento, composición específica y tipo de afectación para las condiciones ambientales generales y particulares en cada sitio (actualmente no se conocen).3.Asociar condiciones ambientales generales (clima, tipo de sustrato) y particulares (humedad relativa, iluminación, temperatura, viento) para cada uno de los crecimientos algales bajo estudio (actualmente no se conocen).4.Determinar los ciclos de desarrollo y de vida de las especies que son componentes principales de cada crecimiento (actualmente no se conocen).5.Obtener cultivos de esas especies y con ellos diseñar experimentos de control del crecimiento y capacidad de respuesta o resistencias a cambios ambientales drásticos. (Actualmente no se conoce).6.Proponer sistemas de control de crecimientos en los sitios arqueológicos estudiados (actualmente no se han propuesto bajo este enfoque).
OBJETIVOS GENERALES DEL TALLERPara este taller consideramos dos tipos de objetivos, los que se relacionan con la formación de estudiantes y los que se relacionan con la generación de conocimientos.Objetivos en la formación de estudiantes:1.Capacitar a los estudiantes en los métodos de análisis de comunidades algales.a.Métodos cuantitativos (conteo de organismos, biomasa, fluorescencia, etc.)b.Métodos cualitativos (proporción de grupos, cobertura, análisis de imágenes, etc.)2.Capacitar a los estudiantes en los métodos de cultivo de algas acuáticas y subaéreas epicontinentales.3.Capacitar a los estudiantes en métodos de microscopía (campo claro, contraste de fases, contraste interdiferencial, epifluorescencia, etc.)4.Capacitar a los estudiantes en diseños experimentales en el estudio de las algas (diseño de análisis estadísticos, gestión de bases de datos, bioensayos, de control de crecimiento, mesocosmos, interacciones entre poblaciones, etc.)5.Capacitar a los estudiantes en presentación de resultados (presentación gráfica de resultados, preparación de manuscritos para su publicación, etc.)6.Capacitar a los estudiantes en el manejo de información (bases de datos curatoriales, bibliográficas, geográficas, iconográficas, taxonómicas, biogeográficas, etc.)Objetivos en la generación de conocimientos:1.Conocer la diversidad y la taxonomía de las algas (reconocimiento, caracterización y descripción de especies, manejo de sistemas de documentación y tipificación, etc.)2.Conocer la ecología de las algas con el denominador común de control de la proliferación de las poblaciones, asociado a problemas y situaciones particulares de ambientes acuáticos o subaéreos (asociación de presencia con factores ambientales y de distribución).3.Conocer la fisiología de las algas con el denominador común de ser causantes de biodeterioro (resistencias, bioacumulación, producción de sustancias tóxicas, formación de biopelículas, etc.) 4.Revisar el estado actual del conocimiento sobre biodeterioro y control de crecimientos algales (documentación bibliográfica) para formular criterios aplicables a las condiciones de México.

 


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