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Contaminacion en el Lago de Tota, Colombia: toxicidad aguda en Daphnia magna (Cladocera: Daphniidae) e Hydra attenuata (Hydroida: Hydridae).

Pollution in Lago de Tota, Colombia: acute toxicity on Daphnia magna (Cladocera: Daphniidae) and Hydra attenuata (Hydroida: Hydridae).

Los ensayos de toxicidad acuatica diagnostican el impacto de los contaminantes sobre la biota (Burton & Ladrum, 2003; Blaise & Gagne, 2009), al evaluar modificaciones en la fisiologia normal de una poblacion de organismos en un tiempo de exposicion definido (Peluso, 2011). Evaluan los efectos agudos, subcronicos o cronicos provocados por sustancias quimicas presentes en las aguas crudas, residuales domesticas e industriales y agua de poro de sedimentos (Diaz, Bustos, & Espinosa, 2004). Los ensayos agudos permiten calcular la concentracion de una muestra que provoca la muerte al 50 % de una poblacion expuesta (concentracion letal media o [CL.sub.50]) y/o la concentracion que produce un determinado efecto en el 50 % de la poblacion (concentracion efectiva media o [CE.sub.50]) en un tiempo conocido (Diaz et al., 2004; WHO & IOMC, 2004).

El cladocero Daphnia magna Straus, 1820 y el polipo de agua dulce Hydra attenuata Pallas, 1766 son aplicados en ecotoxicologia gracias a la amplia distribucion geografica, pequeno tamano, facilidad de cultivo, altas tasas de crecimiento poblacional (Sarma & Nandini, 2006; Quinn, Gagne, & Blaise, 2012) y sensibilidad a una gran variedad de sustancias toxicas y mezclas, (Koivisto, 1995; Blaise & Kusui, 1997). Los efectos toxicos en D. magna se evidencian en alteraciones de tipo fisiologico y reproductivo, dificultades al nadar, alteracion del ritmo cardiaco, inmovilidad y muerte. En H. attenuata los efectos son evidentes en los tentaculos, inician con aparicion de bulbos en los extremos de estos, sigue en acortamiento, estado tulipan (fase avanzada de acortamiento de tentaculos) y finalmente desintegracion (mortalidad) de los organismos (Blaise & Kusui, 1997; Trottier, Blaise, Kusui, & Johnson, 1997; Diaz et al., 2004; Quinn et al., 2012). A nivel latinoamericano se tienen avances en aplicacion de pruebas de toxicidad en paises como Brasil, Mexico, Chile y Costa Rica. Para Colombia las pruebas de toxicidad son criterio de caracterizacion de residuos peligrosos y se cuenta con informacion en sustancias puras, mezclas de metales y vertimientos industriales, sin embargo, su aplicacion en ambientes naturales es aun mas escasa (Espinosa-Ramirez, 2018).

El lago de Tota es un sistema estrategico en los Andes Nororientales porque brinda agua para potabilizar, sostiene el desarrollo agropecuario e industrial de municipios como Sogamoso, Aquitania y otros (aproximadamente 250 000 habitantes), recibe turismo por su belleza paisajistica por ser el lago de alta montana mas grande del pais. Ecologicamente es considerado centro de endemismos de vertebrados (Moncaleano & Calvachi, 2009), importante para la conservacion y migracion de aves y la conservacion de diversa biota acuatica (CONPES 3801, 2014; Pedroza & Rozo, 2017) que modula la estructura y funcion de este sistema.

El lago ademas soporta factores estresantes como la modificacion del balance hidrico, la actividad piscicola industrial de trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss Walbaum, 1792), el vertimiento de aguas residuales domesticas generadas por tres municipios (Chaparro, 2013; CONPES 3801, 2014), junto con transformacion paisajistica por la duplicacion del area de monocultivo de cebolla larga (Allium fistulosum), que cubre cerca de 2 500 ha de su cuenca aferente y donde la aplicacion de gallinaza cruda y agroquimicos es elevado (EspinosaRamirez, 2018). El lago presenta senales de un sistema ligeramente mesotrofico relacionado con descarga de nutrientes (por N), disminucion de la transparencia en la columna de agua en los ultimos quince anos (Aranguren-Riano et al., 2018) y aumento en la densidad de fitoplancton (Munoz-Lopez, Aranguren-Riano, & Duque, 2017) asi como, por la expansion de litoral en sectores como Hato Laguna. Se reconoce que afluentes como El Tobal, Los Pozos y La Mugre, conducen productos de la escorrentia proveniente de las zonas agricolas hacia la cubeta del lago (Cordero, Ruiz, & Vargas, 2005; Noriega, Castillo, Vasquez, & Monroy, 2010; Abella & Martinez, 2012).

Respecto al ingreso de plaguicidas al lago, el conocimiento es mas limitado a pesar de la larga tradicion agricola en la zona. Para el sector de Hato Laguna, se detectaron en 2009 en las aguas superficiales cuatro plaguicidas: malation (insecticida), difenoconazol, tebuconazol y clorotalonilo (fungicidas) (Mojica & Guerrero, 2013) en concentraciones bajas, pero con posibilidad de movilidad en los suelos de la region. En 2015 se recopilo informacion del uso de 183 agroquimicos para el cultivo de cebolla, con ingredientes activos como propineb, mancozeb y malation entre los mas usados (ver tablas I-III en Perez, Grandas, Ramirez, & Torres, 2016). Espinosa-Ramirez (2018), hace una revision de la toxicologia de algunos de los plaguicidas mas utilizados y concluye la presencia de posibles agentes disruptores endocrinos, compuestos altamente moviles y persistentes, lo que indicaria una presion adicional por estas sustancias.

Debido a la importancia de este lago para la region y a la necesidad de seguir evaluando sus condiciones, el objetivo de esta investigacion fue implementar ensayos biologicos con dos especies de amplio uso en pruebas estandarizadas de toxicidad (H. attenuata y D. magna) y aplicarlos para la deteccion de efectos toxicos en muestras de agua y elutriados provenientes de la cuenca del lago de Tota ya que, hasta el momento, no se tiene informacion sobre posibles efectos deletereos en el lago. Los resultados de esta investigacion permitiran tener un primer acercamiento de la dinamica ecologica de los sistemas acuaticos frente a perturbaciones que afectan niveles de organizacion inferiores (individuos y poblaciones) y que repercutirian indirectamente sobre la comunidad plactonica, bentonica y nectonica y los diversos beneficios que brinda el lago a las comunidades humanas.

MATERIALES Y METODOS

Aclimatacion y mantenimiento organismos de prueba: El trabajo experimental se desarrollo en el laboratorio ECOTOX del grupo de investigacion Unidad de Ecologia en Sistemas Acuaticos (UDESA). Se propagaron los organismos (D. magna e H. attenuata) bajo condiciones controladas de variables ambientales, nutricionales y de crecimiento para obtener material biologico suficiente y con la calidad requerida para las pruebas de toxicidad con cloruro de sodio, muestras de agua y elutriados de sedimentos (Vease resultados de aclimatacion en material suplementario).

Ensayos de toxicidad multi-concentracion (sensibilidad): Los ensayos se realizaron con cloruro de sodio como toxico de referencia (a partir de una disolucion inicial de 10 g/l NaCl), debido a la intolerancia de los organismos de agua dulce a este compuesto y porque no genera residuos peligrosos para el ambiente. Con este procedimiento se identifico el intervalo de sensibilidad para los organismos de prueba y la concentracion letal media ([CL.sub.50]) que se uso como control positivo en ensayos con muestras del lago y elutriados (Vease sensibilidad en material suplementario).

Area de estudio: El lago de Tota es de origen tectonico-glacial, ubicado en el complejo de paramo Tota-Bijagual-Mamapacha (Morales et al., 2007) a 3 015 m.s.n.m., con temperatura promedio de 11 [grados]C, profundidad maxima de 61 m y un volumen de aproximadamente 1 920 millones de [m.sup.3] de agua (Roldan & Ramirez, 2008). El estudio se realizo en dos periodos climaticos contrastantes, para febrero 2016 (epoca de bajas precipitaciones) considerado por el Instituto de Hidrologia, Meteorologia y Estudios Ambientales (IDEAM, 2016) como el mas extremo de la ultima decada y abril (epoca de alta pluviosidad) con registros de 107 mm (Canon-Barriga & Valdes, 2011).

Se seleccionaron puntos en los tramos de la cuenca baja de cuatro afluentes, ya que en esas zonas la ronda del lago concentra las principales zonas de cultivo de cebolla larga (Allium fistulosum): Hato Laguna (3 084 m.s.n.m., 05[grados]35'08.7" N & 72[grados]53'51.4" W), El Tobal (3 036 m.s.n.m., 05[grados]32'9.5" N & 72[grados]53'21" W), Los Pozos (3 048 m.s.n.m., 05[grados]33'25.6" N & 72[grados]52'30.9" W) y Agua Blanca (3 031 m.s.n.m., 05[grados]30'58.9" N & 72[grados]54'01.7' W). Con base en los resultados de toxicidad del primer muestreo se decidio tomar puntos adicionales en abril, con el proposito de obtener informacion de los denominados puntos de confluencia; sitio dentro del lago donde descarga el afluente, uno de ellos en el sector de La Custodia (3 007 m.s.n.m., 05[grados]30'54.5" N & 72[grados]54'23.3" W) y los restantes en cercania de las desembocaduras de los afluentes El Tobal, Los Pozos y La Mugre (Vease mapa area de estudio en material suplementario).

Muestreo de agua: Se recolectaron muestras puntuales en recipientes de vidrio de 1 l para todos los sitios seleccionados (n = 12), se conservaron a una temperatura de 4 [grados]C hasta su evaluacion (ensayos de toxicidad aguda) dentro de las 36 h siguientes al muestreo (USEPA, 2001). Se tomaron ademas in situ variables fisica y quimicas del agua como temperatura ([grados]C) y pH con pH-metro Handylab pH11/SET, conductividad electrica ([micron]S/cm) con conductimetro YSI 30, saturacion de oxigeno (%) con oximetro YSI 55 y dureza (mg/l CaC[O.sub.3], alcalinidad (mg/l HC[O.sub.3]), amonio (mg/l N[H.sub.4]), fosfatos (mg/l P[O.sub.4-]P) y nitratos (mg/l N[O.sub.3]-N) (Wetzel & Likens, 2000) mediante Kits de Aqua-Merck.

Muestreo de sedimentos: Para establecer la acumulacion de plaguicidas en sedimentos superficiales, se llevo a cabo muestreo por tecnica de corazonador (Core PVC con 20 cm de longitud) en zonas de depositacion, y en tres submuestras, que fueron mezcladas (Mejias & Jerez, 2006; INECC-CCA, 2010; Pinedo, Marrugo, & Diaz, 2015) y empacadas en material de vidrio protegido de la luz y refrigeradas en nevera para su transporte.

Para el analisis quimico de plaguicidas se tomaron muestras en los cuatro afluentes elegidos en epoca de bajas precipitaciones y una muestra dentro del lago de Tota en el sector La Custodia, (n = 5) se enviaron refrigeradas a laboratorio especializado para el analisis por el metodo multiresiduo para 359 componentes (plaguicidas organoclorados, organofosforados, carbamatos, piretroides y sus isomeros), con tecnicas de cromatografia de gases y liquida seguida por deteccion mediante espectrometria de masas en tandem y deteccion ultravioleta para ditiocarbamatos con limites de cuantificacion bajos.

Por otro lado, para las pruebas de toxicidad aguda con elutriados (n = 7) se tomaron muestras en Los Pozos y Agua Blanca para las dos epocas hidroclimaticas y en El Tobal, Hato Laguna y la confluencia Los Pozos en epoca de altas precipitaciones. Se utilizo la draga Eckman en los puntos de muestreo El Tobal y La Custodia dada su profundidad y sedimento fangoso.

Obtencion de elutriados: Se obtuvieron los elutriados (extracto acuoso) a partir de los sedimentos recolectados, segun protocolo de Pica y Trujillo (2008) donde se tomaron 100 g de sedimento con una paleta y se transfirieron a un recipiente de vidrio con una capacidad de 500 ml, este se lleno hasta rebosar con agua potable embotellada y se sometio al bano ultrasonico (Branson 1516) durante 60 min evitando el sobrecalentamiento. Posteriormente se dejo decantar la muestra durante 12 h a temperatura de 4 [grados]C y en completa oscuridad. Pasado el tiempo de reposo se procedio a extraer el sobrenadante (elutriado) en otro recipiente de vidrio, evitando resuspender el sedimento del fondo. El extracto obtenido se utilizo para la realizacion de los ensayos de toxicidad aguda, dentro de las 36 h siguientes al muestreo como lo sugiere la USEPA (2001). Se evaluaron parametros fisicoquimicos al elutriado final (vease en material suplementario).

Ensayos de toxicidad en muestras del lago de Tota (uni-concentracion, ensayos pasa-falla): Se realizaron tanto en muestras de agua (n = 12) como en elutriados (n = 7) con base en los protocolos descritos en Dutka (1989), Blaise y Kusui (1997) y Diaz et al. (2004). El diseno experimental consistio en un control positivo de NaCl (D. magna: 3.5 mg/l e H. attenuata: 1.0 mg/l), un control negativo de agua embotellada y muestra de agua o elutriado en uni-concentracion (100 % pasa o falla, muestra sin diluir, USEPA, 2001). Para D. magna el tiempo de exposicion fue de 48 h y se utilizaron 21 neonatos (siete por replica) con menos de 24 h de nacidos, se contaron los individuos muertos a las 24 y 48 h para calcular la mortalidad (Dutka, 1989). Para H. attenuata el ensayo fue de 96 h, se utilizaron nueve adultos sin yemas (tres por replica), sin alimentacion en 24 [+ o -] 12 h previas al ensayo y se midieron efectos subletales (bulbo y cortos) y letales (tulipan y desintegrado) segun protocolo de Blaise y Kusui (1997).

Tratamiento de datos: Los resultados de los ensayos de toxicidad con muestras de agua y elutriados se sometieron a la prueba ShapiroWilk, que permitio verificar el ajuste o no de los datos a una distribucion normal. Se procedio a utilizar la prueba Kruskal-Wallis como alternativa no parametrica al ANOVA de un factor. El proposito fue evaluar de manera independiente si factores como el punto de muestreo, el periodo hidroclimatico (bajas precipitaciones y altas precipitaciones) y la matriz de los ensayos toxicologicos (agua y elutriados) afectaron significativamente las respuestas subletales y letales observadas. Los analisis se realizaron con el software Statgraphics Centurion XVII (Lopez, 2013). Para las variables fisicas y quimicas se utilizo el analisis de componentes principales (ACP), para identificar patrones de variacion temporal (dos periodos) y espacial (ocho puntos de muestreo); (McCune, Grace, & Urban, 2002). El ACP se realizo con el software Canoco 4.5 (Leps & Smilauer, 2003).

RESULTADOS

Aclimatacion y mantenimiento organismos de prueba: Los organismos presentaron ciclo de vida acorde a lo determinado por literatura respecto a periodo de madurez sexual, en general, para D. magna transcurridos los primeros ocho dias de vida las hembras alcanzaron su primer parto y se obtuvo una produccion maxima de 145 a 180 neonatos, lo que permitio llevar a cabo las pruebas de toxicidad y la renovacion de los cultivos sin dificultades. Igualmente, H. attenuata mantuvo condiciones fisiologicas normales y alta reproduccion, el tiempo de duplicacion a lo largo del periodo de estudio se mantuvo en dos dias y se obtuvo una tasa de crecimiento (K) de 0.35, este valor refiere un crecimiento normal y condiciones fisiologicas optimas para el desarrollo de pruebas de toxicidad segun Trottier et al (1997) y Diaz et al. (2004), quienes indican tasas para la especie entre 0.3 y 0.4. Este seguimiento se dio durante los tres primeros meses para aprender a manejar y cultivar los organismos de prueba.

Variables fisicas y quimicas in situ (muestras de agua): Las diferencias en las variables medidas se presentaron entre epocas de muestreo mas que a nivel espacial, como lo senala el analisis de componentes principales (ACP, Fig. 1). El componente 1 (50 %) y el 2 (23 %) explicaron el 73 % de la varianza de los datos, la ordenacion permitio distinguir que El Tobal se relaciono con altos niveles de conductividad y dureza, pero con bajos valores de saturacion de oxigeno; Hato Laguna y Los Pozos se asociaron con mayores niveles de saturacion de oxigeno, pero con bajos datos de conductividad y dureza; en epoca de altas precipitaciones todas las estaciones de los sistemas loticos presentaron valores bajos para las variables medidas, al igual que la mayoria de los puntos de muestreo dentro del lago (lenticos). Espacialmente los afluentes El Tobal y Hato Laguna presentaron una mayor diferenciacion en relacion con los demas sitios.

Ensayos de toxicidad aguda en muestras del lago (uni-concentracion, ensayos pasafalla): Los ensayos con D. magna para aguas, no evidenciaron respuestas positivas para ningun sitio. En H. attenuata, los ensayos agudos indicaron baja toxicidad, siendo Hato Laguna donde se obtuvo hasta un 66 % de efectos subletales en bajas precipitaciones; respecto a letalidad, la maxima fue de 22 % en Los Pozos, tambien en bajas precipitaciones. Las muestras de las confluencias indican baja toxicidad en la zona de mezcla (hasta 11 %) para ambos periodos evaluados (Cuadro 1). Estos resultados indican que los organismos fueron poco sensibles a los posibles contaminantes presentes en agua en los puntos evaluados, explicado quiza porque no estan biodisponibles para los cladoceros e hidroideos, o se encuentran en concentraciones muy bajas para provocar un efecto letal.

Con respecto a los resultados de toxicidad con los elutriados D. magna tampoco presento efectos de mortalidad a las 48 h, mientras que H. attenuata, para epoca de bajas precipitaciones mostro un 17 y 61 % de respuestas subletales para Agua Blanca y Los Pozos respectivamente. La epoca de altas precipitaciones mostro un 72 % de respuestas subletales en El Tobal, en Los Pozos se presento un 44 %, de igual manera la confluencia de Los Pozos mostro un 28 %, Hato Laguna tuvo un 17 %, finalmente Agua Blanca mostro un 11 % de subletalidad (Cuadro 2), en todos los puntos la letalidad fue negativa o no fue mayor al 6 %.

Es apreciable que al evaluar con H. attenuata los elutriados, en todos los casos (Cuadro 2, n = 7) se cuantificaron principalmente efectos subletales, siendo El Tobal el que reporta adicionalmente efectos letales con hasta el 22 % de los organismos expuestos. Se encontro mayor toxicidad en ambos periodos hidroclimaticos en Los Pozos, explicado probablemente porque tienen bajo caudal (0.25 [m.sup.3]/s; CONPES 3801, 2014) y amplia afectacion por los cultivos de cebolla en ambas laderas. Los analisis estadisticos senalan que el factor matriz (aguaelutriados) influye significativamente sobre la subletalidad de H. attenuata, especialmente los elutriados (Kruskal-Wallis, P = 0.006; P < 0.05), con un nivel de confianza del 95 %.

Identificacion de plaguicidas en sedimentos: El Cuadro 3 reporta la presencia de plaguicidas en tres de los sitios de muestreo evaluados. El sitio con mayor numero de plaguicidas fue Los Pozos donde se encontraron DDT y congeneres, aldrin, dieldrin, ditiocarbamatos (maneb, mancozeb, metiram, propineb, thiram y ziram) y clorotalonilo. En segundo lugar, estuvo Hato Laguna con presencia de los mismos ditiocarbamatos correspondientes a los plaguicidas de mayor uso actualmente segun lo reportado por Mojica y Guerrero (2013) y Perez et al. (2016). Los sedimentos para El Tobal y La Custodia (alta precipitacion) fueron negativos a la presencia de plaguicidas.

DISCUSION

Para el desarrollo de este trabajo se cultivaron los organismos de prueba en agua embotellada, que presento una dureza baja (45.6 mg/l CaCO3, n = 3) comparada con lo sugerido para el cultivo de D. magna (160-180 mg/l CaC[O.sub.3]), se modifico esta variable frente a lo recomendado por otros autores debido a que el agua del lago de Tota presenta caracteristicas de aguas blandas (Gil, Pedroza, & Aranguren, 2016). Aunque Cowgill y Milazzo (1991) afirman que el exito reproductivo de esta especie puede verse afectada por dureza menor a 72 mg/l CaC[O.sub.3] Terra y Feiden (2003) encontraron que D. magna no modifica el comportamiento o la reproduccion a diferentes niveles de dureza (10-250 mg/l CaC[O.sub.3]) fenomeno similar al encontrado en este trabajo y que permitio el correcto desempeno de los ensayos de sensibilidad al cloruro de sodio, con muestras de agua y elutriados provenientes del lago.

Las pruebas con H. attenuata se han considerado adecuadas para la evaluacion de toxicidad (Blaise & Kusui, 1997) y fueron mas sensibles para las aguas y elutriados en afluentes del lago de Tota comparado con D. magna, el organismo de prueba estandar en ensayos de toxicidad. Los resultados indicarian que en el agua evaluada hay bajas concentraciones de contaminantes que no afectan la fisiologia de D. magna e H. attenuata a nivel agudo. Los litorales del lago cercanos a la desembocadura de los afluentes presentan macrofitas que desempenarian un papel biodepurador ya que absorben parte de los nutrientes contaminantes que drenan al cuerpo de agua (Corpoboyaca, 2005; Secretaria de Salud Boyaca, 2012) y que aplicaria tambien para otros contaminantes, lo que podria relacionarse con el bajo porcentaje de respuestas letales y subletales que se obtuvieron en los ensayos de toxicidad en aguas. Brogan y Relyea (2014), revelan que el aumento del pH por el proceso de fotosintesis de las macrofitas promueve la hidrolisis del malation lo cual evita la absorcion por parte de D. magna de este contaminante, y aunque estos mecanismos no se pueden generalizar para todos los plaguicidas aplicados en la zona, si podrian explicar parcialmente la baja sensibilidad de esta especie a los plaguicidas detectados en la cuenca. La movilidad y persistencia de los plaguicidas dependen de su estabilidad quimica y de su afinidad con particulas de suelo o agua.

Investigaciones con H. attenuata confirman que la mezcla de contaminantes en agua puede actuar de forma aditiva y provocar efectos subletales como los cambios morfologicos reportados, y sugieren que el aumento en las concentraciones ambientales de estos contaminantes puede resultar posiblemente en efectos negativos para otros taxones acuaticos (Quinn et al., 2007, 2008), lo que se podria reflejar en El Tobal y Los Pozos donde se presentaron las mayores respuestas toxicas para la especie, igualmente podria explicarse por la presencia de los plaguicidas en este ultimo sitio (Cuadro 3). Demetrio, Rossini, Bonetto, y Ronco (2012), al evaluar plaguicidas provenientes de cultivos de soya en Argentina con Hydra, determinaron que es muy sensible a herbicidas, mientras en esta investigacion se encontro que fungicidas e insecticidas son los mas utilizados en la cuenca del lago de Tota y podrian estar implicados en los efectos observados.

La presencia de aldrin, dieldrin, DDT y congeneres en sedimentos de los afluentes (Cuadro 3) representan una preocupacion por ser considerados compuestos organicos persistentes, caracterizados por potencialidad de bioacumulacion y toxicidad, ademas, son frecuentes en sedimentos de sistemas acuaticos en Brasil y en algunas regiones de Norteamerica (Venkatesan et al., 2010; Hunt et al., 2016). Estos compuestos son insecticidas organoclorados con potencial disrupcion endocrina en humanos y altamente lipofilicos, lo que los hace bioacumulables y mediante procesos de biomagnificacion son movilizados por las redes troficas (Garrison et al., 2014). Sus residuos pueden persistir en el ambiente por periodos prolongados (7-30 anos) (Yu, Tsunoda, & Tsunoda, 2011). Esta persistencia, podria explicar la presencia en la cuenca del lago ya que desde 1986 esta prohibido su uso en Colombia. Al encontrar estos residuos se constituye una alerta porque podrian afectarse significativamente la fauna acuatica del lago, fenomeno que debe evidenciarse en futuros trabajos de investigacion.

El area de estudio tiene una amplia tradicion agricola, antes de la expansion del monocultivo de cebolla larga, puesto que se producia tambien papa (Solanum tuberosum; 600 ha en areas de ladera y quebradas), arveja (Pisum sativum; 90 ha en Tota y Cuitiva), trigo (Triticum spp; 75 ha), cebada (Hordeum vulgare; 38 ha), zanahoria (Daucus carota; 10 ha) y haba (Vicia faba; 22 ha en Tota) (CONPES 3801, 2014). La agricultura tradicional supone presion por el uso intensivo de plaguicidas en la cuenca, lo cual explicaria los hallazgos en sedimentos y/o implicaria que han sido depositados desde otras regiones, ya que actualmente se acepta que las altas montanas son zonas de deposicion de compuestos organicos que se movilizan por corrientes de aire (Catalan, Ninot, & Aniz, 2017) fenomeno poco explorado en los sistemas acuaticos colombianos.

La extraccion de elutriados y los analisis de toxicidad permitieron desprender los contaminantes asociados al sedimento y brindar informacion sobre la biodisponibilidad de los mismos (Domene, Alcaniz, & Andres, 2008), los resultados senalan respuestas subletales en los dos periodos muestreados y que aunque la letalidad estuvo por debajo del 20 % (baja) se observo en epoca de altas precipitaciones, lo que indicaria la posible movilidad de fracciones contaminantes del suelo que se depositan y resolubilizan en sedimentos. Aunque los extractos acuosos no representan con exactitud la exposicion observada en sedimentos enteros (Harkey, Landrum, & Klaine, 1994), son un valioso complemento a las pruebas de fase solida (Nebeker et al., 1984).

Las sustancias toxicas retenidas por el sedimento pueden ser resuspendidas por actividades humanas como el dragado (Sprovieri et al., 2007), practica evidente en la cuenca del lago de Tota ya que se realiza almacenamiento y deposito en canales para riego. Es posible que la condicion quimica de los elutriados pueda explicar las respuestas biologicas obtenidas, fenomeno que debe profundizarse en investigaciones futuras tambien con la medicion de plaguicidas en esta solucion. Aunque las concentraciones de plaguicidas detectadas en sedimentos fueron bajas, no es posible descartar que los efectos letales y subletales obtenidos en H. attenuata en El Tobal, Los Pozos y Hato Laguna se deban a su presencia. La interaccion de los plaguicidas con otras sustancias junto con factores ambientales como la temperatura, tipo de suelo y actividad bacteriana, debe considerarse cuando se llevan a cabo pruebas para la evaluacion de efectos deletereos, ya que contribuyen en la variacion de la toxicidad (Gardner, 1979; Nowell, Norman, Ingersoll, & Moran, 2016).

No se encontraron plaguicidas en El Tobal, probablemente porque en este punto se dificulto la extraccion de sedimento por la profundidad en el sector escogido para el muestreo, se reconoce que esta microcuenca es la mas extensa de la cuenca del lago de Tota, con un area de 3 048 ha y 2 990 predios dedicados al cultivo de cebolla, ademas, confluyen aproximadamente doce quebradas que abarcan una extensa zona de la cuenca (CONPES 3801, 2014). Se aclara que la recoleccion de una sola muestra no es representativa para este sector, por lo tanto, un resultado negativo debe interpretarse con precaucion. Con base en los resultados de plaguicidas se recomienda ampliar el muestreo de los mismos en agua, suelos y sedimentos, dado que cinco muestras no son representativas para las dinamicas de uso agricola en la cuenca, aunque indican que tres de cada cinco muestras dieron positivo para uno o mas plaguicidas, lo cual debe motivar un mayor seguimiento a estos agentes.

Se reconoce que la probabilidad de detectar plaguicidas y su variabilidad espacial y temporal en cuerpos de agua superficiales depende de las condiciones ambientales locales, a la frecuencia de aplicacion en la zona (Mojica & Guerrero, 2013) asi como a las caracteristicas quimicas propias del plaguicida. Para la cuenca del lago se considera una frecuencia de uso alta, ya que se aplican cada ocho dias en epoca de altas precipitaciones y cada quince dias en epoca seca (Mojica & Guerrero, 2013). Las concentraciones de plaguicidas en las corrientes de agua se consideran efimeras y se sugiere monitorear la presencia y permanencia en el agua, los sedimentos y principalmente en fauna, de aquellos organismos con habitos bentonicos como los macroinvertebrados que se consideran sensibles a estas modificaciones ambientales (Schafer et al., 2011).

Otro aspecto importante a tener en cuenta en la zona estudiada es la proximidad residencial con las actividades agricolas, en otras regiones del mundo por esta exposicion se ha demostrado anomalias en humanos, como bajo peso al nacer (Xiang, Nuckols, & Stallones, 2000), muerte fetal (Bell et al., 2001) y canceres infantiles (Reynolds et al., 2002). Se sugiere fortalecer la vigilancia epidemiologica a los residentes en la cuenca pues el uso intensivo de plaguicidas puede afectar la salud humana incluso a las futuras generaciones por presencia de disruptores endocrinos como los plaguicidas clorotalonilo, aldrin, dieldrin y DDT. Estos compuestos son sustancias exogenas capaces de alterar el equilibrio hormonal, actuan a dosis muy bajas, se producen trastornos de tipo reproductivo, en el desarrollo de organos y tejidos, asi como alteraciones en los procesos metabolicos (Bergman et al., 2013).

Dada la baja respuesta con las pruebas de toxicidad aguda (D. magna e H. attenuata), es necesario explorar afectaciones a largo plazo en comunidades hidrobiologicas nativas e iniciar ensayos de toxicidad cronica con cladoceros, monitoreo in situ con microalgas, pruebas de bioacumulacion y/o biomarcadores con O. mykiss (trucha arcoiris) y en los tributarios con macroinvertebrados y perifiton, dados los hallazgos en los ensayos con elutriados y con la presencia confirmada de diversos plaguicidas en la microcuenca de los Pozos y Hato Laguna. La problematica ambiental percibida en las microcuencas hace necesario anotar que pueden estar ingresando microcontaminantes no monitoreados ampliamente a esta fuente de agua estrategica para la region. Este trabajo es uno de los primeros en centrar la atencion sobre efectos de los plaguicidas en esta cuenca y se espera en investigaciones futuras ampliar el entendimiento sobre este factor estresor no contemplado previamente.

Declaracion de etica: los autores declaran que todos estan de acuerdo con esta publicacion y que han hecho aportes que justifican su autoria; que no hay conflicto de interes de cualquier tipo; y que han cumplido con todos los requisitos y procedimientos eticos y legales pertinentes. El documento firmado se encuentra en los archivos de la revista.

Recibido 07-VI-2017. Corregido 04-XI-2018. Aceptado 30-I-2019.

AGRADECIMIENTOS

A la Direccion de Investigaciones (DIN), por el apoyo financiero en la convocatoria Capital Semilla 2015 de la Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombia. A la Universidad Nacional de Colombia, laboratorio de Ingenieria Ambiental por ceder el material biologico al grupo de investigacion Unidad de Ecologia en Sistemas Acuaticos (UDESA) y a las diversas personas que contribuyeron en este trabajo.

REFERENCIAS

Abella, J. P., & Martinez, M. J. (2012). Contribucion de un afluente tributario a la eutrofizacion del lago de Tota (Boyaca, Colombia). Revista Colombiana de Quimica, 41(2), 243-261.

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July Andrea Barrera H. (1) *, Adriana Janneth Espinosa R. (2) & Juan Pablo Alvarez S. (3)

(1.) Grupo de Investigacion Unidad de Ecologia en Sistemas Acuaticos. Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombia. Tunja, Colombia; andreba93@hotmail.com

(2.) Grupo de Investigacion Unidad de Ecologia en Sistemas Acuaticos. Universidad Pedagogica y Tecnologica de Colombia. Tunja, Colombia; adriana.espinosa@uptc.edu.co

(3.) Universidad Nacional de Colombia. Bogota, Colombia; jpalvarezs@unal.edu.co

* Correspondencia

Leyenda: Fig. 1. Analisis de Componentes Principales (ACP), de las variables fisicas y quimicas teniendo en cuenta los sitios de muestreo dentro del lago de Tota (Boyaca, Colombia). Fig. 1. Principal Component Analysis (PCA), physical and chemical variables and Lago de Tota (Boyaca, Colombia) sampling sites.
CUADRO 1
Porcentaje de toxicidad en D. magna (n = 12) e H. attenuata (n = 12)
para los dos periodos hidroclimaticos en muestras de agua

TABLE 1
Toxicity percentage D. magna (n = 12) and H. attenuata (n = 12) for
both hydroclimatic periods in water samples

Punto          Epoca/      D. magna          H. attenuata
              Biomodelo
                          Mortalidad   Subletalidad   Letalidad
                          a 48 h (%)    a 96 h (%)    a 96 h (%)

Hato Laguna      BP           N             66            11
                 AP           N             N             N
Los Pozos        BP           N             N             22
                 AP           N             6             N
El Tobal         BP           N             22            N
                 AP           N             N             N
Agua Blanca      BP           N             11            N
                 AP           N             N             N
Confluencia      AP           N             N             N
Los Pozos
Confluencia      AP           N             N             N
El Tobal
Confluencia      AP           N             6             N
La Mugre
La Custodia      AP           N             11            N

* BP: Bajas precipitaciones; AP: Altas precipitaciones; N: negativo.
* BP: Low precipitations; AB: High precipitations; N: negative.

CUADRO 2
Porcentaje de toxicidad en elutriados con D. magna (n = 7) e H.
attenuata (n = 7) para los dos periodos hidroclimaticos

TABLE 2
Toxicity percentage in elutriates with D. magna (n = 7) and H.
attenuata (n = 7) for both hydroclimatic periods

Punto         Epoca/Biomodelo    D. magna         H. attenuata

                                Mortalidad   Subletalidad   Letalidad
                                 48 h (%)      96 h (%)     96 h (%)

Hato Laguna         AP              N             17            6
Los Pozos           BP              N             61            N
                    AP              N             44            6
El Tobal            AP              N             72           22
Agua Blanca         BP              N             17            N
                    AP              N             11            N
Confluencia         AP              N             28            6
Los Pozos

* BP: Bajas precipitaciones; AP: Altas precipitaciones; N: negativo.

* BP: Low precipitations; AB: High precipitations; N: negative.

CUADRO 3
Plaguicidas detectados en sedimentos en microcuencas del Lago de Tota

TABLE 3
Pesticides in sediments in microbasins of Lago de Tota

Sistema    Resultado             Limite de    Concentracion
Lotico                            reporte        (mg/kg)
                                  /metodo
                                  (mg/kg)

Hato       Ditiocarbamatos,       0.05/UV         0.12
Laguna     Maneb, mancozeb,
           metiram, propineb,
           thiram y ziram.
Los        Ditiocarbamatos,       0.05/UV         0.17
Pozos      Maneb, mancozeb,
           metiram, propineb,
           thiram y ziram.
           Aldrin y Dieldrin    0.02 y 0.01       0.014
                                 /GC-MSMS
           Clorotalonilo           0.01/          0.017
                                  GC-MSMS

           DDT y congeneres        0.01/          0.082
El Tobal                          GC-MSMS         < LC
Agua       DDT y congeneres        0.01/          0.012
Blanca                            GC-MSMS
La                                                < LC
Custodia

Sistema    Resultado            Interpretacion
Lotico

Hato       Ditiocarbamatos,     Uso reciente
Laguna     Maneb, mancozeb,     encuesta
           metiram, propineb,   2009-2013
           thiram y ziram.
Los        Ditiocarbamatos,     Uso reciente
Pozos      Maneb, mancozeb,     encuesta
           metiram, propineb,   2009-2013
           thiram y ziram.
           Aldrin y Dieldrin    Uso Prohibido

           Clorotalonilo        Uso reciente
                                encuesta
                                2009-2013
           DDT y congeneres     Uso Prohibido
El Tobal
Agua       DDT y congeneres     Uso Prohibido
Blanca
La
Custodia

* CG-MS MS: cromatografia de gases acoplada a masas-masas; UV:
deteccion ultravioleta para ditiocarbamatos en bajos niveles; LC:
Limite de cuantificacion. DDT y congeneres: (suma de p,p'-DDT, o,
p'-DDT, p-p'-DDE y p,p'-TDE (DDD) expresado como DDT).

* GC-MS MS: gas chromatography coupled to masses-masses; UV:
ultraviolet detection for dithiocarbamates at low levels; LC: Limit
of quantification. DDT and congeners: (sum of p,p' -DDT, o,p' -DDT,
p-p '-DDE and p,p' -TDE (DDD) expressed as DDT).
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Author:Barrera H., July Andrea; Espinosa R., Adriana Janneth; Alvarez S., Juan Pablo
Publication:Revista de Biologia Tropical
Date:Mar 1, 2019
Words:7655
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