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INSECTOS ASOCIADOS AL LIRIO DE AGUA

(Eichhornia crassipes)

Por Mercedes del Carmen Rueda, Maria Eugenia Arana,

Arlen Figueroa, Bill Edwards Aguirre, Joachim Adis, Marcos Lhano y Jean-Michel Maes

PROTOCOLO DE TESIS :

ESTUDIO DE LOS CONTENIDOS ESTOMACALES DE CORNOPS FRENATUM

Por Bill Edward AGUIRRE RIVAS

I INTRODUCCIÓN.

Los ecosistemas acuáticos, por general están constituidos por plantas acuáticas, sin embargo las actividades antropogénicas que se realizan en las riveras de los mismo contribuyen al aporte de nutrientes sobre pasando la capacidad de carga del ecosistema, esto genera manifestaciones en la vegetación acuática que actúan con diferentes estrategias reproductoras, vegetativa y sexual, lo que provoca la proliferación de las misma y se convierten en plantas invasoras por su elevada presencia en el ecosistema, esta situación obstaculiza las actividades humanas, navegación, pesquería, y producción hidroeléctrica; además contribuyen al proceso de evapotranspiraciön lo que ocasiona perdidas de agua, lo que induce a la desecación del ecosistema.

Por tanto es necesario plantearse alternativas de control de estas especies entre ellas pueden combinarse varias formas que pueden ser físico, biológico y químico o bien como materia prima para producir energía (biogas o forraje).

En lo que respecta al control biológico, es necesario detectar los potenciales controladores biológicos de forma que Eichhornia crassipes que es una maleza acuática presente en el lago de Tisma, y proyecta en su fauna acompañante al insecto Cornops frenatum.

Este hallazgo de interacción es necesario estudiarlo, por ello se lleva a cabo el presente estudio relacionado con la presencia de estomas de Eichhornia crassipes en los contenidos estomacales de Cornops frenatum para potenciarlo como un candidato factible a controlar la presencia de Eichhornia crassipes considerada como maleza.

Es de gran importancia el control de esta maleza por que dañan las turbinas de los embalses de las hidroeléctricas, a su vez la descomposición de su biomasa provoca acidificación del agua y esto corroe las turbinas deteriorándolas.

Para Nicaragua no se conocen estudios sobre ecología y biología de Cornops frenatum, por lo tanto es un trabajo pionero. Los únicos estudios disponibles en el ámbito regional se han realizado con Cornops aquaticum en Costa Rica, México, Brazil y Argentina.

Con este estudio se pretende explorar el contenido estomacal de Cornops frenatum para comprobar el consumo de Eichhornia crassipes y posiblemente de otras plantas.

Los resultados de esta investigación aportaran al país información concreta sobre:

- Método de comparación de estomas como medio de identificación de especies vegetales, que podría hacerse extensivo para aplicaciones de evaluación de posibles controladores biológicos de malezas terrestres.

- Relaciones de consumo entre un insecto semiacuática y una especies vegetal acuáticas.

- Información concreta sobre la dieta de Cornops frenatum poco estudiado incluso para la región latinoamericana.

Este sería el primer estudio sobre el tema en el país.

1.2- OBJETIVOS

- Objetivo General

q Determinar la presencia de estomas de Eichhornia crassipes, a través del contenido estomacal de Cornops frenatum.

- Objetivos Específicos

q Aplicar técnicas de fijación del contenido vegetal de Eichhornia Crassipes en estudio.

q Identificar las características morfológicas de los estomas de Eichhornia Crassipes para muestras patrones.

q Fijar los contenidos estomacales de Cornops Frenatum para determinar la presencia de estomas de Eichhornia crassipes.

1.3- PREGUNTA DE INVESTIGACION.

¿Cornops frenatum consume tejido de Eichhornia crassipes?

II- MARCO TEÓRICO

2.1- Ecosistemas Acuáticos Continentales

Los ecosistemas acuáticos son aquellos en los que los animales y plantas viven o se relacionan con seres vivos en el agua. Dependiendo del tipo de agua podemos definir distintos tipos de hábitat acuáticos: de agua dulce y de agua salada.

Si tomamos en cuenta otros factores abióticos, podremos subdividirlos:

Los ecosistemas de aguas dulces se derivan de acuerdo a la renovación de agua o agua estancadas como son lagos lagunas y lo que corren como los ríos. Los distintos vegetales y animales de cada uno de ellos tiene características especiales que les permiten adaptarse a su hábitat.

- Mares y Océanos

Son ecosistemas formados por la mayor concentración de agua del planeta. De hecho, ocupan sus tres cuartas partes. Al estudiar los mares y océanos habría que distinguir entre el mar abierto y las zonas costeras, estas últimas mucho más sensibles a la contaminación.

Cerca de las zonas costeras se encuentran los corales. Los arrecifes coralinos son colonias de miles de individuos que se alimentan por el día de algas fotosintéticas, y por la noche extienden sus tentáculos para atraer el plancton. Cobijan multitud de seres marinos y forman una barrera natural entre el mar y la costa. Por su deslumbrante despliegue de formas, colores y texturas, ninguna otra comunidad de la Tierra puede compararse al ecosistema del arrecife de coral.

El mar abierto es bastante más resistente. Su misma inmensidad y su relativa escasez de organismos ha significado que pueda encajar la agresión química sin que hasta ahora se hayan dado informes alarmantes. Las toxinas vertidas al mar o arrastradas por las corrientes y los vientos son absorbidos por el plancton, cuyos cuerpos y excrementos se depositan rápidamente en el fondo de los océanos, pero se degradan muy lentamente a causa de las bajas temperaturas. Dado que lo más probable es que la producción mundial de toxinas aumente con más rapidez que la imposición de controles de la contaminación, los vastos océanos seguirán acumulando calladamente toxinas durante largo tiempo, con consecuencias desconocidas.

En este sentido pueden ser alarmantes las explotaciones mineras que agitan los sedimentos, ya que si se agita un depósito de toxinas, éstas se esparcen.

Hace años los océanos estaban considerados como "la gran reserva" alimentaria del futuro. Había proyectos de crear grandes bancos de peces para obtener proteínas de modo estable, tal como se cría el ganado en tierra. Por el contrario, lo que ha sucedido es que se ha seguido pescando con armas cada vez más sofisticadas.

Las mayores concentraciones de fitoplancton (y por lo tanto de vida marina que se alimenta de él) se encuentran a lo largo de las zonas costeras poco profundas, alrededor de los arrecifes y en zonas de afloramiento de aguas profundas. Pero estos lugares de gran productividad suelen ser también los más afectados por la contaminación. El 85 % de la contaminación marina procede de actividades de tierra en forma de petróleo, desagües, metales pesados y pesticidas.

- Regiones Polares

Las regiones polares del norte y del sur de nuestro planeta son imágenes invertidas. El Ártico es un océano cubierto en gran parte de hielo formado a partir del agua del mar y rodeado por tierra; y la Antártida es una tierra cubierta de hielo formado a partir de la nieve y rodeado por un océano frío.

Hay en ambos hemisferios pocas especies, con un gran número de individuos. En el Ártico los recursos están bastante explotados. En el Antártico se creó un tratado (1959) en el que participaron doce países, en el cual se decidió estudiar y explorar pacíficamente el continente. Últimamente Francia y Rusia parecen haber violado los acuerdos (construcción de una pista de aterrizaje en Adelie y ausencia de información sobre el número de capturas de pescado). No obstante, los daños derivados de las explotaciones petrolíferas constituyen la mayor amenaza.

2.2- Generalidades del Sistema Lagunar de Tisma

Ubicación: El municipio de Tisma está ubicada a 36 km de la ciudad de Managua, en las coordenadas 12°04´N y 86°01´O, a una altura de 30 a 40 m.s.n.m.. Se localiza en una depresión poco profunda a lo largo del río Tipitapa.

Geología y Suelos: sus formaciones son del cuaternario, de materiales moderadamente cementados de grava, limo, depósito aluvial y aglomerado de toba y lapilli. Los suelos son pobremente drenados, de color gris oscuro, textura arcillosa, derivados de depósitos lacustres y son miembros de la familia motmorillonítica fina.

Hidrografía: está en la cuenca hidrográfica N°8, en la vertiente de los grandes lagos. Está en un sistema hidrográfico que drena del oeste hacia este, con una laguna principal (que en este estudio llamaremos Lago) y una serie de lagunetas con espejos de agua reducidos.

Clima: dos estaciones, una seca de Noviembre a Abril y una lluviosa de Mayo a Octubre. Con precipitaciones promedios anuales de 400mm a 1200mm y una temperatura media anual de 26°C-28°C.

Vegetación: formada por una vegetación húmeda, constituida por sucesión de plantas acuáticas flotantes emergentes, enraizadas emergentes, enraizadas sumergidas.

Y una vegetación de inundación temporal (6-8meses), constituida por plantas tolerantes no acuáticas.

2.2. - Definición de Plantas Acuáticas Vasculares

Actualmente no existe un concenso definitivo sobre cuáles plantas son acuáticos y cuáles no. Cada país que las estudia tiene sus propios criterios para definirlas. Sin embargo, a lo largo de 30 años se ha venido utilizando diferentes términos que hacen referencia más o menos al mismo grupo de plantas: Correl (1975) las define como Hidrófitas Vasculares; Aston (1977) y Reimer (1984) como Plantas Acuáticas; Rzedowski (1983) y Tiner (1991) simplemente como Hidrófitas. (Bonilla, 2004).

En Nicaragua, Grijalva (2002), define como plantas acuáticas aquellas plantas que se desarrollan en un medio acuático –en el agua– este puede ser dulce o marino, según el criterio de tiempo de permanencia en el agua. Diferencia plantas acuáticas verdaderas como aquellas que pasan todo el año en el medio acuático (generalmente herbáceas y arbustos), de plantas subacuáticas o acuáticas obligadas como aquella que se encuentra en el agua de temporalmente debido a inundaciones (generalmente árboles).

La bibliografía mundial reconoce como plantas acuáticas a Eichhornia crassipes.

2.3 – Composición de la flora acuáticas vasculares presente en la laguna de Tisma

Ruedas.M. (2004), en el estudio preliminar de la flora acuática del lago de Tisma, reporta un total de 36 especies, ubicadas en 20 familias y 29 géneros. Entre éstas se menciona Eichhornia azurea y Eichhornia crassipes. El mayor número de especies pertenece a la familias Poaceae (8 especies) y las Cyperaceae (7 especies); el resto de las familias oscilan de 1-3 especies.

En cuanto a su forma de vida, las 36 especies las identifica en: 5 especies libremente flotadoras, 22 enraizadas emergentes y 9 especies tolerantes.

2.4 - Ubicación taxonómica Eichhornia crassipes

Según Cronquist (1988) su clasificación taxonómica de:

Categoría Taxonómica	Lirio flor lila
Reino	Plantae
División	Magnoliophyta
Clase	Lilipsida
Orden	Liliales
Familia	Pontederiaceae
Género	Eichhornia Kunth
Especie	Eichhornia crassipes (Mart.) Solms

2.5- Ciclo Biológico y Reproductivo de Eichhornia crassipes.

Eichhornia crassipes: se reproduce sexualmente por semillas y vegetativamente por el desarrollo de plantas hijas (por gemación) generando estolones a los 6-18 días. Las semillas pueden germinar en unos días o permanecer inactivas unos 15-20 años. Dado que la planta es de libre flotación es dispersada por el viento y corrientes de agua.

Forma de propagación:
Sexualmente a través de semillas. En condiciones favorables se multiplica rápidamente en la superficie.

2.6- Distribución de Eichhornia crassipes

Eichhornia crassipes: Es una planta nativa de América del Sur, pero se ha naturalizado (introducido) en la mayoría de las regiones subtropicales y tropicales del mundo. Se la encuentra en América, Africa, Asia, Australia y Nueva Zelanda.

En Nicaragua, Eichhornia crassipes su presencia es notoria, por que se encuentra flotando en aguas estancadas o en áreas inundadas. El primer reporte de su presencia en Nicaragua se le atribuye a Barrett en 1989. Ruedas.M (2004) la reporta para el sistema lagunar de Tisma.

2.7- Morfología y Anatomía Eichhornia crassipes

Eichhornia crassipes: su flor presenta estructura en forma de Púas con 7-50 flores individuales, que permanecen abiertas un día; espata obovada, 3-6cm; el pedúnculo de 1.9-15cm, pubescentes con vellos anaranjados. Perianto azulado o blanco, de lóbulos obovados de 13-25mm, el lóbulo distal-central es azul oscuro en la base con mancha amarilla en la parte distal; estambres proximales de 15-20mm y dístales 6-20mm; las anteras de 1.2-2.3mm. Semillas de 1-1.8 x 10-13- alados 0.8 a 1.1mm.

Inflorescencias en forma de espiga. Flores vistosas, azules a azul claro, con una mancha amarilla en el lóbulo superior del perianto. Lóbulos del perianto de 16 a 37 mm, los márgenes enteros. Frutos de alrededor de 1,5 cm.

2.7 –Forma de vida de Eichhornia crassipes

Plantas libre-flotantes, a veces varadas en el lodo, con tallo vegetativo muy corto. Hojas en roseta de color verde muy intenso, con un gran peciolo inflado. Rosetón, algo ascendente a ampliamente extendido. Peciolos normalmente cortos, ampliamente hinchados, casi bulbosos, llenos de tejido aerenquimatoso, o cuando crecen en poblaciones densamente agrupadas, entonces las hojas son fuertemente ascendentes y los peciolos más elongados y menos hinchados. Láminas de 2,5 a 16 cm, truncadas a ligeramente cordadas en la base.

2.8 –Tamaño de la planta
Hasta 30 cm o más de diámetro y 20 cm de altura. El tamaño que alcance depende de la intensidad de la luz y de la cantidad de nutrientes en el agua.

2.9-Tipo de sustrato:
Al ser una planta flotante crece en superficie, sin necesidad de sustrato.

2.10 - Descripción morfológica de estomas

Los estomas son estructuras presente en el tejido vegetal su principal función es el intercambio gaseoso, su forma esta constituida por abertura diminuta(célula obclusiva) que aparece en la epidermis de los órganos verdes de las plantas superiores, con capacidad de regular su grado de apertura y a través de la cual llevan a cabo el intercambio gaseoso.

Los estomas pueden estar rodeados de células parecidas a las otras células epidérmicas (tipo anomocítico, llamado antes tipo ranunculáceo), pero en otros casos pueden distinguirse células anejas de forma distinta. Pueden definirse tres tipos concretos: el anisocítico (anteriormente tipo crucífero), con el estoma rodeado de tres o cuatro células anejas, una de las cuales es claramente menor que las otras; tipo paracítico (antes tipo rubiáceo), con dos células anejas cuyos ejes longitudinales son paralelos al ostiolo; y tipo diacítico (antes tipo cariofiláceo) con dos células anejas cuyos ejes longitudinales forman un ángulo recto con el ostiolo del estoma. Existen variaciones entré estos tipos (como el tipo actinocítico, en el cual las células anejas están situadas en el sentido de los radios de un círculo); hasta la fecha se han reconocido alrededor de 31 tipos. Rasmussen (Bot. J. Linn. Soc., 1981, 83, 199) ha realizado una revisión crítica acerca del desarrollo y clasificación de los estomas.

2.11- Características distintivas de los estomas

Las plantas acuáticas vasculares tienen la características de que sus estomas son pequeños y cerrados, con respecto a los estomas de las plantas terrestres. Según Bonilla, J. (2004)

2.12- Morfología estomática

Cada especie de planta tiene formas muy específicas en sus estomas.

2.13 - Herbivoría de planta acuática

La herbivoría en plantas acuáticas es menos importante que la terrestre si se tiene en cuenta la biomasa consumida y el número de especies de fitófagos Wetzel, 1983, citado por Franceschini,( 2003); sin embargo la incidencia de los fitófagos en la vegetación acuática tiene importancia a nivel de los daños que ocasiona, ya que el ataque intenso, hace que las hojas se tornen amarillentas y mueran, por lo tanto se incrementa la tasa de renovación de las poblaciones vegetales Newman, (1991) citado por Franceschini, (2003).

Si bien no se ha detallado con exactitud el daño provocado por C. frenatum, si existe un trabajo sobre la lesión por adultos de C. aquaticum sobre el tejido de E. crassipes: se presenta en la lámina foliar, la superficie lesionada es removida completamente, por lo que todos los tejidos son consumidos; puede llegar a representar hasta el 6,25% de la lámina foliar. (Franceschini, 2003)

2.14- Cornops frenatum

2.14.1- Distribución (en los trópicos, en América Latina, en Nicaragua)

En América latina no se conoce ningún dato sobre la distribución de este insecto. En Nicaragua fue descubierto en la laguna de Tisma, y identificado por el brasileño Marcos Lhano. Como bien sabemos este trabajo es el primero en el país, y en otros países se ha trabado solamente con Cornops aquaticum.

2.14.2- Morfología

Todavía no se tiene una descripción general, por lo tanto se reflejaran algunas de ellas, como es los adultos que poseen color verde en la parte ventral café en la parte dorsal, a su vez se diferencia por los orificios en parte de la cabeza comparándolo con el C.aquaticum.

2.14.3- Hábitos y Preferencia Alimenticia

Estudios que están realizando, este insecto ha preferido la planta en estudio Eichhornia crassipes, no así otras plantas, ya que no se ha estudiado a fondo este insecto.

III. DISEÑO METODOLÓGICO

3.1- Contexto de la investigación

Esta investigación se llevo en los laboratorios de la UNAN-Managua, el material que se utilizo fue extraído de la laguna de Tisma, entre ellos insectos y plantas, que se manejan en condiciones de laboratorio en la Universidad Nacional Agraria (UNA).

3.2- Tipo de Estudio

El presente es un estudio de carácter experimental porque pretende determinar la presencia de estomas de Eichhornnia Crassipes a través del análisis en laboratorio del contenido estomacal de Cornops Frenatum y elaborar un catalogo de los estomas de plantas acuáticas que crecen asociadas Eichhornnia Crassipes, entre ellas Pistia estratiotes y Typha dominguensis.

3.3- Universo

Insectos: Lo constituye el total de individuos de Cornops frenatum presentes en el lago de Tisma.

Plantas: El total de individuos de Eichhornia crassipes presentes en la lago de Tisma.

3.4- Población

La población sometida a experimento es aproximadamente 50 individuos de Cornops Frenatum, y 10 individuos de Eichhornia crassipes.

3.5- Muestra

Insectos: En estudio aproximadamente 50 individuos de Cornops frenatum extraído de la laguna de Tisma.

Plantas: En estudio 10 individuos de Eichhornia crassipes extraída de la laguna de Tisma.

3.6-Características de la Muestra:

Insectos: Se colectaron solamente individuos sexualmente maduros (Imagos) de Cornops frenatum.

Plantas: Se colectaron solamente individuos desarrollados (en floración) de Eichhornia crassipes.

3.7- Variables

Variable

Indicadores

Fundamentación

Estoma de Eichhornia crassipes

-Tamaño

-Forma

Los estomas de las plantas acuáticas por lo general son más pequeños, a diferencia de las plantas terrestre.

La forma del estoma es especifica para cada especie.

Contenido estomacal de Cornops frenatum

-Trozos de cutículas

Los estomas se encuentran alojados en la cutícula de la planta Eichhornia crassipes.

3.8- Métodos e instrumentos para recolección de datos

- Métodos Generales

Para la realizar el trabajo en laboratorio se tomo en cuenta lo siguientes aspectos:

- Captura in situ: Sé procedió a la identificación, selección y colecta de individuos de Cornops frenatum, realizándose directamente en el lago. La captura se realizará con red entomológica o manualmente dependiendo de las condiciones del área de captura.

Para la colecta de plantas, se extrajeron del lago directamente, y depositadas en envases plásticos.

- Selección y Extracción de tejido:

Se selecciona y extrae tejido vegetal de diferentes partes (hojas, tallo) de las plantas acuáticas en estudio. Se hacen cortes longitudinales, de 2mm x 2mm, del haz y envés de las hojas y de la capa externa del tallo, utilizando bisturí.

- Fijación del material vegetal: El tejido extraído es colocado en dos portaobjeto, en el primero se le aplica una solución salina de cloruro de sodio (NaCl) al 2%, dejándose 5 minutos, después se le agrega una solución de fijación, de Acido Acético + Alcohol, en una proporción 1:3. En el segundo portaobjeto, al tejido extraído se le agrega agua destilada, dejándose reposar 5 minutos y después se le aplica la solución de fijación. Ambos procedimientos se realizan simultáneamente.

- Extracción del Contenido estomacal: Consiste en realizar disecciones (con bisturí) de los individuos de C. frenatum en la línea divisoria entre el tórax y el abdomen, extrayendo con pinzas el sistema digestivo de los mismos.

- Aplicación de Solución Salina y Fijación del Contenido estomacal: Luego, mediante la técnica de maceración, el sistema digestivo se coloca en placa húmeda, previa adición de la solución salina y solución de fijación de Acido Acético + Alcohol, en una proporción 1:3.

- Exploración del Contenido estomacal: El contenido estomacal preparado (fijado) en placa húmeda es observado en microscopio compuesto utilizando los objetivo de 40X a 100X, en búsqueda de trozos de cutícula o tejido vegetal y se verifica la presencia de estomas.

- Instrumentos de Colecta de Información

- Sé lleva a cabo la selección de los montajes y se procedió a aplicar técnica de fijación para que constituya las muestra patrones del trabajo realizado en laboratorio.

- Técnicas para el análisis de los datos

La técnica aplicada es análisis comparativo que tiene su base en la comparación de los datos obtenidos en laboratorio, culminando con elaboración de un atlas de estomas de Eichhornia crassipes y plantas asociadas, que contribuya a la identificación de las preferencias alimenticias del insecto en estudio, detallando la forma y el tamaño del tejido estomatico de las misma y establecer las comparaciones

IV.- RESULTADO PRELIMINAR

- Se logro realizar la fijación del tejido de la planta para su debida observación utilizando tres técnicas como fueron, solución salina de cloruro de sodio (NaCl) al 2%, esta contribuyo al cierre de los estomas, la segunda se le agrego agua destilada, dando como resultado los estomas abiertos, y el ultimo fue la fijación total de la muestra utilizando Acido Acético + Alcohol, en una proporción 1:3. Ambos procedimientos se realizan simultáneamente.

- La forma de los estomas de Eichhornia Crassipes corresponde a una estructura hexagonal con su vértices redondeados, en el centro se distingue una apertura que de acuerdo a las condiciones que impone el medio puede observarse cerrada o abierta, todo el estoma es de color transparente alrededor de la apertura se distingue gránulos de color verde que corresponde a la clorofila.

- Se realizo la comparación de los estomas encontrado en el contenido estomacal y la cutícula de la hoja sin ser digerida.

- El tamaño calculado de los estomas corresponde a 20mm×20mm.

- La técnica Fijación del contenido estomacal, se realiza por medio de extracción del sistema digestivo de los individuos de C. frenatum a su vez sé macero la muestra aplicándose las sustancia de Acido Acético + Alcohol, en una proporción 1:3, para determinar la presencia de estomas de Eichhornia Crassipes para su debido comparación con los estomas de la planta patrones.

V- CONCLUSIONES

- Identificación de estomas en los contenidos estomacales de Cornops frenatum.

- Aplicación manejo y de técnicas de montaje y fijación del material en estudio.

- Comparación de los resultados encontrados en contenidos estomacales con los tejidos de plantas patrones.

VI- RECOMENDACIONES

- Continuar con el estudio para aumentar las habilidades y destrezas y profundizar los conocimientos adquiridos.

- Montar el catalogo que contenga las muestras patrones de los estomas Eichhornia Crassipes y especies asociadas.

V- BIBLIOGRAFÍA

Grijalba, A. (2002). Plantas acuáticas y subacuáticas de Nicaragua. Revista Encuentro N°61, p. 73-106. Imprenta UCA, Managua.

Franceschini, M. C. (2003). Lesiones producidas por fitófagos en Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. Resumen: B-034. Centro de Ecología Aplicada del Litoral (CECOAL) - CONICET. Universidad Nacional del Nordeste, Argentina.

http://www.arbolesornamentales.com/glosario.htm

http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/apbot-farm2a/06.html

http://atlas.drpez.org/Eichhornia-crassipes

http://atlas.drpez.org/albup27

Alcohol+Acido Acetico proporción 1:3. Por comunicación oral del Dr. Gerardo Cruz.

ANEXOS