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Julio 2001
Diversidad de bacterias marinas heterótrofas en la plataforma occidental cubana.
Diversity of marine heterotrophic bacteria on the western Cuban shelf.
María Elena Miravet, Margarita Lugioyo, Isabel Nuria Joseph.
Introducción
Comúnmente se asume que una mayor diversidad de grupos microbianos es menos sensible a
una alteración en el ambiente, debido a que hay mayores posibilidades bioquímicas y
fisiológicas para enfrentar las condiciones anormales y contrarrestar su efecto. De aquí la
importancia que tiene conocer la diversidad microbiana que compone el ecosistema marino y
su capacidad de respuesta ante los cambios ambientales de origen natural o antrópico.
En Cuba, existe relativamente poca información sobre la diversidad de microorganismos que
habitan las aguas y sedimentos de la plataforma. Miravet, Lugioyo y Areces (1983); Lugioyo,
Miravet y Rodriguez (1987); Lugioyo y Rodriguez (1988); y Miravet, Lugioyo, Rodrigez y Bellota
(1992), han reportado la composición genérica de algunas cepas de bacterias marinas
heterótrofas aisladas de diferentes regiones de la plataforma, y Capó (1986 a, 1986 b) detectó
la presencia de 34 especies de levaduras marinas y 11 de hongos marinos superiores, éstos
últimos, aislados de sustratos que flotan en la zona litoral y en la espuma de las olas.
El presente trabajo tiene como objetivo dar a conocer el estado actual de la diversidad de
bacterias marinas heterotróficas en la plataforma occidental cubana, y la actividad fisiológica y
bioquímica de las cepas aisladas.
Materiales y Métodos
La plataforma insular cubana ocupa un área aproximada de 70 000 km2, o sea, más de la mitad
del archipiélago cubano, y presenta una serie de particularidades que la diferencian de una
plataforma continental clásica (Alcolado, Jiménez, Ibarzabal, y col. 1990). La zona de estudio,
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por la región norte, tiene un área de 2 700 km (Lluis-Riera, 1983) y por el sur de 20 850 km
(Lluis-Riera, 1972), lo que representa alrededor del 34% del área total de la plataforma insular
(Fig. 1).
Figura 1. Plataforma occidental de Cuba. Estaciones de muestreo.
Figure 1. Western Cuban shelf. Sampling stations.
Las muestras de agua se colectaron a 1 metro por debajo de la superficie, empleándose para
ello frascos estériles de 150 mL de capacidad, mientras que los sedimentos se colectaron del
estrato entre 0 y 5 cm de profundidad, con un tubo de sondeo plástico. Posteriormente se
realizaron diluciones seriadas de las muestras en agua de mar estéril y se sembró 1 mL de
cada dilución en medio de cultivo para bacterias marinas heterótrofas compuesto por extracto
de carne, extracto de levadura, peptona bacteriológica, agar Oxoid, agua de mar al 75% y agua
destilada al 25%. Se realizó el recuento de unidades formadoras de colonias (UFC) a las 24, 48
y 72 horas de incubación a 28 0C. Luego se procedió al aislamiento de las colonias más
representativas teniendo en cuenta sus características culturales y su frecuencia de aparición.
Las colonias seleccionadas se resembraron en tubos conteniendo el mismo medio de
aislamiento, y una vez crecidas se sellaron para su traslado al laboratorio donde se estudiaron
algunas de las características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas de las cepas aisladas,
según Colwell y Grigorova (1990). La identificación se realizó en base al Bergey's Manual of
Determinative Bacteriology (Buchanan y Gibbson,1984) y el esquema de clasificación de
Simidu (1979) para bacterias gram negativas.
Resultados y Discusión
Diversidad genérica de las bacterias aisladas.
Se aislaron un total de 360 cepas de bacterias, pertenecientes a las familias
Achromobacteriaceae, Azotobacteriaceae, Bacillaceae, Brucellaceae, Corynebacteriaceae,
Cytophagaceae, Micrococcaceae, Neisseriaceae, Pseudomonadaceae, y Spirillaceae (Fig.2a y
b). Estas familias representan diferentes órdenes de la Clase II Schizomycetes, División
Protophyta.
PLATAFORMA NW
Figura 2a. Número de cepas por cada género representado en los aislamientos de bacterias
marinas procedentes de la plataforma noroccidental de Cuba.
Figure 2a. Number of strains for each genus represented in the isolates from the northwestern
zone of the Cuban shelf.
PLATAFORMA SW
Figura 2b. Número de cepas por cada género representado en los aislamientos de bacterias
marinas procedentes de la plataforma suroccidental de Cuba.
Figure 2b. Number of strains for each genus represented in the isolates from the southwestern
zone of the Cuban shelf.
En los aislamientos procedentes de la parte noroccidental de la plataforma se detectaron
miembros de algunos géneros encontrados en aguas eutróficas, como son: Azotobacter,
Moraxella, Proteus y Citrobacter. Igualmente, sólo encontramos en esta zona cepas
pertenecientes a los géneros Sarcina, Staphylococcus, Yersinia y Neisseria, y algunas cepas
pertenecientes al grupo de las Enterobacterias que han sido detectadas en lugares que
presentan contaminación antropogénica (Simidu y Aiso, 1962; Murchelano y Brown, 1970).
Como es conocido, la plataforma noroccidental submarina es mucho más estrecha que la parte
sur, y se encuentra influenciada por los vertimientos de residuales albañales e industriales
procedentes de la población de las provincias La Habana y Ciudad de La Habana. Según
Ibarzábal (1982, en esta región pueden encontrarse fondos de arena fangosa y arena fina con
vegetación (Thalassia testudinum) hasta la línea del veril, donde abundan los arrecifes
coralinos. La presencia de vegetación favorece el desarrollo de bacterias heterótrofas debido a
que aporta materia orgánica que es utilizada por estos microorganismos como fuente de
carbono.
Sin embargo, esta parte de la plataforma está desprovista de cayos, lo que facilita el
intercambio de aguas entre la plataforma y la región oceánica adyacente y por tanto el proceso
de dilución. Esto no contradice la posibilidad de encontrar en la zona litoral focos puntuales de
contaminación, asociados a estuarios y parches de mangles, donde predominan contaminantes
fecales y orgánicos, respectivamente. González (1996) encontró la presencia de Escherichia
coli y algunas especies de los géneros Salmonella, Aeromonas, Vibrio, Klebsiella y
Enterobacter en diferentes zonas del litoral norte de la provincia La Habana.
Los géneros Pseudomonas, Vibrio, Flavobacterium, Bacillus y Photobacterium, se encontraron
representados tanto en la región noroccidental como en la región suroccidental de la plataforma
(Fig.2). En particular, la especie Photobacterium leiognathi es característica de aguas de
elevada productividad biológica y enriquecimiento en nutrientes, lo que justifica su aislamiento
en las inmediaciones de la desembocadura del río Quibú, ubicada en la zona costera de
Ciudad de La Habana.
Con respecto a aquellos géneros bacterianos cuyos miembros son cosmopolitas, cuando
ocurre un cambio ambiental los procesos en que ellos participan continúan, pero quizás los
llevan a cabo un grupo diferente de microorganismos (Hobbie y Ford, 1993).
Los resultados obtenidos evidencian que la parte norte tiene una mayor diversidad que la sur,
detectándose representantes del género Alteromonas sólo entre los aislamientos de la parte
norte y en particular en las aguas de la bahía de Cárdenas.
Por otra parte, en los aislamientos procedentes de las aguas existe una mayor diversidad
genérica que en los del sedimento, lo que puede estar determinado por las características
dinámicas del habitat que, a diferencia de los sedimentos, presenta una constante movilidad.
Diversidad de las comunidades bacterianas en base a algunas de sus características
fisiológicas.
De un total de 360 cepas estudiadas, las que se mostraron más activas fueron las aisladas de
los sedimentos de la plataforma suroccidental (Fig.3), detectándose la actividad lipolítica con
mayor frecuencia que la amilolítica y proteolítica entre las bacterias aisladas. La actividad
lipolítica es una potencialidad que frecuentemente presentan las bacterias que habitan en
aguas costeras, que está relacionada con la presencia de hidrocarburos (Teplínskaya,1980).
Aunque no tenemos referencia de la presencia de hidrocarburos en la plataforma SW de Cuba,
el impacto de las embarcaciones de pesca, así como sus características geográficas, puedieran
justificar la presencia eventual de estos contaminantes en sus aguas.
Plataforma NW
Plataforma SW
Figura 3. Actividad bioquímica de las cepas en condiciones de cultivo.
Figure 3. Biochemical activity of the isolates in culture conditions.
La actividad de descomposición de proteínas se detectó en el 44% de las cepas procedentes
de la plataforma sur, mientras que en la región norte se encontró en el 38% y la mayoría
provenían de los sedimentos. De igual forma se comportó la actividad amilolítica que, después
de la lipolítica, fue predominante entre las bacterias de la región sur de la plataforma (Fig. 3 ).
La disponibilidad de carbohidratos en las aguas y sedimentos de esta parte de la plataforma
puede estar sustentada por la abundancia de macrovegetación bentónica, en particular de
Thalassia testudinum, la cual forma verdaderos placeres en esta región, según Alcolado y
Jiménez (1990).
El 50% del total de cepas aisladas de las aguas y el 56% de los sedimentos de la plataforma
suroccidental son capaces de reducir nitratos a nitritos, y solamente el 20 y el 48% de las cepas
aisladas de las aguas y sedimentos de la parte norte tienen esta capacidad.
En cuanto a la producción de sulfhídrico a partir de la reducción de tiosulfatos, se encontró
entre los aislamientos de los sedimentos un mayor número de cepas con esta capacidad tanto
en la parte norte como sur de la plataforma.
En general, los resultados obtenidos demuestran que la región norte de la plataforma
occidental presenta una mayor diversidad de géneros bacterianos que la parte sur; sin
embargo, las cepas más activas se encontraron en la región sur. Esto sugiere que la diversidad
no tiene que estar directamente relacionada con la actividad; aunque una mayor diversidad sí
determina que exista un mayor espectro de posibilidades metabólicas para enfrentar un cambio
brusco de las condiciones ambientales. Por otra parte, las cepas de mayor actividad metabólica
provenían de los aislamientos del sedimento, donde las condiciones de vida son relativamente
más estables y donde se acumula toda aquella materia orgánica que no fue degradada en la
columna de agua.
Aunque es reconocido que la actividad bioquímica de cada cepa en los ensayos "in vitro" no
tiene necesariamente que manifestarse "in situ", al menos nos permite conocer la capacidad
potencial de la población microbiana para interactuar con las condiciones ambientales.
Conclusiones
La plataforma noroccidental presenta una mayor diversidad de bacterias heterótrofas que la
suroccidental, detectándose representantes de los géneros Alteromonas, Azotobacter,
Citrobacter, Moraxella, Neisseria , Proteus, Sarcina, Staphylococcus y Yersinia sólo entre los
aislamientos de la parte norte.
Los géneros Pseudomonas, Vibrio, Flavobacterium, Bacillus y Photobacterium, se encontraron
representados tanto en la región noroccidental como en la suroccidental de la plataforma.
En los aislamientos procedentes de las aguas se detectó una mayor diversidad de bacterias
marinas heterótrofas que en los del sedimento.
Las cepas procedentes de los sedimentos de la plataforma suroccidental se mostraron más
activas que el resto de los aislamientos, detectándose la actividad lipolítica con mayor
frecuencia que la amilolítica y proteolítica.
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