Estudio de la diversidad de diatomeas del norte de Suramérica y de Centroamérica a diferentes escalas espaciales

Las diatomeas son un grupo de algas (Bacillariophyceae) altamente diversificado que crecen en una gran variedad de ambientes de agua dulce (Williams & Kociolek 2011). Las diatomeas tienen aplicación directa en una variedad de campos: estudios de distribución geográfica (Vyverman et al. 2007), clasificación de ecosistemas acuáticos (Catalan et al. 2009), evaluación de los impactos del cambio global (Catalan et al. 2013) y reconstrucción ambiental (Battarbee et al. 2012). Además del alto número de especies, su respuesta especializada al entorno determina su gran potencial como indicadores ecológicos de una variedad de factores ambientales en ecosistemas acuáticos de agua dulce. En este sentido, las diatomeas han sido utilizadas como indicadoras cualitativas y cuantitativas de una amplia gama de variables que van desde características químicas del agua como el pH, la conductividad y los nutrientes, características del hábitat como el tipo de sustrato, hasta factores físicos como la transparencia y la temperatura del agua (Catalan et al. 2002; Chen et al. 2008; Luoto et al. 2012; Reid 2005). Las diatomeas son algas unicelulares que están revestidas por unas valvas silícicas, las cuales se conservan en los sedimentos lacustres y de humedales de forma prácticamente indefinida. La forma y ornamentación de las valvas son la base de su clasificación morfotaxonómica. Por tanto, tienen la ventaja de que la comunidad de especies presente en el ecosistema acuático se puede determinar con precisión a lo largo del tiempo. Frente a otros indicadores paleoecológicos, proveen información sobre las condiciones internas del ecosistema acuático como cambios en las concentraciones de nutrientes y del pH del agua (Kitner & Poulí¿ková 2003; Werner & Smol 2005; Wilson et al. 1994). De este modo, las diatomeas aportan información sobre los impactos de la variabilidad climática y de la actividad antrópica sobre los ecosistemas acuáticos. Para que las diatomeas puedan ser usadas en estudios ambientales, es necesario contar con una adecuada identificación taxonómica (Rimet & Bouchez 2012) y un conocimiento detallado de la ecología de las especies. Al contar con esta línea base de conocimiento es posible desarrollar programas regionales de indicadores de calidad de agua, como es el caso de la aplicación de índices de diatomeas de la European Water Frame-Work Directive (European Commission 2000), o desarrollar bases regionales para la formulación de modelos de reconstrucción ambiental, como es el caso de The European Diatom Database (EDDI). El desarrollo y aplicación de estas herramientas en el ámbito europeo está sustentado en más de 30 volúmenes sobre la flora de diatomeas (ej. series: Süßwasserflora von Mitteleuropa, Diatom of Europe, Iconographia Diatomologica) y en un número importante de publicaciones taxonómicas que permiten la armonización de datos a una escala trasnacional. En el contexto de Suramérica y Centroamérica se han desarrollado muy pocos modelos orientados a estudiar la calidad del agua o a realizar reconstrucción ambiental utilizando las comunidades de diatomeas. Si bien existen algunas aproximaciones regionales (ej. Díaz-Quirós & Rivera-Rondón 2004; Donato Rondón 2010), estás muestran aún muchos vacíos en el conocimiento de la ecología de las diatomeas. La principal dificultad en el avance de esta área está relacionada con el insuficiente desarrollo de estudios sobre la diversidad de estos organismos. Concretamente, para el norte de Suramérica y Centroamérica son muy pocos los estudios taxonómicos a partir de los cuales se pueden construir herramientas dirigidas a la evaluación y reconstrucción ambientales (Metzeltin & Lange-Bertalot 1998; Metzeltin & Lange-Bertalot 2007; Reichardt 1995; Rumrich et al. 2000; Sala et al. 2008). Pese al escaso número de datos que actualmente se tienen, está franja del neotrópico muestra un gran potencial para el desarrollo de estudios basados en su diversidad. Así por ejemplo, en el escudo Guayanés y la Amazonia se han descrito varias especies nuevas con rango de distribución restringida (Metzeltin & Lange-Bertalot 1998). Aunque en las zonas de montaña y en ecosistemas de alto estado trófico de los Andes se ha observado que ocurre un aumento de elementos cosmopolitas (Metzeltin & Lange-Bertalot 2007), la relación con la condiciones químicas o patrones de diversidad a nivel de grandes regiones en el neotrópico aún no puede ser precisada con certeza. La franja de la región neotropical que se extiende desde la parte noreste de Suramérica hasta al extremo más occidental de Mesoamérica, cubre alrededor de 2500 km sobre los cuales se extienden una variedad de ecosistemas que se distribuyen a lo largo del escudo Guayanés, las sabanas de la Orinoquia, la selva tropical, zonas montañosas de los andes y la región caribe. La convergencia intertropical de vientos de los dos hemisferios y la complejidad orográfica confieren a esta zona una alta diversidad de ecosistemas acuáticos. Por lo tanto, su complejidad y ubicación la convierten en un escenario ideal para resolver preguntas relacionadas con la influencia del espacio y los condicionamientos ambientales sobre la distribución de especies. La rápida transición entre algunas regiones, por ejemplo entre las extensas sabanas de la Orinoquia y la abrupta aparición de los Andes, o entre los Andes y las tierras bajas hiper-húmedas del Pacífico, produce cambios importantes en la diversidad de los ecosistemas terrestres. No obstante, se desconoce hasta qué punto estos condicionantes geográficos y geológicos también afectan la diversidad de organismos más pequeños y de aparentemente fácil dispersión, como es el caso de diatomeas. Estas y muchas más preguntas de interés ecológico podrán ser abordadas sólo cuando exista una base de conocimiento de la diversidad acuática en esta región. Por otro lado, la franja entre el norte de Suramérica y Centroamérica contiene una amalgama de territorios con diferentes grados de intervención antrópica. Aunque se encuentran más de una veintena de reservas naturales de gran extensión, esta zona también está sometida a una gran transformación del suelo (Pacheco et al. 2011). Pese a esto, los países de esta región cuentan con muy pocas herramientas para evaluar las implicaciones de estos cambios, así como los impactos de contaminantes sobre el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. En este sentido, el desarrollo de sistemas de indicadores o modelos de reconstrucción ambiental utilizando organismos como las diatomeas, fortalecería el estudio de problemas ambientales en la región. Ante estos vacíos en el conocimiento básico de la diversidad y ecología de diatomeas y teniendo en cuenta el potencial de este grupo de organismo en la indicación y reconstrucción ambiental, este proyecto explorará patrones en la diversidad de diatomeas a escala local y regional entre el norte de Suramérica y Centroamérica.