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I- i-
J’ ’ %, RELACION ENTRE LA MORFOLOGIA Y EL CONTENIOO PROTCICO DE”
SCENEDESMUS QUADRICAUDA COMO RESPUESTA A LA CONCENTRACION
DE NITROGEN0 Y FOSFORO EN EL MEDIO I
d
77326402
- .
. J
RICARDO AZPIROZ LEE,HAN
I c
' .
I N D I C E
c
- A.- INTROWCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
c
I... B.- ANTECEDENTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
C.- OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 -I
*... D.- MATERIAL Y. METODO . . . . . . . . . . . . . . . . . . ' - . . . . . 9 -.
* E.- RESULTADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .: . . . 10 c
...- l
r" E.- DISCUSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6
l,_l
. . 6.- CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 I " . I
'iiI
H.- RESIJMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ~
P .
i. I
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... 1
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'? , i. ... ,
A.- - INTROWCCION
ScenCdesmLis .Meyeh_es una clorofita de organización cenobial común en aguas
dulces y contaminadas-por dremjedauéstico.
Este género, originalmente descrito como Achnanthes, se conoce desde hace
más de 150 años; l a s formas más comurtes son cenobios de cuatro células, con
o sin espinas (Fig. 1).
Siguiendo l o s lineamientos taxonómicos tradicionales, los primeros inten-
tos de clasificación de este género se .basaron en caracteres morfológicos,
como l a forma y número de células y l a presencia y disposición de espinas
(Smith, G. , 1916, en Trainor, e., 1976). Sin embargo, desde fines del - s ig lo pasado se introdujo un nuevo punto de vista que hasta nuestros días
produce controversia: dentro de una misma especie de Scenedesmus puede ha-
ber variabilidad morfológica, ya que en cultivos sujetos a distintas condi-
ciones l a forma de l a s células y su ornamentación pwden vartas (Chodat, R.
1983, 1913, 1926, en Trainor, e t a l . , op. c i t . ) .
fueron recibidos con escepticismo, as? que las diferentes formas del género
Se sisyi.erDn clqsificando cmo especfes distintas, y no fue sino hasta hace
unos veinte años que volvió u surgir el interé$ en estudiar l a posibilidad
de que una misma especie de Scenedesmus pudiera presentar dtstlntas formas.
Habiéndose basado su clasificación en características estructurales, l a s
Estos primeros reportes
clorofitas cenosiales con cuatro células en disposición lineal han sido
agrupadas en el género Scenedesmus. dentro de la famil f a Scenedesmaceae.
Por Otra parte, las c lorof itas unicelulares con dos espinas en cada polo se
han clasificado dentro del género Chodatella. Ahora, se sabe que en cier-
2.
tos casos el cenobio y el organismo unicelular son etapas dis t intas del c i -
clo de vida del mismo organismo, y que se presentan en diferentes condicio-
nes ambientales (Swale, E. , 1967, en Trainor, e t . , 1976) (Fig. 2). Otro
ejemplo de este fenómeno de variabilidad morfológica es una cepa que forma
cenobios con o sin espinas ( 9 ) , de manera que puede ser identificada como 5. abundans o 5. b i j u g a (Fig. 1). Pero l a situación es bastante más complica-
da que és to , pues se siguen descubriendo ejemplos de variabilidad morfológi-
cay no sólo en Scenedesmus, sino que también en otros géneros, como - - Spongiochloris y Chlamydomonas (13). Simplemente en Scenedesmus las varian -
t e s son muy numerosas: Existen varios ejemplos de cepas que, además de ceno -
b i o s , producen unicélulas, y éstas han sido clasif icadas como géneros distin -
tos (Fig. 3 ) ; pero también hay organisms que solamente presentan c i c los de
vida como e l esquematizado en l a Figura 2A o 28; es decir , que son auténti--
cos Scenedesmus o Chodatella. Además, hay ejemplos en los que el organismo
puede reducir el tamaño y/o el número de espinas, o perderlas por completo
(14). Se ha descrito, inclusive, una cepa que, además de unicélulas, produ-
ce cenobios morfolágicamente iguales a por l o menos cinco especies descritas
de Scenedesmus (11).
número, tamaño y disposición de las espinas pueden combinarse con variacio--
nes en el número de células. De aquí nos damos cuenta que el rango de var io
bil idad morfológica de Scenedesmus es definitivamente muy amplio. Aunque e y
t a variabilidad i n v a l i d a l a clasificacfon hasta ahora empleada para el gene-
ro , aún es conveniente u t i l i z a r l a nomenclatura vigente, ya que esto es me--
j o r que recurrir a números de colección, que se reservan para ident i f icar e s
p e c k de reciente descubrimiento (141. Así, a l hablar de Scenedesmus w--
Esto resulta del hecho de que las variaciones en el
3.
d r i caiudamds . .- - referimos !a d a -:poblacidn -de :-!organismos .;descendientes !?de ..una c t o c i o
ro f l ta , mmobikl ::con cuatro .c€i&as.iy.-cuatro -espinas, ,!aunquedileha qdescenQen-&+i-
c i a ptesente 'caracteres mor fo l6~ iCós ' d i ~ t i h t b f . ~
Esta.s i tuac i6n es evidentemente d i s t i n t a - a l a que había a l p r i n c i p i o ' d e l .
s ig lo , ..Cuando. l.as € h i t a s :microbiológS.c9s .eran. aOn réi.atiyanEnte. p r f n i t t v a s . . .
y dependfan -en .-gran qar te-del empirimio. .-Cos avances- m6s wlevante$-para e l
problem4 'de va r iab i l i dad nlorfológica fueron e l conocimtento de l a s curvas de
crecimiento y e l de l a composición quPmica precisa de l o s medtos de cu l t i vo .
En c u l t i v o l í q u i d o .los microorganismos presentan un patrón de crecimiento
f á c i l de seguir; los parametros más usados para medtr el crecimiento de una
población son e l número de organismos, l a biomasa y l a canttdad de protefna.
S i se t raza una g rá f i ca de alguno de estos par3metros en funci.6n del tiempo
l o que se obtiene es una curva de crecimiento. Todas l a s cuwas de crecí--
miento t ienen carac ter is t i cas comunes que permiten d t v t d i r l a s a grandes paz-
gos en cinco etapas, que se muestran a continuaci6n:
I I
- _ - - ,
I 4.
En l(i:-f&eflag rie-:presmta-un -crccinf«i~o.nnip I e o ; . d e b wl$hOr ~dueanton.It r
este w-ecirniento4mhcial (el, ,inócul.o,tandancisrto.~ttempo,ea.ad4ptacse,a .las .--.
condi ci.&ies ~.f i .si cas +y --quT.mids,:del nfeaitx?despoés,: su .crecfmmienbose-hace*s&~ - - da vel: más rápido hasta -al-cantar -i-a.-fase*.exponencial;-,en esta-,fase .el. creci--.* -
miento e s -óptimoby.sigue runa progrosibn.geo~trica;-.se considera que en,xsta . . .:
etapa : e l xuit+vo :~está-en =el ~ j o r ~ ~ ~ ~ a ~ : ~ ~ ~ ~ i o l ~ g ~ ~ c o . ~ p a ~ i b ~ ~ ,en.el~.medio..-utl I . ,
lizado, . y la ,act ividad metabólica de. cada organism está al m6xtmo.
al crecimiento acelerado sé empiezan a crear condictoties cada vez más desfa- .- vorables:.ilos nutrkntes dejan .$?::ser tan abundantes y los desechos metaból'
cos aumentan en concentración; por l o tanto, el crecimiento se hace cada vez
más lento, constituyendo l a fase de crecimiento retardado. La fase estacio-
naria se alcanza cuando las condiciones del medio llegan a ser tales que l a s
divisiones celulares apenas contrarrestan el número de muertes producidas
.por escasez de nutrientes e .intoxicación por desechos metab8lScos; poco des-
pués, en la fase de decaimiento, el medio l lega a ser totalmente desfavora-
b le y :el ,ru?tivd'.empieza 'a-decre'cer'.,hbSthila muerte -.dentodos.los organi.nos.
La principal razón por l a que los primeros reportes de variabilidad morfo-
lógica fueron mal recibidos era que los medios de cultivo empleados a p r inc l
pios de s ig lo eran recetas empíricamente preparadas, y cuya composición quí -
mica exacta era desconocida. Como resultado, dichos medios generalmente cor tenían un exceso de nutrientes, l o que producta formas teratológfcas de los
organismos en cultivo (17).
i ,I
Debido
,.
. ?
-
Una vez que fue posible u t i l i z a r sustancias pu-
ras empezó l a utilización de medíos químicamente áefinfdos y se hfcteron po-
s ib les los primeros estudios sobre los requerimientos nutricionales de d iver I I
sos organismos. Incluso, se pudieron detectar algunos elementos esenciales , que anteriormente habían sido incluidos en los medios de cultivo como impure-
I
5. i
concentractorteS,mup elevadas de;akg:guti65Jmtrfentes~ttnclusa !uarias-ordemPM..=
de magnitud mayoes que las concentraciones zxistentes-en -8guasTaturales -:-- _<
^I. (13). .
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I-
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L
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L
6.
morfologia de- .I
calc io, sodio,
orgsnicos y e l
Los elementos-qoimicos-que in f lnyen directamente .sobre l a
l as c l o r o f i t a s en c u l t i v o son varios, e inc luyen e l f i e r ro ,
magnesio, nitrógeno y fósforo, ademhs de c ie r tos compuestos
ex t rac tode sllelo {5,7;10’12;149.
g ia de Scenedesmus se producen con e l nitrógeno y e l fósforo, que son l o s
elementos u t i l i zados en mayor exceso en l o s medios de cultivo.’ E l ni trógeno
se usa a.a l tas concentraciones para acelerar e l crecimiento, mientras que e l
fósforo, en forma de fosfato, se u t i l i z a para amortiguar e l pH del medio
(13).
de varios medios de c u l t i v o u t i l i zados comunmente y, para comparación, en l a
Tabla I1 se presentan l a s concentraciones de dichos elementos en diversas
aguas naturales.
Los kfect6s-diás notoribs-Sobre l a m o r r d r - ’ -
.
En l a Tabla I se muestran l a s concentraciones de nitrógeno y fósforo
La respuesta de muchos organismos a concentraciones e lwadas de nut r ientes
cbnsiste en acelerar l a formación dé gametos, además de los efectos no re la - I -
cionados directamente con l a reproducción, que son l o s más variados, espe-
cialmente en Scenedesmus (101. Scenedesmus, quadricauda no presenta repro-
duqción sexual (141, pero produce unicé lu las t i p o Chodafeila cuando es cult:
vado en medios con a l t o contenido de sales (131. nitrógeno c8, 131, y fósfo-
r o (7,13,14). Lo mismo sucede con c u l t i v o s hechos en aguas contaminadas (72,
probablemente por su a l t o contenido en amonio y fosfato. E l ext racto de sue
l o también promueve l a producción de untcélulas [Swale. 1967. en Trainor.
e., 19761, aunque aún no se ha determinadO l a naturaleza del (los) com-
puesto (SI que producen l a respuesta.
traza, que pudieran estar presentes en e l suelo en fonna quelada; en e l e f e c
Se ha pensado en algunos elementos
:" ! -
I -,.~
7.
t o aiaorti.guadov.3del pü; o;;en.~.algun~s..uitamlaasidel .complejo B. pero no se
han obteoldo. @sultados doncluyeiitgs ' (lo);-'': En la..Tabl a , l E I I se ~resunen.~algunos~~~en8nienos. de [email protected] - '1.. t
Scenedesnus,:8.,=.
.
C.- OBJET,IVOS
Las preguntas que surgen~a .partir~-de.-la',-ot)servaci& -del feilónknó de -mo'rfo- - - ~
génesis se e f i e r e n .a su;signif icado. bi'olagico, :y.aün no~.han sido-contesta- . -
das para Scenédesmu's. ~. .Concfetamente., ..es necesario hacer estudios, :tanto..de .. :.
campo mde:l aboratúri-o; -que busquen-def in3-r-308 efectos=sfi.si o f8g i c6s :que ~ 7 : ~ ~
acompañan a los cambios estructura1es;para intentar-estabTecer~relaciones-- . .
de causa y efecto; es decir, encontrar~ la.seña1 f i s i o l ó g i c a que desencadena . - -
e l proceso de morfogénesis. Tambien es importante .descubrir e l posible va- -
l o r de supervivencia que pueden tener estos cambios en cuanto a distr ibución,
reproducción, f lo tac ión , etc. (.i). Estas preguntas acerca del s igni f icado
b io lóg ico de l a morfogénesis han sido parcialmente contestadas para' o t ros o r
gani smos (Baci 1 l us subt i 1 i s , Dyct iostel i um d i scoideum, Neurospnca c rasa ,
Saccharomyces cereviseae. entre otros], y e l denaminadar comün para e l feno-
meno es que e l est imulo i n i c i a l es una a l te rac ión en l a fuente n u t r i t f v a del
organismo, que se r e f l e j a primordialmente en el contenida i n t race lu la r de
proteina y ' l a s reservas de aminoscidos,
I
I
En v i s ta de l o anter ior , e l ob jet ivo del presente trskiqja es c ~ m p ~ o b q r In hipBtesis de que una respuesta morfol6gicu dependbnte de 16 concentrqcfon
de nitrógeno y fas fo ro en e l medio se puede ccrrelacPonur con un cam6tQ fl-
siológ ico en Scenedesmus, que puede ser detectado pQr l a yqytución en el con -
tenido proteico de l a s cglulas.
9.
D.- MATERIAL Y METODOS
Para este t rabajo se u t i l i 16 una cepa de S. quadricauda ais lada del Lago
5e usaron cu l t i vos axénicos, que 5e obtuvieron inoculando de Chapultepec.
100 ml. de medio con 5 ml . de un c u l t i v o madre en medio Mop.
Los cult. ivos.fueron lncubados .con a g i t a c i h , en una cámara de-cu l t jvo con .
fotoperiodos de 12 horas l uz y 12 horas obscuridad, a temperatura constante
de 19’C.
Para cada experimento se tomaron dos al fcuotas de 10 mí, que fueron cent-
fugadas a 3000 rpm durante 15 minutos.
agua desti lada, centrifugando de igual manera cada vez.
La p a s t i l l a se lave dos veces con
La determinación de
proteínas se hizo según e l método de Lowry ( 6 ) , tomándose dos lecturas inde-
pendientes a 750 nm para cada a l ícuota y promedíandolas. Para determinar e l
número de organismos y l a proporción de l a s d i s t i n t a s formas se promediaron
cuatro conteos en hematocitómetro. Las determinaciones de peso seco se h i -
cieron’centnifuqando a l i cuo tas de 10 m l y secándolas em una estufa.. ,
Los cu l t i vos fueron hechos en medio K, con di ferentes concentraciones de
4 3. NH NO y K2HP04, l a s cuales se presentan en l a Tabla IV.
!
E. - RESULTADOS
10.
I.- CRECIMIENTO EN MEDIO K SEGUN LA EDAD DEL INOCULO
En l o s resul.tadospresentadosen . ias-figura 4 se muestran l a s curvas de au-
mento en proteína y-número de organismos en dos c u l t i v o s cuyos inóculos fue-
ron tomados ‘de .cu l t i vo madre en. d i ferentes etapas .de crecimienb.
Mientras que para Kj e l inóculo se t m ó de un c u l t i v o joven en crecimiento
exponenciai; para KO se tom6-de-url-cuitivoLde-das semanas; en fase estaciono -
r i a .
en comparación con e l c u l t i v o en K j .
t raso es de aproximadamente 3.5 días en cuanto a número de organismos; en
cuanto a l a cantidad de proteína e l re t raso es más marcado, corn se ve en l a
f i gu ra 4b.
re t raso en e l crecimiento de un c u l t i v o como resul tado de l a baja v iab i l i dad
del inóculo. E l re t raso observado se debe a que no todas l a s células en e l
inócuio* son capaces de-reproducirsei -.Las ce~u lss que st logran d i v i d i r s e y
contribuyen a l crecimiento del c u l t i v o pueden c o n s t i t u i r una proporción muy
baja del inóculo y, asi , e l tiempo de duplicación del c u l t i v o resu l ta mayor
del esperado (3).
Como era de esperarse, e l crecimiento del c u l t i v o en KO está retrasado
En l a f i g u r a 4a se observa que este r e -
Este ret raso corresponde a un l a g aparente, que consiste en e l
En cuanto a l a proporción de cenobios y unicglulas, el in6culo de Kj con-
s i s t í a de 53% de cenobios de dos cé lu las y 47% de ceno6ios de cuatro, mien-
t r a s que en e l inÓculo de KO mhs del 95% de l o s organismos eran cenooios de
dos células. Esto puede suger i r una re lac ión entre l o s estados f i s i o lóg i co
y BorfolÓgico del cu l t i vo , de t a l manera que un c u l t i v o joven t iende a mante - ner una proporción más o menos constante de partes iguales de cenobios de
11.
dos y cuatro _células. nientras que un culttvllvjdo en condiciones f i s io16g l
cas empobrecidas presenta una ~ p ~ ~ s t t v a d s i ~ - ~ ~ ~ . ~ e . d o s e c h i l ~ r * ~ - -
Sin embargo, las curvas de proporción-entre las diferentes formas de-Kfy-KO
no muestran .semejanzas o diferencias suficientemente claras como para.lle-
gar a una conclusign (Fig. 5 ) . '
11.- RESULTADOS DE LOS CWLTIVOS EN DIFERENTES CONCENTRACLOMS DE FOSFATO Y . . AMOHIO
a ) Curvas de Proteína
1.- Efecto del fosfato: El efecto de la concentración de fosfato no es cla-
ro, corn l o muestra l a Figura 6a, ya que, en este experimento el crecimiento.
en K1 (50 mg/l) y 5 (200 mg/l) es mayor que en KO (100 mg/l]. Sln embargo,
si comparamos exclusivamente los datos de los medios Kl, % y K3 se obser-
van l a s siguientes diferencias: I
En Kl l a fase l ag es más pronunciada que en 5 y K3. El crecimiento ini-
cial en .+ es muy bajo, pero a par t i r del. día 3 la Yelocidad .de .crecimiento.
aumenta rápidamente, siendo Kl el medio que produce l a pendiente más elevada
Esto parece indicar que en bajas concentraciones de fosfato el cultivo re-
quiere de mes tiempo para acumular una poza interna que pueda in ic iar el c e
cimiento.
luego crecer en su ausencia (41, parece ser que en este experimento e l in6-
l o carecía de fosfato intracelular.
.,
Va que Scenedesmus es capaz de acumular un exceso de fosfato y
La fase lag del cultivo en % es más corta que en K1 y %; después de este
lag l a velocidad de crecimiento en L, aumenta y se mantiene aproximadamente
constante.
tración de fosfato de 3 (200 mg/l) no es suficientemente a ltq como para
Esto indica que, para las condiciones del experimento, l a concen - -
12.
i n h i b i r e l crecimientb del cu l t i vo .
que Scenedesmus y e s i s t e concentraciones de m n i o -suficientes como pard se r
tóxicas para o t r o s organismos (4).
b) Curvas de Bimasa
Esto va de acuerdo con e l repor te de
Aunque no se cuenta con curvas de biomasa para l o s medios Ko y K4 es posl-
b l e c i e r t a comparacidn entre l a s curvas correspondientes a los dem6s medios:
1.- Efecto del Fosfato (Fig. 7a):
menores que en % y K3:
presenta l a s i tuac ión luersa:
I
Los valores de b imasa en K1 son siempre
también el crecimiento en K1 es e l más lento. 5 Los valores de biomasa son l o s más a l tos y e l
, crecimiento del c u l t i v o es p6s rápido que en K1 y K3.
sultados son intermedios, esto parece i n d i c a r que para Scenedesmus hay una
Ya que en 5 l o s re-
concentración Óptima de fos fa to mayor que 50 mgj l y menor que 300 mgjl .
2.- Efecto del Amonio (Fig. 7b):
t iene un efecto interesante sobre e l crecimiento de Scenedesmus. Los valo-
res de biomasa en % son menores que en K6; s i n embargo, en e l primer caso
e l crecimiento es cada vez más rápido, mientas que en e l segundo l a ve loc i -
dad de crecimiento disminuye con e l tiempo. Es tO signif l 'ca que e l c u l t i v o
en K6 l l ega a l a fase estacionr ia antes que e l c u l t i v o en e l medio K5, y en
'v ista de que l a concentración de amonio es mayor en %, parece ser que l a ve - locidad de incorporación de nttrógeno a biomasa es proporcional a su concen-
t rac i6n en e l medio.
La concentración de amonio aparentemente
-
Por l o tanto, se puede exp l i car l a temprana tennina-
ciÓn de l a fase exponencial en K6 como l a consecuencia de l as al teraciones
producidas por e l descenso en pH que resu l ta de l a rápida absorci6n de amo-
n io (3).
13.
c) Respuesta Morfológica a l a s Condlciones del Medio
Una curva de númm de organismos no es, en e l caso de Scenedemus, una
curva de crecimiento como l o es con otms organismos. Esto es debido a l he-
cho ya mencionado de que l o que constituye un organismo o indivtduo de Scene desmus puede ser una sola célula, o-dos o cuatro; De esta manera puede dar-
se e l caso, por ejemplo, de que al cabo de dos generaciones una célula dé
origen a un cenobio de cuatro (Fig. 2 ) , por l o que e l nÚmero de organismos
no ha variado, aunque haya habido reproducci8n.
Por otra parte, es desde el punto de vista de supervivencia y propagación
de l a especie donde se vuelve signif icativo el número de organismos.
esto que comparando las curvas de nUmero de organismos y de nh ro de celu-
l a s que resultan de l a s mismas condiciones ambientales se pueden encontrar
indicaciones de l a respuesta morfológica del cultivo ante el medio ambiente.
Es por
1.- Efecto del Fosfato (Fig. 8a y 9a):
un marcado efecto sobre l a relación entre el nhe ro de organismos y el nÚme-
ro de células del cultivo.
valores f inales de KO y $ son cercanos entre sf y ambos mayores a los de K1
y K3, pero mientras que e l número de células es mayor en KO que en Ki y ¡$
en aproximadamente 41% y 60%, respectivamente, el n h r o de organismos es ma - yor al de K1 en 84% y mayor a l de 5 en 111%.
La concentración de fosfato ejerce
Tanto en l a Figura 8a como en l a Figura 9a los
Esto indica que KO y L, favorecen l a producción de organismos con menor n&
mero pramdio de células, l o que se ve más claramente en las Figuras 10-13.
.. El porcentaje de ceno6ios de dos celulas disminuye en todos los casos; de
igual manera, el porcentaje de cenobios de cuatro células aumenta en todos
los medios pero l a mayor proporción se obtiene con K1, que tiene la concento
c ión más baja de fosfato.
bnds . . iak d i femnc ia . .es .ds marcada as-.eo-la..proporción de unicé1 tilas, .ya ~
que con Ko ~y~~$' :se obtienen l o s porcentajes-ndls elevados, y - l a .d i ferenc ia. . . .
con respecto a'-Kl-y. K3 ;es muy pronunciada. .. A excepción de )los Ú l t i m o s .dlas ...~.. de crecimiento en K3' estos datos. concuerdan. con 1.0s reportes. anter iores ,de
que a l tas concentraciones .de , fosfato.est imulan . ' la produccjón-de unicélulas.
'
2.- Efecto del Amonio (Fig. 8b y 9b): En l a s curvas resul tantes de l o s cu l -
t i v o s en l os medios K5 y K6 se observa que e l nÚmero de cé lu las con respecto
a l número de organismos es mayor que en e l medio KO. Esto-tndlca que a a l -
tas concentraciones de amonio se estimula l a producción de cenobios de cua-
t r o células (ver Figs. 10 y 14-16). Nuevamente, en todos l o s casos disminu-
ye l a proporción de cenobips de dos células; además en los medios % y l a
proporción f i n a l de unicélulas es muy baja, mientras que predominan l o s ceno
bios de cuatro células. La s i tuac ión inversa resu l ta de los cu l t i vos en KO
Y K4' I
d) Relación Entre l a s Respuestas Morfológicas y F is io lóg icas de l o s Organis- , mes en cu l t i vo :
Para obtener l o s valores de protefna estandarizados respecto a l a biomasa
del c u l t i v o se calcularon l o s cocientes de ug protefna[mg Giomasa. Las cur-
vas resul tantes se muestran en l a Figura 17, a excepción del caso de l o s me-
dios KO y K4, cuyos datos se consideran insuf ic ientes.
1.- Efecto del Fosfato: En l a f i g u r a 17a. se observa que a i aumentar l a con-
centración del fosfato en e l medio disminuye l a cantidad de protefna por u n i - dad de biomasa. S i vemos l a s curvas de número de cé lu las (Fig. 8a l observa-
i.
15.
mos que en los medios K1 y K3 se obtienen cantidades semejantes de células ,
pero en K1 e l cociente proteína/biomasa es mayor, por l o que aparentemente
hay acumulación intracelular de proteínas.
La biomasa del cultivo en el medio K1 es siempre menor a l a del cult ivo en
K (Fig. 7 a ) , por l o que se puede concluir que en K1 l a s células son más pe-
queñas que en K3. En cuanto a l a morfología, en K1 se obtiene una gran pro-
porción de cenobios de cuatro células (Fig. 11); en K3 esta proporción es me
nor y , a l menos a l principio, e l porcentaje de unicélulas es mayor al obser-
vado con K1 (Fig. 13). En e l medio 3 l a relación proteína/biomasa del cul-
t ivo es intermedia (Fig. 17a) , pero l a producción de unicélulas es relativa-
3
mente a l t a (Fig. 12).
2.- Efecto del Amonio:
co y e l número de células en los medios K5 y 5 Es debido a que l a Única diferencia s ignif icat iva entre los cultivos en los
medios K y K se observa en l a biomasa (Fig. 7b), que en l a Figura 17b apa-
rece una mayor relación protefna/biomasa para el cult ivo en K5. Esto es más
pronunciado en e l intervalo entre los días 3 y 5, pero parece no re f le jarse
en e l estado morfológico del cul t ivo, ya que tanto en K5 como en K6 se obtie -
nen proporciones elevadas de cenobios de cuatro células (Figs. 15 y 16)
En l a s Figuras 6b y 8b vemos que e l contenido protef
son aproximadamente iguales
5 6
c"
ir
16.
F.- DISCUSION
Efecto del Fosfato: "En l a Tabla .Y, .que resume l o s resultados obtenidos
con difecentes concentraciones .de,fosfato, l a s columnas de proteína y b i m a -
sa indicatf'que hay Lina concentraclbn óptima de fos fd to para Scenédenlls, de
aproximadamente 200 mg/ml. Esto se ve en e l hecho de que en e l c u l t i v o he-
cho en e l medio $ se,observa l a fase l a g mils cor ta en l a curva de proternas
y e l mayor crecimiento de cuanto a biomasa. Por o t r a parte, en e l medio K1
(50 mgfmll se obtiene e l menor aumento de biomasa, mientras que en e l medio
K3 (300 nigh11 se obtiene e l menor aumento en protefna.
V se ve que e l inÓculo ten ia
y a que. e l c u l t i v o hecho en K1, aunque presenta creci'miento Óptimo en l a
fase exponenctal de aumento en protefna, tam6fén presenta l a fase l a g más
pronunciada; ésta es menor en e l medio I$.
t i v o s hechos en l o s medTos K1 y % tamBi@n apoyan a esta hipótesis,
Tambien en l a Tabla
reducidas sus reservas de fosfato i n t r a c e l u l a r
Los datos de b imasa de l o s cu l -
La re lac ión proteína/tiiomasa muestra UR efecto claramente inverso a l a con - S i reunimos l a información de l a s curvas de proteína. centración de fosfato.
biomasa. proteína/biomasa y número de células como efectos f i s io lóg icos para
relacionar los con e l efecto sobre l a m r f o l o g f a de l o s organismos, se puede
detectar que a bajas concentraciones de fosfato (50 mg/l] se producen predo-
minantemente cenobios de cuatro células, siendo éstas pequeílas y con un a l t o
contenido proteico. A l aumentar l a concentractón de fosfato empiezan a pre-
dominar l a s unicélulas. y l a re lac ión protefnafiiomasa dismtnuye gradualmen-
te.
l a s unicélulas son grandes y t ienen e l menor contentdo prote ico por cé lu la
de entre todos l o s cu l t i vos .
Con una concentración de fos fa to de 300 mg/l se o6serva. además, que
17.
Efecto del Ainonio: La ausencia de.-un..ofecM,-abservablr.producido -p& la..
concentsracián ;de,monfo sobre 4a . tan t Idad ;dd:protelns -f n t race lu la r :a[Tabla V19.q
es, .exp l icable de acuerdo~-a lo-que se ha reportado acerca~de l a respuesta
. ~-
,., 1
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.~ tab6 l i ca 'de c u l t i v o s de c l o r o f t t a s 41. .n l t rbgenoen -ell medio. S i recordamos ~ ' I .
que el..,inócul.o.-uti.l izado,en!ette,.uperimenao:est~&a ,.en.:fsíe,.esta~ionasia,?esc ;>
c ia r0 que cual quter concentraciów áeanonio -deBerfa.-ser capar -de .promover~.ei .-. j i l - '
crecfmiento. ~ En este expertmento- l a concentraci in dé' amonto no tuvo ningún. '
efecto sobre..la fase l a g de crecimiento, por lo que se i n f i e r e que el inácu-
lo no requ i r f6 de un tiempo s i g n i f i c a t i v o para acumular una'poza in terna an-
tes de i n i c i a r l a d i v i s i8n celu'lar,
porte de que e l nitrógeno no se acumula intracelularmente n i es un nu t r ien te
l im i tan te en cul t ivos. de c l o r o f t t a s (21. TamBfén hay que notar que l a con-
centración más baja de amonto en este experimento (200 q/ l í es mucho mayor
que l a concentración de nitrógeno ex is tente en aguas naturales (Tabla TI):
> . .
Estos' resultados concuerdan con e l re -
También de acuerdo con l o reportado [2Ja él efecto del amonto sobre l a b i o
maq es de proporción directa: con t$ se obtiene una c ine t tca de crecfmiento
retrasada respecto al creclmi.ento en %, mientras que en éste medio e l c u l t 1 '
vo l!ega a i n i c i a r una fase estacfonarta para 6tomasa,
relacfen protehi lhfomasa es defifda exclu&amente a l a dtferencia en, 6im-
sa ya que, como se ha r i s t o , l a cantidad de proteína no es afectada por l a
concentract6n de umonio. AsimPsmo. no Ray un efecto no to r io sofire e l número
de células, por l o que e l Gnfco efecto metu6Óli.co detectado es sobre la - b i omasa.
. ,
: , ,_ La dt ferencia en 19
I
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Aunque por f a l t a de datos no es post6le correlacionar e l efecto f h b 1 8 g t - .
.
co del amonto con su efecta SQ6re l a mot-foiogfa. es c la ro que e l amoniu, en
bajas concentracione3 estimula l a producci6n de unicélulas. y en mayor con-
, . , ,
centracióa Ibáce' que predminen-en l a pbblscV6n-de organismos l o s cenobiosWer (Ir.
cuatrb-télulaf.'-Aunque-esto-parece ir en ~on t rad i cc f6n -con reportes mterie *
res (8, 10),-bay que notar-que 10s autores enfat tzan que pbtienen unicé lu las
usando.altas.concentraciones.de amoni0. pero a pH 8.5.
t o el-pH del medio-se-mantuvo-neutro o ligeramente Rcido, i o que pudo ser un-
factbr inportante para- l a obtención deaeste resultado. -
En nuestro experimen ' .
Aunque se pueden re lac ionar los diversos efecto observados en este exper i -
mento con c i e r t a condici8n de cu l t i vo , aBn no Ray informacibn su f ic ien te pa-
t r a establecer relaciones f l s io lóg icas de causa y efecto. Sin embargo, l o s
resultados aquí obtenidos aportan datos que pueden ser de u t i l i d a d para e l
dfseño de experimentos posteriores.
sultados interesantes siguiendo, l a c iné t i ca de crecimiento de l o s c u l t i v o s
hasta l a fase de decaimiento, u t i l i zando d i ferentes concentraciones de f o s f o
t o y amonio. Para observar l o s efectos producidos por reducciones drást icas
en l a concentración de nutr ientes, tambien pude ser u t i1 hacer cu l t i vos en
medios totalmente carentes de fós fa to y/o o l tdgeno.
Por ejemplo, quizá se puedan obtener rg
\ Para af inar l o s datos,
también puede intentarse seguir l o s cambios en l a concentración i n t r a c e l u l a r
de amonio y en l a v ibb i l i dad del cu l t i vo .
\
19. ':,
!
6.- . CONCLUSIONES
- mus $uadricaudat .. __ 1.- Se encontró una concentraclón Óptima de fos fa to para cu l t i vos de este o r
ganismo. Esta concentración es de 200 mg/l.
I 2.- Según núestros resultaddf, 's? ex is te 'una re lac ien entre l a forma y l a
concentración de fosfato en e l medio de c u l t i v o : A bajas concentracio- I
nes de fos fa to predomindn l o s cenobios de cuatro celulas, siendo éstas
pequeñas y con un a l t o contenido proteico. A concentraciones elevadas
de fosfato, l a forma predominante es l a un ice lu lar , y en este caso l a s
cé lu las son grandes y t ienen un bajo contenido proteico.
b
3.- La concentración de amonio, dentro del rango de 300 mg/ml a 500 mg/ml no
produce ningún efecto sobre l a cantidad de proteína n i sobre e l nilmero
de células en l o s cu l t ivos. I
4.- No parece haber ninguna re lac lan entre e l estado morfológico y e l conte-
n ido prote ico como respuesta a l a concentración de amonio.
5.- Se observó que ex is te una re lac ión entre 1a.fonna de l os organismos y l a
biomasa como respuesta a l a concentración de amonio: A bajas concentra-
ciones se obtienen principalmente unicélulas con poca btomasa. mientras
que a concentraciones elevadas ,se favorece l a producción de cenobios de
cuatro células, con valores a l t o s de biomasa.
,. ~
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TABLA 111. Algunos afectos mrfo ldgicos del medio en Scenedesmus (modificado refs . 14 y 16)
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Figurn 1. Xor fo lo&fa de Scenedosmus. ~ s i f o m e s nunca presentan i-apnas.
Los ejemplos con céiuias
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Figura 2. Posibles ciclos de reproducci6n asexwal en Scenedeanus. (ref. 17)
A
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Eipra 3. A l m a s combinaciones cenobio-unicdlula observados en cultivo. A) Scenedesms quiidricnudr-Chodatellu. quadrisetta, B). S. Lon--E. subsalsa, C ) S . abundans-i'ranceia sp. (ref. 17)
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FIGURA 5: PORCENTAJE DE DIFERENTES FORMAS SEGUN L A EDAD DEL INOCULO.
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2 4 6 8 1 0 DIAS.
100
60
20
2 4 8 8 1 0 -DIAS-
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CENOBIOS DE CUATRO CELULAS
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CENOBIOS DE DOS CELULAS
KI
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- i i , u r z 1 . >.. 14. Porcenta je de lcis ciii'erentes f0'0n;i~:s obtenj.¿lcis en r: 4
ss
I I I , DIAS +/
2 3 4 5 6 7
- CenobiÓs d e cuatro rdlulas - - - Ceiiobios de dos c6liAzs . . . . . í Tn i c é idas
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50 -
40 -
30 -
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I I DIL s 3 4 5 6 7 2
- Venobios iic cwtm c 6 l u l a s - - - Cenobii~.; ¿ie do.. cé lu las ..... Vnicéiuiac
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