Protocolo - Oxigeno Disuelto Y Productividad Primaria

Protocolo - oxigeno disuelto y productividad primaria

F. Linares, Ph.D.
microphytobenthos@ gmail.com

En la primera parte de este protocolo se especifica como medir y analizar concentraciones de oxigeno disuelto (OD) en muestras de agua. En la segunda parte se especifica como medir y analizar la productividad primaria de muestras de agua naturales, utilizando mallas para simular la atenuación(i.e. decremento) de la luz conforme aumenta la profundidad. Para poder entender este protocolo de laboratorio es necesario conocer y entender los siguientes conceptos: a) la importancia biológica del reciclaje de carbon y oxigeno en ecosistemas; b) como es que la productividad primaria se relaciona con el metabolismo de organismos en un ecosistema; c) conocer los factores físicos y biológicosque afectan la solubilidad de gases en ecosistemas acuáticos; d) conocer la relación que existe entre el oxigeno disuelto y el proceso de la fotosíntesis; y e) conocer el proceso de la respiración y como es que afecta a la productividad primaria.

Introducción
En ecosistemas acuáticos, el oxigeno debe de estar disuelto en estado libre (i.e. O2) antes de que pueda estar disponible para ser usadopor organismos. Su concentración y distribución en ecosistemas acuáticos depende directamente de factores químicos y físicos, y es afectado en gran medida por proceso biológicos. En la atmósfera existe una abundancia de oxigeno, con aproximadamente 200 mL de O2 por cada litro de aire. De forma conversa, en ecosistemas acuáticos existe solamente entre 5–10 mL O2 disuelto por cada litro de agua. Laconcentración de oxigeno en ecosistemas acuáticos por lo tanto es un componente muy importante en lo que respecta a la calidad del agua. A 20°C, el oxigeno se difunde 300,000 veces mas rápido en el aire que en el agua, lo cual hace que la distribución de O2 en el aire sea relativamente uniforme. La distribución espacial de oxigeno en el agua, por otro lado, puede ser altamente variable,especialmente en la ausencia de corrientes, vientos o mareas que puedan mezclar el agua. Otros factores químicos y físicos – como por ejemplo la salinidad, el pH y especialmente la temperatura – pueden afectar la concentración y distribución de OD. La salinidad, la cual usualmente se expresa en partes por mil (ppt, en sus siglas en ingles), se refiere al contenido de sales disueltas en el agua. Generalmente,conforme la temperatura y la salinidad incrementan, la solubilidad del oxigeno en el agua disminuye (Fig. 1).

Fig 1. Saturacion de 100% de OD a diferentes temperaturas y salinidades.

La presión parcial del O2 en el aire que se encuentra por encima del agua también afecta la cantidad de OD en el agua. Adicionalmente, hay menos O2 a altas elevaciones debido a que el aire mismo es menos denso;de esta forma, el agua a estas alturas contiene menos oxigeno. Por ejemplo, a 4,000 metros de altura, la cantidad de OD en el agua es menos de dos-tercios de la Universidad Autónoma Metropolitana - Unidad Xochimilco División de Ciencias Biológicas y de la Salud - Licenciatura en Biología

que es a nivel del mar. Todos estos factores abióticos funcionan de manera conjunta para incrementar ladiversidad en ecosistemas acuáticos en lo que respecta a la disponibilidad de oxigeno. Por otro lado, procesos biológicos como la fotosíntesis y la respiración también pueden afectar significativamente la concentración de OD. La fotosíntesis usualmente incrementa la concentración de OD en el agua; mientras que la respiración requiere de oxigeno y usualmente disminuye la concentración de OD. Medicionesde la concentración de OD en un cuerpo de agua son comúnmente usadas para determinar si es que las actividades biológicas que requieren oxigeno están ocurriendo, y consecuentemente es un indicador importante de la polución que pueda existir en dicho ecosistema. La productividad primaria de un ecosistema se define como la tasa a la cual materia orgánica (i.e. compuestos que contienen carbon) es...