Ecología Aplicada

Yarrowia lipolytica strains isolated from high Andean lagoons of Peru contaminated with mining tailings as potential agents for the bioremediation of heavy metals

Resumen El objetivo del presente trabajo fue estudiar la concentración letal media (CL50) y la capacidad de biosorción de metales pesados en levaduras aisladas del Lago Junín y la relavera Yanamate. Se evaluaron en ambos cuerpos de agua: pH, conductividad eléctrica, temperatura, sólidos totales disueltos (STD) y metales pesados por ICM-MS, según los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) del Ministerio del Ambiente-MINAM del Perú. Los parámetros fisicoquímicos evaluados en el Lago Junín fueron superiores a los límites máximos permisibles (LMP) para los siguientes metales: arsénico, cadmio, cobre, cromo y plomo. En la relavera Yanamate, los parámetros evaluados estuvieron fuera del LMP para los ECA de aguas tipo IV: pH inferiores a 3 (ácidos), altas conductividades eléctricas y elevadas concentraciones de metales pesados. A partir de las aguas muestreadas, se aislaron levaduras en medio YPG a 10 °C y 20 °C. La CL50 de los iones Cr+6, Cu+2, Cd+2 y Hg+2 en Y. lipolytica AMJ3 fue 0.24 mM, 1.34 mM, 0.54 mM y 7.5 0.04 mM en el orden descrito; en tanto la cepa Y. lipolytica AMJ6 mostró una CL50 de 1.06 mM, 1.42 mM, 0.49 mM y 0.05 mM en el mismo orden. La capacidad de biosorción del ion Cu+2 fue del 90% en el caso de la cepa AMJ3 y 92% en la cepa AMJ6, a una concentración de 1.26 mM; asimismo, la biosorción del ion Cr+6 fue cercana al 90% en ambas cepas (AMJ3 y AMJ6) a concentraciones de 0.24 mM y 0.96 mM, respectivamente. Los análisis de las secuencias nucleotídicas de las cepas AMJ3 y AMJ6 confirmaron una identidad del 100% en el clado de Yarrowia lipolytica. Los resultados obtenidos de CL50 y la capacidad de biosorción indican que las levaduras bajo estudio tienen potencial en la biorremediación de cuerpos de agua y suelos contaminados con metales pesados.

Abstract The objective of this work was to study the mean lethal concentration (LC50) and the biosorption capacity of heavy metals in isolated yeasts from Lake Junín and the Yanamate tailings facility. In both bodies of water were evaluated: pH, electrical conductivity, temperature, total dissolved solids (STD) and heavy metals by ICM-MS, according to the Environmental Quality Standards (ECA) of the Ministry of the Environment-MINAM of Peru. The physicochemical parameters evaluated in Lake Junín were higher than the maximum permissible limits (MPL) for the following metals: arsenic, cadmium, copper, chromium and lead. In the Yanamate tailings facility, the evaluated parameters were out of the LMP for type IV water ECAs: pH below 3 (acids), high electrical conductivities and high concentrations of heavy metals. From the sampled waters, yeasts were isolated in YPG medium at 10 ° C and 20 ° C. The LC50 of the Cr+6, Cu+2, Cd+2 and Hg+2 ions in Y. lipolytica AMJ3 were 0.24 mM, 1.34 mM, 0.54 mM y 7.5 0.04 mM in the order described; while the strain Y. lipolytica AMJ6 showed a LC50 of 1.06 mM, 1.42 mM, 0.49 mM y 0.05 mM in the same order. The biosorption capacity of the Cu+2 ion was 90% in the case of the AMJ3 strain, and 92% in the AMJ6 strain, at a concentration of 1.26 mM; likewise, the biosorption of the Cr+6 ion was close to 90% in both strains (AMJ3 and AMJ6) at concentrations of 0.24 mM and 0.96 mM, respectively. Nucleotide sequence analysis of AMJ3 and AMJ6 strains confirmed 100% identity in the Yarrowia lipolytica clade. These LC50 and biosorption capacity results indicate that the studied yeasts have potential in the bioremediation of water bodies and soils contaminated with heavy metals.

Temporal analysis of air pollutants (NO₂, ground-level O_3, and CO) and their relationship to air temperature and solar radiation in Lima Metropolitana

Resumen El presente estudio comprende el análisis temporal de los niveles de NO2, CO y O3 troposférico acontecidos en Lima Metropolitana entre los años 2015 al 2018, y su relación entre sí y con la temperatura del aire y la radiación solar. Para ello, se desarrollaron análisis temporales descriptivos, correlacionales y de regresión empleando información horaria registrada en diferentes zonas que componen la ciudad. Se advirtió que los niveles de los gases evaluados se encontraron principalmente por debajo de la normativa peruana y los valores guía establecidos por la Organización Mundial de la Salud, por lo que su influencia en la salud de la población no fue relevante. El comportamiento horario de estos gases fue bimodal y estuvo influenciado por el tráfico vehicular para el NO2 y el CO, y por la radiación solar para el O3 troposférico; aunque, posiblemente este último también haya estado influenciado por su desplazamiento nocturno. En el comportamiento diario se evidenció el denominado “efecto fin de semana”. El análisis correlacional indicó un comportamiento homogéneo de los parámetros entre las zonas evaluadas; y se observó una clara correlación negativa entre el CO con el O3 troposférico y una clara correlación positiva entre el NO2 con el CO y entre los parámetros meteorológicos con el NO2 y con el O3 troposférico. Finalmente, se generaron modelos de regresión lineal múltiple que estimaron adecuadamente los valores históricos de O3 troposférico.

Abstract This study includes the temporal analysis of the levels of NO2, CO, and ground-level O3 measured in Lima Metropolitana between the years 2015 to 2018 and the relationship between them and with air temperature and solar radiation. For this, descriptive, correlational, and regression temporal analyzes were carried out using hourly records taken in different areas of the city. The levels of the gases evaluated were mainly below the Peruvian regulations and the World Health Organization's air quality guidelines, so their influence on the health of the population was not relevant. The hourly levels of these gases were bimodal and were influenced by vehicular traffic for NO2 and CO, and by solar radiation for ground-level O3; although, the latter may also have been influenced by its nocturnal movement. Daily behavior showed the so-called "weekend effect". The correlation analysis indicated a homogeneous behavior of the parameters between the evaluated areas; plus, there was a negative correlation between CO and ground-level O3. Furthermore, there was a positive correlation between NO2 and CO; and between the meteorological factors with NO2 and ground-level O3. Finally, multiple linear regression models were generated that adequately estimated the historical values of ground-level O3.

The natural control of Stenoma catenifer Walsimgham in the cultivation of avocado crop Persea americana Mill. in Chanchamayo, Peru

Resumen El cultivo del palto (Persea americana Mill.) tuvo mucha importancia en Chanchamayo y Satipo hasta 1982, aportando el 47% de la producción nacional, y fue afectado por "podredumbre radicular" causada por el hongo Phytophthora cinnamomi Rands. Sobre la base de las evaluaciones realizadas entre los años 1983 y 1987 por los autores, se ha elaborado el presente trabajo actualizando la información al presente en la zona. El objetivo es demostrar que el “barrenador del fruto del palto” Stenoma catenifer Walsimgham se mantuvo como plaga potencial debido a la existencia de un control natural por parasitoides nativos. El método fue registro de la abundancia, importancia, daños, hospedadores alternos y enemigos naturales asociados; basado en recolecciones periódicas mensuales de insectos en las plantaciones de palto y en la vegetación herbácea del cultivo y crianza en laboratorio, registrando las especies plaga e insectos controladores naturales. Se concluye que esta plaga S. catenifer presentó diferentes grados de preferencia por frutos según los cultivares evaluados y dos especies de parasitoides que alternaron sus abundancias durante la campaña. Estos parasitoides mantuvieron un control biológico de ± 70% en los frutos de palto, y los agricultores no se vieron afectados económicamente. Por ello, se podría considerar a esta especie como plaga potencial.

Abstract Avocado cultivation (Persea americana Mill.) was very important in Chanchamayo and Satipo until 1982, when the area contributed 47% of the national production, and was affected by "root rot" caused by the fungus Phytophthora cinnamomi Rands. Based on the evaluations carried out between 1983 and 1987 by the authors, this work has been prepared updating the information to the present in the area. The objective is to demonstrate that the "avocado fruit borer" Stenoma catenifer Walsimgham remained as a potential pest due to the existence of a natural control by native parasitoids. The method was to record the abundance, importance, damage, alternate hosts, and associated natural enemies; based on periodic monthly collections of insects in avocado plantations and in the herbaceous vegetation of cultivation and rearing in the laboratory, recording the pest species and natural control insects. It is concluded that this pest S. catenifer presented different degrees of preference for fruits according to the cultivars evaluated and two species of parasitoids that alternated their abundances during the campaign. These parasitoids maintained a biological control of ± 70% on the avocado fruits, and the farmers were not economically affected; thus, it could be considered to leave this pest species in the category of potential.

Relationship between particulate matter (PM₁₀), meteorological parameters, and the concentration of fungal spores in the atmosphere of San Martín Square in Lima

Resumen Se estudió la relación que existe entre la concentración de material particulado con diámetro aerodinámico ≤ 10 µm (PM10), las variables meteorológicas (temperatura del aire, humedad relativa, índice UV y velocidad del viento) y la concentración de esporas fúngicas totales en el aire exterior de la Plaza San Martín de Lima. El muestreo de esporas fúngicas se realizó utilizando un equipo de impacto volumétrico tipo Andersen de una sola etapa; los valores de PM10 fueron proporcionados por la Estación Móvil de La Colmena (PROTRANSPORTE - Municipalidad de Lima). Los resultados muestran que las concentraciones de PM10 fueron las más altas en los meses de marzo y abril, que coinciden con las mayores concentraciones de esporas totales, y disminuyeron continuamente hasta un mínimo en los meses de junio y julio. La concentración de PM10 mostró una fuerte correlación positiva con la concentración de esporas totales. Respecto a la influencia de las variables meteorológicas sobre la concentración de PM10, se encontró que existe una correlación positiva no significativa con la velocidad del viento (r = 0.727). La temperatura del aire y el índice UV presentaron una correlación positiva con un nivel de significancia p < 0.001. Con relación a la humedad relativa (HR), PM10 presentó una correlación negativa con un nivel de significancia p < 0.05. Se requieren más estudios para evaluar las concentraciones de PM10 en relación con las concentraciones de esporas fúngicas en la atmósfera de la Plaza San Martín.

Abstract The relationship between the concentration of particulate matter with aerodynamic diameter ≤ 10 µm (PM10), meteorological variables (air temperature, relative humidity, UV index, and wind speed), and the concentration of total fungal spores in the outdoor air of Plaza San Martin in Lima was studied. The sampling of fungal spores was performed using a single-stage Andersen-type volumetric impact equipment; PM10 values were provided by the Mobile Station of La Colmena (PROTRANSPORTE - Municipality of Lima). The results show that the concentrations of PM10 were highest in the months of March and April, which coincide with the highest concentrations of total spores, and continuously decreased to a minimum in the months of June and July. PM10 concentration showed a strong positive correlation with total spore concentration. Regarding the influence of meteorological variables on the concentration of PM10, a non-significant positive correlation was found with wind speed (r = 0.727). Air temperature and UV index presented a positive correlation with a significance level p < 0.001. Concerning relative humidity (RH), PM10 presented a negative correlation with a significance level p < 0.05. Further studies are required to evaluate the concentrations of PM10 in relation to the concentrations of fungal spores in the atmosphere of San Martin Square.

Viability of payments for ecosystem services provided by the laquipampa wildlife refuge, Lambayeque - Peru

Resumen Las áreas naturales protegidas y los pagos por servicios ambientales son mecanismos de conservación que lideran las políticas ambientales a nivel mundial. Por ello, los formuladores de políticas se enfrentan a la elección de la efectividad de los mecanismos de conservación y su evaluación sobre cómo lograrlo sin comprometer el bienestar de las poblaciones que viven dentro de esos territorios. El objetivo del estudio fue evaluar la viabilidad de implementar mecanismos de retribución por servicios ecosistémicos en el Refugio de Vida Silvestre Laquipampa. La metodología comprendió la identificación, evaluación y valoración económica de los servicios ecosistémicos priorizados, de acuerdo a tres criterios: contribución a la economía local, disponibilidad de información para efectuar la valoración económica y la plausibilidad de implementar actividades respecto de los objetivos del Plan Maestro. Los resultados señalan que existe la posibilidad de implementar retribución por servicios ecosistémicos en la provisión de vainas de tara (Caesalpinea spinosa) y en servicios turísticos de recreación asociados al hábitat de la pava aliblanca (Penelope albipennis). Así, se estimó que el valor económico total que generan estos servicios ecosistémicos asciende a USD 12 389 anuales y se evidencia que es posible viabilizar los mecanismos de retribución por servicios ecosistémicos en áreas naturales protegidas siempre que exista una significativa población de retribuyentes y que la provisión de bienes sea reconocida por el mercado.

Abstract Natural protected areas and payments for environmental services are conservation mechanisms that lead environmental policies worldwide. Therefore, policymakers are faced with the choice of the effectiveness of conservation mechanisms and their evaluation of how to achieve this without compromising the well-being of the populations that live within those territories. The aim of this study was to evaluate the feasibility of implementing payment mechanisms for ecosystem services in the Laquipampa Wildlife Refuge. The methodology included the identification, evaluation, and economic valuation of the prioritized ecosystem services according to three criteria: contribution to the local economy, availability of information to carry out the economic valuation, and the plausibility of implementing activities regarding the objectives of the Master Plan. The results indicate that there is the possibility of implementing retribution for ecosystem services in the provision of tara pods (Caesalpinea spinosa) and recreational tourist services associated with the habitat of the white-winged guan (Penelope albipennis). Thus, it was estimated that the total economic value generated by these ecosystem services amounts to USD 12 389 per year and it is evident that it is possible to make remuneration mechanisms for ecosystem services viable in natural protected areas as long as there is a significant population of contributors and that the provision of goods is recognized by the market.

Spatial distribution and abundance of Balliviaspongia wirrmanni (Spongillidae) in the Titicaca National Reserve

Resumen El objetivo del estudio fue evaluar la distribución espacial y abundancia de la única especie de esponja dulceacuícola del lago Titicaca, Balliviaspongia wirrmanni, en la Reserva Nacional del Titicaca (RNT). Las evaluaciones se realizaron en el ecosistema acuático del lago Titicaca, mediante la aplicación aleatoria de cuadrantes de un m2. En cada individuo de totora (Schoenoplectus tatora) presente en cada cuadrante se evaluó la presencia de esponjas para realizar el recuento. Los resultados fueron contrastados según periodos de tiempo y zonas de estudio. Los recuentos promedios de esponjas fueron mayores en la zona de la RNT, con 485 esponjas, y menores en la zona de Puno - Capachica, con 47 esponjas (P < 0.001), con índices de dispersión de Morisita uniforme y contagiosa, respectivamente. La abundancia fue mayor en el área de la RNT con el 43.35%, en los meses de julio y agosto. Los datos obtenidos sugieren que las esponjas prevalecen en zonas alejadas y libres de acción antrópica y disminuyen en las proximidades de los pueblos y ciudades, en razón de que diferentes actividades antrópicas estarían afectando su crecimiento y desarrollo en el ecosistema acuático del lago Titicaca.

Abstract The objective of this study was to evaluate the spatial distribution and abundance of the only species of freshwater sponge from Lake Titicaca, Balliviaspongia wirrmanni, in the Titicaca National Reserve (RNT). The evaluations were carried out in the aquatic ecosystem of Lake Titicaca, through the random application of quadrats of one m2. In each individual cattail (Schoenoplectus tatora) present in each quadrat, the presence of sponges was evaluated to perform the count. The results were contrasted according to time periods and study areas. Average sponge counts were higher in the RNT zone, with 485 sponges, and lower in the Puno - Capachica zone, with 47 sponges (P < 0.001), with uniform and contagious Morisita dispersion indices, respectively. The abundance was higher in the RNT area with 43.35%, in the months of July and August. The obtained data suggest that sponges prevail in remote areas free of anthropic action and decrease in the proximity of towns and cities because different anthropic activities would be affecting their growth and development in the aquatic ecosystem of Lake Titicaca.

Diversity and floristic composition in an abundant forest of walnut trees (Juglans neotropica Diels) in Chanchamayo / Junin / Peru

Resumen La comprensión de la dinámica de los bosques es fundamental para su restauración ecológica. Esto es particularmente importante en aquellos bosques con abundancia de especies de valor comercial, como es el caso de los del género Juglans, cuyo conocido efecto alelopático podría tener incidencia en la diversidad de las localizaciones en las que existe. El objetivo de este trabajo fue evaluar la composición florística y diversidad arbórea de un bosque dominado por Juglans neotropica Diels, estableciendo una parcela permanente de 100 x 100 m, en el valle de Chanchamayo. En la parcela evaluamos todos los árboles con DAP ≥ 10 cm. La parcela presentó 300 individuos, correspondientes a 47 especies en 20 familias. El valor de diversidad alfa de Fisher fue de 15.62 y el del índice Shannon-Wiener de 1.65. Estos valores son notoriamente bajos en comparación con sitios similares, ubicados en bosques premontanos tropicales referidos en el presente trabajo. Debido a la naturaleza alelopática de J. neotropica, es posible que esta condición sea determinante para la gran abundancia de esta especie en la parcela y la baja diversidad arbórea identificada. Dado que esta especie se encuentra bajo la categoría casi amenazada (NT), el sitio de estudio es una localización importante para su conservación y la de su acervo genético.

Abstract Understanding forest dynamics is fundamental to their ecological restoration. This is particularly important in forests rich in species of commercial value, such as those of the Juglans genus, which known allelopathic effect could have an impact on the diversity of locations where it exists. The objective of this study was to evaluate the floristic composition and tree diversity of a forest dominated by Juglans neotropica Diels, establishing a permanent plot of 100 x 100 m in the Chanchamayo valley. In the plot, all trees were evaluated with DBH ≥ 10 cm. The permanent plot presented 300 individuals, which corresponded to 47 species in 20 families. The Fisher’s Alpha diversity index value was 15.62, and the Shannon-Wiener index value 1.65. These values are notoriously low in comparison with similar sites located in tropical premontane forests referred to in the present work. Due to the allelopathic nature of J. neotropica Diels, it is possible that this condition is a determining factor for the high abundance of this species in the plot and the low tree diversity identified. Since J. neotropica Diels is categorized as endangered by IUCN, the area becomes an important location for its conservation and that of its gene pool.