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1. Introducción
Las especies del género Cladophora han sido reconocidas por sus diversos usos, como en la alimentación (Dine & Win, 2011), agricultura (Messyasz et al., 2015; Kassim et al., 2020), industria farmacéutica (Munir et al., 2019; Korzeniowska, 2020), medicina (Athbi et al., 2014; Reda, 2017; Al-Malki, 2020), para la producción de biocombustibles (Michalak & Messyyasz, 2021) y para el tratamientos de aguas contaminadas (Yalcin et al., 2008; Ross et al., 2018; Topal et al., 2020). Por ejemplo, el uso de algas en la fitorremediación de aguas contaminadas es una técnica cada vez más utilizada por la capacidad de remoción de N y P (Peralta et al., 2019) y metales pesados (Celekli et al., 2016; Celekli et al., 2017; Quiroga et al., 2021). Además, más recientemente se ha visto su potencial uso en la eliminación de microplásticos (Peller et al., 2021), un problema cada vez más notable en los ecosistemas acuáticos. Esta diversidad de usos, ha hecho que muchas de las especies de este género sean estudiadas para aprovechar sus propiedades. Particularmente, el uso alimenticio de las algas se viene dando en diferentes partes del mundo (Velasco et al., 2013), debido a su contenido de minerales, vitaminas y proteínas.
Una de las especies del género Cladophora que se aprovecha con fines alimenticios es Cladophora crispata (Llaska) (Acleto, 1978), especie que se desarrolla sobre rocas a poca profundidad (Bonifazi et al., 2017) y de tipo arenisca (Canales et al., 2008). Esta alga prefiere hábitats con alta disponibilidad de oxígeno disuelto, intensidad de luz, turbulencia del agua, pH y en aguas duras (Whitton, 1970), factores que influyen en la biomasa de algas (Ojeda et al., 2019). En el Perú, a esta especie se le puede encontrar en zonas oligotróficas y con altos niveles de transparencia a orillas del lago Titicaca (Puno), un ecosistema con una alta diversidad de flora y de fauna. Las poblaciones asentadas en la zona circunlacustre del lago, históricamente han utilizado a la Llaska como principal ingrediente en diversos platos típicos (Canales et al., 2008), debido a su alto valor nutricional. Por ejemplo, utilizando harina de Llaska en la elaboración de galletas se logra un incremento proteico de hasta 7,4% (Aguilar, 2008), pudiendo ser utilizada para disminuir la desnutrición crónica, que en Puno representa el 15% (INEI, 2020).
La determinación de la biomasa de una especie es un atributo ecosistémico de importancia que debe ser monitoreado (Schmidt, 1999), más aún si la especie es objeto de aprovechamiento. Esta determinación debe realizarse bajo diferentes condiciones ambientales (Marino et al., 2011; Schmidt, 1999); de forma que, se pueda plantear estrategias de manejo sostenible. Muchas veces, se distinguen dos estaciones climáticas que están en función a las precipitaciones, la estación lluviosa y seca (Apaza et al., 2019). Tanto la diversidad, como la biomasa de especies cambian según estas estaciones (Canales & Taquila, 2008). Sin embargo, son limitados los estudios cuantitativos de biomasa de la Llaska en diferentes estaciones climáticas; y más aún, sobre la aplicación de técnicas encaminados al aumento de su biomasa.
Existen diversas estrategias para aumentar la biomasa de algas, por ejemplo, manipulando factores nutricionales (Karemore et al., 2013), factores ambientales (Chu, 2017) o mediante la producción de colonias juveniles a nivel de laboratorio (Gutiérrez et al., 2016). No obstante, para la aplicación de estas estrategias se necesita conocimiento, instalación y entrenamiento sofisticado, que dificultaría su aplicación por parte de las comunidades rurales. En esta investigación, se propone el trasplante de colonias juveniles de C. crispata susceptibles de morir debido a la disminución del nivel del lago Titicaca. Particularmente, las acciones de trasplante pueden ser muy útil en la época seca, que es donde se acentúa la disminución del lago (Chura, 2012). De este modo, las poblaciones rurales tendrían una mayor disponibilidad de biomasa de esta especie. Los objetivos de la investigación fueron: a) Evaluar la biomasa fresca (g/m2) de la Llaska en época lluviosa y seca en tres comunidades del área circunlacustre del lago, y b) Evaluar el nivel de éxito del trasplante de colonias de la Llaska para el aumento de la biomasa disponible.
2. Materiales y métodos
2.1 Lugar de estudio
La investigación se realizó en las comunidades de San Juan de Hilata (en adelante Hilata), Ccotos y Llachón de la península de Capachica, Puno, Perú (Figura 1).
Figura 2 Biomasa (g/m2) fresca de Llaska según época lluviosa (enero, febrero y marzo) y seca (mayo, junio y julio) en la península de Capachica, lago Titicaca. Letras diferentes indican diferencias significativas entre las épocas de evaluación (p < 0,05). En el boxplot se muestra a la mediana en líneas negras y a la media en puntos negros.
2.2 Diseño de muestreo y evaluación de biomasa fresca (g/m2)
Los muestreos de biomasa (g/m2) se realizaron en las tres comunidades (Hilata, Ccotos y Llachón). En cada comunidad se realizaron seis muestreos, tres de los cuales en la época lluviosa (enero, febrero y marzo) y los otros tres en la época seca (mayo, junio y julio). Cada muestreo consistió en la evaluación de cinco sustratos (repeticiones) aleatoriamente distribuidos a lo largo de las zonas de evaluación. Todos los registros se realizaron a 10 m de distancia con respecto a la orilla del lago, en el que la profundidad no superaba los 1,20 m. En cada sustrato se posicionó un cuadrante metálico de 0,25 m2 a partir del cual se extrajo la biomasa de Llaska para posteriormente extraer el exceso de agua y pesar la biomasa fresca. Los resultados se extrapolaron a gramos por metro cuadrado.
2.3 Trasplante de colonias de Llaska
El experimento de trasplante se realizó únicamente con colonias de Llaska de la comunidad Hilata. Para ello, se trasplantaron colonias juveniles de Llaska que se encontraban desarrollándose a 3 m de distancia de la orilla, las mismas que tenían un alto riesgo de morir por la falta de agua debido a la insuficiencia de traslado de agua por el oleaje del lago. Estas colonias fueron trasladadas a 10 m de distancia con respecto a la orilla del lago. Se trasplantaron 50 colonias distribuidas en cinco hileras distanciadas por 10 m, ubicadas de manera perpendicular con respecto a la orilla del lago. En cada hilera se trasplantó 10 colonias distanciadas cada 0,1 m. La evaluación de la altura y diámetro de las colonias se hizo en los días 1 (día de trasplante), 5, 10 y 15. Las colonias trasladadas tenían una altura entre 0,90 a 3,20 cm y un diámetro entre 3,50 a 8,20 cm, las mismas que se encontraban desarrollándose sobre piedras areniscas con diámetros entre 5 a 10 cm.
2.4 Análisis estadístico
Se aplicó un ANDEVA simple para determinar diferencias de la biomasa fresca (g/m2) de la Llaska con respecto a la época y zonas de estudio, previa verificación del cumplimiento de los supuestos de normalidad (Shapiro - Wilks) y homogeneidad de varianzas (Bartlett). Para determinar el éxito de trasplante, se aplicó una prueba de regresión de la altura y diámetro de colonias con respecto a los días de evaluación. Los análisis se realizaron en el programa R versión 4.0.4.
3. Resultados y discusión
3.1 Biomasa fresca de la Llaska
Respecto al hábitat en el que se desarrolla, la temperatura del agua fue 15,55 ± 1,35 °C y el pH fue 7,12 ± 0,25. Por otra parte, se encontró una mayor biomasa fresca de Llaska en la época lluviosa que con respecto a la época seca (F1,88 = 454,26; p < 0,0001). En la época lluviosa, en marzo fue donde se registró una mayor biomasa (785,28 g/m2), mientras que en la época seca en mayo se registró la mayor biomasa (411,41g/m2) (Figura 2).
Figura 3 Biomasa (g/m2) de Llaska en las tres comunidades de evaluación de la península de Capachica, lago Titicaca. En el boxplot se muestra a la mediana en líneas negras y a la media en puntos negros.
Fue en la época lluviosa donde se registró la mayor biomasa fresca del alga, similar a lo reportado por Canales & Taquila (2008). Esto está en concordancia con varios estudios que concluyen que las precipitaciones afectan positivamente la productividad, debido al incremento de nutrientes u oxígeno disuelto. Además, la biomasa de esta especie está positivamente relacionado con la altura de las olas (Poccohuanca, 2018), desarrollándose en zonas con olas de 0,4 a 1 m de altura (Canales et al., 2008), el mismo que es frecuente en la época lluviosa. Así mismo, la disminución de la temperatura en la época seca, que corresponde al tiempo de las heladas en la región de Puno, también pudo haber influido en la menor biomasa (Whitton, 1970).
No se encontró diferencias significativas de la biomasa fresca de Llaska (g/m2) entre las tres comunidades en estudio (F2,87 = 0,10; p = 0,9081) (Figura 3).
La biomasa fresca calculada fue 526,99 ± 208,89 g/m2, la misma que no difirió entre las tres zonas de estudio (Llachón, Ccotos e Hilata). Esta biomasa está muy por debajo a lo reportado para otras especies como Cladophora glomerata (5896 g/m2) (Messyasz et al., 2015). Esta diferencia puede deberse a la condición oligotrófica en la que se encuentra desarrollando C. crispata; ya que, la productividad de estas algas está limitado por la intensidad de luz y disponibilidad de nutrientes (Schnurr & Allen, 2015). Las zonas en las que se hicieron la evaluación forman parte del lago Mayor del lago Titicaca, el mismo que se caracteriza por ser oligotrófico (Lazzaro, 1985;IMARPE & PELT, 2015). La temperatura y pH del agua registrados durante el tiempo de evaluación fueron similares a los registrados en otros estudios (IMARPE & PELT, 2015; Poccohuanca, 2018). La Llaska se encontró desarrollando a profundidades no mayores de 1,20 m (observación directa), debido a que las especies de este género prefieren aguas superficiales (0-3 m) (Higgins et al., 2005) con alta intensidad de luz (Whitton, 1970) y alto nivel de transparencia (Ojeda et al., 2019).
3.2 Trasplante de colonias de Llaska para el aumento de la biomasa
Se encontró una correlación positiva alta entre la altura (cm) y el diámetro (cm) de las colonias de Llaska trasplantadas (rp = 0,76; p < 0,0001) (Figura 4). Además, tanto la altura como el diámetro de las colonias de Llaska se relacionaron positivamente con los días de evaluación (log(altura) = 0,59 + 0,03 (días), R2 = 0,25, p < 0,0001; log(diámetro) = 1,75 + 0,008 (días), R2 = 0,05; p = 0,0006), siendo ésta última relación menor que la primera (Figura 5). Durante el experimento, no se registraron colonias muertas.
Figura 4 Correlación entre diámetro y altura de colonias trasplantadas de Llaska en la comunidad Hilata.
Durante el tiempo de evaluación, además de no evidenciarse muerte de las colonias trasplantadas, tanto la altura como el diámetro de las colonias incrementaron. Este resultado es similar a otros estudios en el que también utilizaron la técnica del trasplante (Gutiérrez et al., 2016), con la diferencia de que en nuestro estudio se utilizaron colonias juveniles propensas a morir por la disminución del nivel del lago; mientras que, en los otros estudios las colonias fueron producidas en laboratorio, incrementando el costo. De las variables evaluadas, la altura tuvo una mayor respuesta que el diámetro, probablemente debido al pequeño sustrato rocoso (10 cm de diámetro) que se utilizó. Las especies del género Cladophora prefieren un sustrato rocoso calcáreo o tipo arenisca (Whitton, 1970); de modo que, alcanzado el tamaño máximo posible en el sustrato proporcionado, las colonias ya no pudieron crecer. Con este experimento, se evidencia la posibilidad de colonizar zonas que tienen las condiciones del hábitat de C. crispata.
Figura 5 Efecto del tiempo de evaluación en la altura y diámetro de colonias trasplantadas de Llaska en la comunidad Hilata, lago Titicaca. En el boxplot se muestra a la mediana en líneas negras y a la media en puntos negros. La línea representa la tendencia de regresión.
El incremento de la biomasa de esta especie tiene una importancia alimenticia en la zona; ya que, las familias rurales de la península de Capachica preparan diversos platos a base de esta alga (Canales et al., 2008). Varios estudios muestran el valor alimenticio, biotecnológico y medicinal de las algas del género Cladophora (Dine & Win, 2011; Munir et al., 2019), debido a su alto contenido de carbohidratos (Athbi et al., 2012), antioxidantes (Al-Malki, 2020), aminoácidos (Messyasz et al., 2015) y antiparasitarios (Athbi et al., 2014). Dada la importancia alimenticia en la zona de estudio, la cosecha de la Llaska tendría que ser de las colonias con mayor biomasa (tamaño), ya que estos tienen una mayor concentración de nutrientes como el fósforo (Millner et al., 1982). Además, se le debe proporcionar el sustrato rocoso adecuado para su establecimiento. A partir de estos resultados, el trasplante de colonias susceptibles de morir podría ser aplicado por las comunidades rurales, debido a su sencillez y bajo nivel de sofisticación.
Por otra parte, la técnica de trasplante utilizado en la Llaska podría ser utilizado para propagar en ambientes con problemas de contaminación (Ross et al., 2018; Topal et al., 2020). Esto debido a que se ha encontrado que esta especie es capaz de bioacumular metales pesados como Cd y Hg (Sternberg & Dorn, 2002, Quiroga et al., 2021) y tiene el potencial de remoción de microplásticos (Peller et al., 2021). Así mismo, el trasplante de colonias de Llaska, puede ser una estrategia para la protección y conservación de esta especie, debido a que es susceptible a los eventos del cambio climático (Achá et al., 2021) debido a la disminución del nivel del lago Titicaca.
4. Conclusiones
El alga Cladophora crispata “Llaska”, es una especie alimenticia importante para las poblaciones que viven en la zona circunlacustre del lago Titicaca. La disponibilidad de biomasa cambió según la época de evaluación, encontrándose mayor biomasa en la época lluviosa. La técnica de trasplante utilizada fue exitosa, ya que tanto la altura como el diámetro aumentaron durante el tiempo de evaluación. Sin embargo, mayores tiempos de evaluación y sustrato son necesarios. Con el trasplante de colonias susceptibles de morir, se podría aumentar la biomasa disponible, no sólo con fines alimenticios; sino también, con fines de fitorremediación de aguas o conservación de la especie en zonas afectadas por el cambio climático.
