Toxic cyanobacterial blooms in a Pampean shallow lake: An approach to their ecology from morpho-physiological traits

Abstract

This study presents the ecological characterization of the assemblage of bloom forming cyanobacteria from laguna Salada de Monasterio (SM), Buenos Aires. The relationships between abundance, biomass and morphology of the species with the environmental conditions in the shallow-lake along two warm periods are assessed. SM was seriously impaired by toxic cyanobacterial blooms dominated by Raphidiopsis mediterranea, which in the first stage was accompanied by Planktothrix agardhii, Anabaenopsis cf. circularis, A. cunningtonii and Cuspidothrix issatschenkoi, and by C. issatschenkoi in the second period. Total abundance and biovolume of both periods were positively correlated, and a lower density of cyanobacteria was registered in the second period, with a higher water level. The alert level 2 for drinking water and the guide level 2 for recreational waters (World Health Organization, WHO), in terms of the abundance of cyanobacteria cells, were exceeded at both warm periods. The morphological differences observed among species were associated with responses to light availability in the water column. R. mediterranea presented a direct association between filament length and width that favoured its development, even in scenarios with high turbidity and light limitation, where the other species were not found. Dissolved organic nitrogen (NOD) is considered the preferred nitrogen source due to its high concentration (average: 3.76 mg/L). A low frequency of akinetes was found for Anabaenopsis and C. issatschenkoi, indicating a favorable scenario for their development. Microcystin (-LR and-YR) was registered in the first period with concentrations exceeding 1µg/L (WHO guidance level), with P. agardhii and Anabaenopsis being the potential toxin producers; saxitoxin was not detected.

Se realizó la caracterización ecológica del ensamble de cianobacterias formadoras de floraciones de la laguna Salada de Monasterio (SM), provincia de Buenos Aires. Se detectó que la abundancia, la biomasa y la morfología de las especies estuvieron afectadas por las condiciones ambientales de la laguna durante dos períodos cálidos con diferentes niveles hídricos que incidieron en la turbidez y la concentración de fósforo. SM estuvo seriamente afectada por floraciones de cianobacterias tóxicas dominadas por Raphidiopsis mediterranea, acompañada por Planktothrix agardhii, Anabaenopsis cf. circularis, A. cunningtonii y Cuspidothrix issatschenkoi en el primer período, y por C. issatschenkoi en el segundo. La abundancia y el biovolumen total de ambos períodos se correlacionaron positivamente y se registró una menor densidad de cianobacterias en el segundo período, con mayor nivel hídrico. En ambos períodos se superó tanto el nivel de alerta 2 para agua de bebida como el nivel guía 2 para aguas de recreación (Organización Mundial de la Salud, OMS) para la abundancia de células de cianobacterias. Entre las especies se detectaron diferencias morfológicas asociadas a respuestas a la disponibilidad de la luz en la columna de agua. En R. mediterranea se evidenció una asociación directa entre la longitud y el ancho del filamento que favorece el desarrollo, incluso en escenarios con elevada turbidez y limitación de luz, donde las demás especies no fueron detectadas. El nitrógeno orgánico disuelto (NOD) sería la fuente principal de nitrógeno debido a su elevada concentración (media: 3.76 mg/L). La frecuencia de acinetas en Anabaenopsis y C. issatschenkoi fue baja, lo que indica un escenario favorable para su desarrollo. La concentración de microcistina (-LR e -YR) en el primer período superó 1 µg/L (nivel guía OMS), siendo P. agardhii y Anabaenopsis las potenciales productoras de esta toxina; no se detectó saxitoxina.