XII. M�TODOS PARA LA COLECTA Y EL ESTUDIO DEL PLANCTON

XII. M�TODOS PARA LA COLECTA Y EL ESTUDIO DEL PLANCTON

SEG�N la definici�n del cient�fico alem�n V�ctor Hensen, el plancton es el conjunto de organismos que flotan a merced de los movimientos del agua en el mar, independientes de la ribera y del fondo.
Este conjunto de seres vivos es muy heterog�neo, ya que re�ne organismos animales y vegetales, pero a la vez es homog�neo con respecto a su incapacidad de moverse o de poder hacerlo �nicamente en peque�a medida, es decir, carecen de la fuerza necesaria para luchar contra las corrientes marinas; adem�s, al encontrar a su disposici�n, en su medio ambiente, los elementos nutritivos que les son indispensables, permanecen agrupados. Existe pues, una interdependencia vital entre todos estos organismos y el medio que los rodea.
Hensen logr� entender al plancton como un modelo de comunidad bi�tica, de gran importancia en la fertilidad de la masa de agua, y desde entonces su estudio ha proporcionado conocimientos b�sicos en el campo de la ecolog�a.
Las investigaciones sobre el plancton s�lo se remontan al a�o de 1828, cuando John Vaughan Thompson, cirujano ingl�s y naturalista aficionado, al estar estudiando las primeras etapas de la vida de los cangrejos se dio cuenta de que en el mar viv�an flotando una gran variedad de peque�as criaturas. Thompson cubri� un frasco con una red de gasa muy fina y lo arrastr� en el agua; luego, a trav�s de su microscopio, descubri� la riqueza de la vida planct�nica; no s�lo hab�a peque�os cangrejos, sino tambi�n organismos maduros de muchas clases.
En 1885 otro investigador alem�n, Johannes M�ller, estudiando el ciclo vital de la estrella de mar utiliz� una red de malla fina, como las que usaban en los molinos para cribar la harina, la remolc� por el agua en un intento de capturar larvas del animal y le llam� la atenci�n la gran cantidad de vida flotante compuesta de organismos desconocidos de forma extra�a y especial que hab�an pasado por alto los naturalistas de la �poca.
M�ller contagi� su entusiasmo a Haeckel, el cual, junto con otros ec�logos contempor�neos, se apasion� grandemente con este nuevo mundo de vida que pod�a obtenerse arrastrando "redes de M�ller" en el agua.
Los ocean�grafos del siglo XIX dedicaron gran parte de sus esfuerzos a perfeccionar redes rastreadoras que les permitieran obtener muestras de plancton en varios niveles del mar. En un corto tiempo se hizo popular la ciencia del plancton y se puso de moda su investigaci�n.
El desarrollo met�dico de la investigaci�n sobre el plancton se ocup� principalmente de dos problemas: la toma cuantitativa de muestras representativas, y la identificaci�n o determinaci�n y descripci�n de todos los organismos recolectados en ellas.
La recolecci�n de muestras siempre ha representado un problema para los investigadores, debido a la diversidad de caracter�sticas de los individuos que forman el plancton, los cuales miden desde mil�simas de mil�metro hasta dos metros; por lo tanto, es muy dif�cil dise�ar un m�todo que permita colectar una muestra que re�na a todos estos tipos de organismos. La toma de muestras y su preparaci�n posterior son diferentes para el plancton animal y el vegetal.
Uno de los m�todos m�s sencillos para el estudio del zooplancton es la observaci�n directa desde el bote, o buceando, con lo cual, al distinguir las concentraciones de estos organismos, se puede determinar su distribuci�n. Se cree que los m�todos sencillos son primitivos y no dan, por ello, buenos resultados, pero el investigador alem�n Schroder ha publicado observaciones realizadas de esta manera, descubriendo la distribuci�n desigual del zooplancton y las diversas nubes de organismos en el lago de Constanza.
Estas observaciones directas no permiten una identificaci�n de las especies plant�nicas desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo, pero son muy apropiadas para detectar cambios r�pidos de la distribuci�n del plancton y para programar las colectas con otros m�todos.
En la actualidad estos m�todos directos para detectar su distribuci�n se basan en el empleo de la c�mara de televisi�n y de la ecosonda.
Para recolectar muestras que permitan su estudio posterior en el laboratorio existen varios m�todos, siendo uno de ellos la captura por medio de botellas, utilizada para organismos muy peque�os, como por ejemplo cocolitof�ridos y cianof�ceas.
La muestra se toma con una botella de tipo oceanogr�fico en la profundidad deseada, despu�s se coloca en un vaso de precipitados, se le agrega un l�quido fijador, por ejemplo formol o soluciones a base de iodo, y se centrifuga concentrando a los organismos para las observaciones posteriores. Estas botellas generalmente tienen un litro de capacidad, aunque han sido utilizadas por los bi�logos otras mayores.
Otros m�todos para capturar plancton son: las redes, los tomamuestras y las bombas de agua. En la captura con red, el plancton es sacado por filtraci�n separ�ndolo del agua donde vive; en los otros dos m�todos se obtiene junto con el agua que act�a de sustrato, con la ventaja de que se puede establecer directamente la relaci�n entre la cantidad de plancton y el volumen de agua.
La red funciona como filtro y suele hacerse de gasas de seda, perl�n y nailon de cedazo, cuyas hebras se mantienen firmes, retorci�ndolas. Actualmente s�lo se utiliza el nailon o el perl�n; la seda ha sido desechada porque los hilos se hinchan en el agua con el tiempo, haci�ndose m�s peque�o el ancho de la malla, lo que no ocurre con los tejidos artificiales.
Las redes presentan diferentes clases de finura, que se registran con base en el di�metro de los poros o por el n�mero de mallas por cent�metro cuadrado. La dimensi�n de las mallas de las redes utilizadas var�a seg�n el plancton que se desea recoger.
Para este registro ha sido adoptada una escala est�ndar internacional que comprende 29 dimensiones diferentes, las que van desde el n�mero 0000, que corresponde a un di�metro de 1.3 mil�metros, hasta la n�mero 25, o sea la que presenta un di�metro de mil�simas de mil�metro.
Con redes de malla grande se recogen, principalmente, organismos zooplanct�nicos adultos, pero no sus estados larvarios y plancton peque�o como rot�feros, fitoplancton, etc�tera. Para capturar organismos de menor talla se deben utilizar tejidos con malla m�s peque�a.
Con aberturas superiores al mil�metro se puede colectar macroplancton, que generalmente es visible a simple vista, como las medusas. Con redes de abertura menor a un mil�metro y superior a 76 mil�simas de mil�metro se colecta el microplancton, como los cop�podos.
El nanoplancton, formado por organismos peque�os de 76 a cinco mil�simas de mil�metro, o sea, cinco micras, como diatomeas y flagelados, y el ultraplancton, organismos m�s peque�os de cinco micras, como las bacterias, no pueden quedar detenidos en estas redes, y el �nico medio para recogerlos es el m�todo de la botella oceanogr�fica.
La red est� formada por un cono de tela cuya base se fija en un aro de metal que la mantiene abierta y en �l se sujetan tres cabos que se unen al cabo de arrastre; su extremidad posterior puntiaguda se cierra con un bocal formado por un cilindro met�lico, que se obtura mediante un trozo de tela id�ntico a la red y se fija al cilindro por un c�rculo movible. Tambi�n se puede utilizar un frasco de vidrio sujeto a una abrazadera met�lica apretada por un tornillo.
Para estudios generales sobre el plancton, la red m�s utilizada es la llamada red normal, con superficie total de filtraci�n de un metro cuadrado y un cuarto de metro cuadrado de superficie de poros. Esta red generalmente la fabrican los investigadores, y los tres cordeles de suspensi�n est�n atados al anillo de la red a igual distancia y unidos a la tela.
Las redes est�n sometidas, durante la captura, a una creciente obturaci�n y filtran menos agua de la que podr�a entrar te�ricamente en la red, por lo que recogen cuantitativamente menos organismos. Esta obturaci�n de la red depende de la composici�n del plancton y del tiempo que dura la operaci�n y b�sicamente no se puede calcular este efecto, ni prevenir su extensi�n. Este defecto de las redes es importante sobre todo para estudios cuantitativos debido a que no se puede tener control de los errores.
La cl�sica red de plancton se ha ido perfeccionando agregando dispositivos que mejoran su control; en el comercio existe una amplia gama de redes con diferentes caracter�sticas, tama�os y anchos de malla.
Las redes peque�as, kosmos, son muy �tiles, especialmente para trabajos en aguas interiores y zonas costeras; se fabrican con diferentes clases de finura.
El plancton puede recolectarse por medio de redes, en sentido horizontal y vertical. Para recogerlo en sentido horizontal y en la superficie, se lanza la red al agua, mientras la embarcaci�n avanza lentamente. La red es arrastrada por medio del cabo y el agua penetra por la abertura de la boca y se escapa por las mallas, mientras que los organismos son retenidos en la extremidad del cono.
En el cabo se cuelga una pesa que hace que la red llegue a cierta profundidad, la cual se puede conocer utilizando un aparato llamado clin�metro, que consiste en un medio c�rculo graduado que lleva una aguja fija en el centro y marca la inclinaci�n del cable, que indica la profundidad a que se est� penetrando.
Para trabajar en el sentido vetical, que es importante para determinar la distribuci�n exacta del plancton entre el fondo y la superficie, a una profundidad deseada, se ide� la red de cierre, que se abre y se cierra debajo del agua con ayuda de un peso hecho de lat�n, llamado mensajero, que permite arrastrar la red abierta a la profundidad requerida, sin que se mezcle mientras la red se baja o se sube.
Investigaciones importantes se han realizado empleando la llamada red calcofi, dise�ada por los investigadores de la instituci�n California Cooperative Fisheries; �sta es una red c�nica con una boca de 50 cent�metros de di�metro y con malla de 333 micras; es una de las m�s empleadas en la actualidad.
Otra red muy utilizada �ltimamente es la red bongo, que tiene la ventaja sobre la calcofi de no tener bridas al frente, ya que esto produce que las larvas de mayor tama�o "sean avisadas" y escapen de la red.
La red bongo se compone de un par de redes colocadas una al lado de la otra (de ah� su nombre), de 60 cent�metros de di�metro; la primera tiene una malla de 505 micras, y la otra de 333 micras, lo que permite la captura de larvas grandes en la primera, y huevos y larvas peque�as en la segunda, adem�s de la fauna acompa�ante que no es retenida por la primera.

Figura 26. La red de plancton y red tipo bongo.

Todas las redes pueden ser equipadas en su boca con un dispositivo que permita medir, de manera aproximada, el volumen de agua que ha pasado por la red, llamado medidor de flujo o contador de paletas, que consiste en una h�lice que gira al paso del agua midiendo la cantidad de agua filtrada.
La red se arrastra a la profundidad deseada, durante el tiempo requerido y a la velocidad que se program�, de acuerdo con los objetivos del estudio que se est� realizando, y al terminar el arrastre se lavan las paredes de la red para concentrar el plancton que se coloca en un frasco de colecta que contenga agua del mar, a la que se le agrega formol para su fijaci�n, conservaci�n y estudio posterior.
Otro m�todo de captura del plancton es por medio de tomamuestras de agua, que se utiliza para la investigaci�n del fitoplancton y en la colecta para estudios cuantitativos de plancton, porque toma un volumen exacto de agua junto con el de organismos que viven en ella, con la ventaja de que la relaci�n entre el volumen de agua y el contenido de plancton se da directamente; los m�s utilizados son los del tipo friedinger, que tienen tapas verticales que se cierran por mensajero, evitando turbulencias en las capas de plancton.
El agua colectada con el tomamuestras, cualquiera que sea su construcci�n, se pasa a trav�s de un embudo, que lleva en la boca una pieza de gasa que retiene al plancton, y �ste se coloca en una botella y se fija.
La mayor�a de los tomamuestras tienen un volumen peque�o, dando por ello valores no muy seguros, de modo que se deben introducir varias veces en la misma profundidad. El m�s com�n es el de dos litros de capacidad. Estos aparatos no son muy utilizados de ordinario por los ocean�grafos porque los organismos de mayor movilidad del plancton escapan con este sistema de captura; s�lo son recogidos los organismos poco m�viles e inactivos, proporcionando, por lo tanto, una imagen planct�nica inexacta.
El tercer m�todo para capturar plancton es el de las llamadas bombas de agua, las cuales consisten de un tubo que se sumerge a la profundidad deseada y por acci�n de la bomba se succiona el agua y se filtra una cantidad determinada a trav�s de una tela, quedando retenidos la totalidad o la mayor parte de los organismos del plancton. Despu�s de la colecta se concentran los individuos contenidos en una cierta cantidad de agua por medio de una centr�fuga, pudi�ndose estudiar este plancton cuantitativa o cualitativamente. Las mejores bombas son las activadas por electricidad.
Con respecto al fitoplancton, en una investigaci�n cuantitativa en general no se utilizan redes, sino exclusivamente tomamuestras y bombas, porque con menos agua que se filtre para concentrarlo es suficiente, al contrario de cuando se estudia zooplancton.
En cambio, para estudios cualitativos se emplea la red de zeppelin, que consta de un cono de gasa de red que se alarga hacia adelante en forma cil�ndrica para obtener una mayor superficie para la filtraci�n. Tiene dos anillos de metal cosidos a la red: uno entre la parte cil�ndrica y c�nica, y el segundo en la mitad de la parte cil�ndrica, los que aseguran que la red permanezca siempre abierta cuando se sube lentamente.
La red zeppelin sirve especialmente para capturas cualitativas, con el fin de cultivarlos y clasificarlos para demostraciones, etc�tera, ya que al tener una r�pida obturaci�n no alcanza a capturar a los organismos m�s grandes para obtener estudios cuantitativos.
Seg�n los objetivos de la investigaci�n, una vez recolectado el plancton se puede cultivar en el laboratorio, utilizando diferentes medios de acuerdo con el organismo que interese, pero cuando se colecta para estudios posteriores se fija con reactivos especiales, es decir, se mata con la mayor rapidez posible tratando de dejar a los individuos lo m�s semejante al estado vivo. Uno de los reactivos m�s comunes es una soluci�n de formol neutro al 4%, tambi�n se utiliza el reactivo fijador de Bouin o el de Zencker, preparados con agua de mar para prevenir efectos osm�ticos.
Como es muy dif�cil que los estudios se realicen en la embarcaci�n, despu�s de fijar las muestras se tienen que conservar o preservar, coloc�ndolas en un frasco de vidrio con una soluci�n de formol neutro al 3% preparado con agua destilada; el recipiente debe ser llenado totalmente para evitar burbujas en los organismos. Las muestras se almacenan en la oscuridad para la preservaci�n del color a temperaturas entre los 5� y los 20� C.
Lo m�s recomendable es que la fijaci�n se realice inmediatamente despu�s de que la muestra subi� a bordo, porque los organismos se deterioran f�cilmente, sobre todo en climas c�lidos. Todas las muestras tienen que ser etiquetadas, con el mayor n�mero de datos de la colecta, ya que esta informaci�n va a ser necesaria antes de decidir el m�todo de an�lisis que se va aplicar.
Ya en posesi�n de una muestra planct�nica, el bi�logo debe proceder a su estudio, que es la parte m�s laboriosa reservada a los especialistas no solamente del plancton en general, sino de ciertos grupos en particular. La determinaci�n de las especies se lleva a cabo por medio de la lupa o de los diferentes tipos de microscopios.
Si una pesca de plancton suficiente exige unos minutos, su estudio microsc�pico requiere mucho m�s tiempo de los diferentes especialistas. En estas condiciones, no hay por qu� extra�arse si los resultados tardan varios a�os en ser publicados despu�s de la colecta de las muestras. Para facilitar a los investigadores el an�lisis de los diferentes grupos que forman el plancton, algunos pa�ses han creado los llamados Centros de Preclasificaci�n Oceanogr�fica, en donde adem�s de registrar los datos, n�mero de estaciones, fecha, hora, tipo de redes, profundidad de colecta, volumen de agua filtrada, tambi�n se separa por grupos a los ejemplares, para ser enviados a los especialistas.
El an�lisis de las muestras de plancton se puede orientar para distinguir a los individuos que lo forman o para determinar las proporciones relativas de los diferentes organismos.
Para conocer a las especies se estudia la muestra revis�ndola por partes que se colocan en cajas de petri y se observan al microscopio, se hacen esquemas de los organismos o se toman fotograf�as y se identifican consultando las claves.
Para determinar las proporciones existentes en la muestra se cuentan los organismos contenidos en ella, pero como el recuento de toda la muestra generalmente es muy dif�cil porque contiene cientos de miles de individuos, �ste se fracciona utilizando el aparato de Folsom, en el cual se coloca la muestra diluida hasta un volumen conocido y se agita para que los organismos se distribuyan uniformemente, se gira el aparato y la muestra queda dividida en dos mitades iguales, el proceso se repite hasta tener la cantidad deseada.

Figura 27. Aparato de Folsom para dividir las muestras de plancton.

El recuento del plancton se puede llevar a cabo con perfecci�n con un microscopio fot�nico com�n, ya que la muestra se cuenta en las llamadas c�maras tubulares al sedimentarse en el fondo del cristal despu�s de un tiempo determinado; trabajando con este microscopio se tendr�an que sumergir los objetivos de mayor aumento en el agua, produci�ndose im�genes con poca claridad. Para evitar esto se emplea el microscopio invertido de Utermohl, inventado por �ste en 1928, en el cual los objetivos est�n dirigidos desde abajo al fondo de la c�mara de recuento; as� se observan los organismos planct�nicos sedimentados sin dificultades, incluso con el objetivo m�s potente, llamado de inmersi�n.
Tambi�n es importante conocer el volumen y peso del plancton los cuales proporcionan informaci�n aproximada de la cantidad total de plancton presente, aunque no permiten determinar la composici�n y las proporciones de los diferentes tipos de organismos que lo forman.
El conocimiento de su volumen permite estimar la abundancia de plancton en un �rea determinada. Para hacerlo se coloca la muestra en una probeta graduada y se deja sedimentar durante 24 horas, midiendo la cantidad de sedimento en el fondo de la probeta; los valores que se obtienen son aproximados y limitados.
La medici�n del peso se puede hacer de dos formas: midiendo el peso h�medo (tambi�n llamado biomasa), para lo cual se tiene que separar el agua de los organismos filtrando la muestra por gravedad o al vac�o, pesando los residuos s�lidos; los resultados dependen del tipo de organismos que predominan tomando precauciones en su interpretaci�n. La otra forma es medir el peso seco, para lo cual despu�s de filtrar y de lavar r�pido en agua destilada con el fin de quitar los cristales de sal que pueden alterar la muestra, se coloca en un secador o en un horno para eliminar el exceso de agua y el residuo es el que se pesa; estos resultados pueden indicar con mayor exactitud la cantidad real de materia org�nica.
Con los avances de la tecnolog�a moderna se est�n aplicando nuevos m�todos para el estudio cualitativo y cuantitativo del plancton. Uno de los m�s recientes es la aplicaci�n del rayo l�ser para obtener una placa fotogr�fica que permite estudiar el que vive en un litro de agua. Este m�todo, conocido como holograf�a con l�ser, se est� perfeccionando para tratar de obtener el holograma en el lugar donde el plancton vive, sin necesidad de recolectarlo.

Figura 28. Observaci�n del plancton mediante rayo l�ser.

Tambi�n el microscopio ac�stico, que utiliza ondas sonoras para establecer las im�genes de los microorganismos, combinado con la ecosonda, puede dar gr�ficas del plancton en el �rea donde vive y permitir conocer su cantidad y su tipo, lo cual proporcionar� grandes ventajas a los investigadores.
Para otros estudios del plancton es importante conocer los componentes qu�micos de las estructuras de los organismos, as� como la proporci�n en que se encuentran; para ello se utilizan los m�todos de cromatograf�a, con objeto de determinar en el fitoplancton los tipos y cantidades de los pigmentos que intervienen en la fotos�ntesis, lo que ha permitido obtener progresos notables en el conocimiento de la productividad oce�nica.
Para estudiar la productividad primaria los m�todos m�s utilizados son los que se basan en la medici�n del ox�geno producido durante la fotos�ntesis o en la cuantificaci�n del carbono radiactivo fijado en este proceso.
Para esta t�cnica se emplean frascos de vidrio de 100 a 500 mililitros de volumen: uno se pinta de negro y el otro se deja transparente. Se llenan con fitoplancton evitando la producci�n de burbujas, pudi�ndose separar el zooplancton por filtraci�n previa o separando �nicamente los animales de mayor tama�o y se determina el contenido de ox�geno del agua de la muestra por el m�todo de Winkler.
Ambos frascos se vuelven a colocar en el mismo lugar donde fue tomada la muestra para tratar de medir el fen�meno en condiciones parecidas de temperatura y de luz, por un periodo de incubaci�n de 6 a 24 horas.
Despu�s del tiempo de exposici�n, se sacan las botellas y se vuelve a determinar, en cada una de ellas, la cantidad de ox�geno.
Comparando la cifra inicial de la botella transparente con la nueva cifra registrada se obtiene la cantidad de ox�geno producido durante la fotos�ntesis, lo que indica la productividad de estos vegetales. La botella oscura sirve como testigo: los cambios que se presentan son m�nimos e indican el consumo de ox�geno por respiraci�n y por acci�n de las bacterias.
El m�todo de carbono 14 se basa en medir la actividad fotosint�tica de acuerdo con la cantidad de carbono fijado durante el proceso. Este m�todo es semejante al anterior, con la diferencia de que se mide el carbono existente en la muestra y se le a�ade una peque�a porci�n de carbono 14 radiactivo. Despu�s del periodo de incubaci�n se mide el gasto del carbono con un contador Geiger, el cual indica la productividad.
Estos m�todos son m�s f�ciles de aplicar en aguas continentales que en el mar abierto, debido a la din�mica ocasionada por el oleaje, las corrientes, etc�tera.
El estudio del plancton se ha ido modificando constantemente gracias al avance en la tecnolog�a cient�fica que ha permitido establecer nuevos medios. No s�lo es importante para la investigaci�n b�sica en ciencias del mar, sino que tiene gran trascendencia para la investigaci�n aplicada como la que se realiza para las pesquer�as; por ejemplo, para calcular una poblaci�n pescable se estudian los huevos y larvas de las especies presentes en el plancton.
La necesidad para ciertas investigaciones de pesca industrial, como la del arenque, de adquirir r�pidamente una imagen cualitativa y cuantitativa del plancton del que depende la presencia y densidad de los bancos de peces, condujo al bi�logo ingl�s Hardy a inventar, en 1936, una m�quina registradora de pesca continua del plancton, que funciona durante la marcha del barco.
As� se observa que la informaci�n planct�nica permite estudios de la din�mica de poblaciones como fluctuaci�n de las existencias de un pez que desova; predicci�n de las clases anuales; estimaci�n de la abundancia de estas existencias sobre su producci�n de desove, y discriminaci�n entre las de la misma especie.
Los bi�logos marinos desarrollan programas de investigaci�n cada vez m�s amplios y especializados, tratando de resolver los misterios que estos bellos e interesantes organismos planct�nicos les presentan.