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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 71: e52425, enero-diciembre 2023 (Publicado Mar. 27, 2023)
Efecto de la actividad truchícola sobre la concentración
de coliformes totales y Escherichia coli en aguas de
la cuenca alta del río Savegre, Costa Rica
Marco Retana L.1*; https://orcid.org/0000-0003-1157-1282
María Laura Arias-Echandi2; https://orcid.org/0000-0002-8611-4433
Gilbert Barrantes1,3; https://orcid.org/0000-0001-8402-1930
1. Escuela de Biología, Universidad de Costa Rica, Costa Rica; biretana@gmail.com (*Correspondencia)
2. Facultad de Microbiología y Centro de Investigación de Enfermedades, Tropicales (CIET), Universidad de Costa Rica,
Costa Rica; maria.ariasechandi@ucr.ac.cr
3. Centro de Investigación en Biodiversidad y Ecología Tropical (CIBET), Universidad de Costa Rica, Costa Rica;
gilbert.barrantes@gmail.com
Recibido 10-IX-2022. Corregido 04-I-2023. Aceptado 14-III-2023.
ABSTRACT
Effect of trout farming activity on the concentration of total coliforms and Escherichia coli
in waters of the upper Savegre river basin, Costa Rica
Introduction: The trout aquacultural activity has gradually increased in Costa Rican highlands. Residual waters
from this activity are discarded directly in the rivers without any previous treatment process. Consequently, this
activity could severely contaminate the river with bacteria that can affect human health.
Objective: To evaluate bacterial contamination from trout aquaculture on Río Savegre, Costa Rica.
Methods: We counted total coliforms and Escherichia coli from monthly samples (2015-2018) at three sections
of the largest aquacultural development in the upper drainage of the river. We collected samples at the fish ponds
entrance, exit and 200 m downwards.
Results: We found fewer total coliforms and E. coli in the water collected just at the exit of the fish ponds. We
counted more total coliforms in 2016 and 2017, and more E. coli in 2016.
Conclusions: Coliform and E. coli counts are high in the river, but, unexpectedly, low in the water discarded
from the fish tanks. Perhaps the mucus produced by the trouts or substances released by mosses on the fish tank
walls reduce bacterial growth, as suggested by other studies. River pollution appears to come from other sources.
Key words: bacterial contamination; total coliforms; Eschlerichia coli; aquaculture; Oncorhynchus mykiss.
RESUMEN
Introducción: La acuacultura de truchas ha incrementado gradualmente en las tierras altas de Costa Rica. Las
aguas residuales de esta actividad son descartadas directamente en los ríos, sin tratamientos previos. Como con-
secuencia, la actividad truchícola puede contaminar severamente el agua de los ríos con bacterias que pueden
afectar la salud humana.
Objetivo: Evaluar la contaminación bacteriana por la acuacultura de truchas en el río Savegre, Costa Rica.
Métodos: Contamos los coliformes totales y Escherichia coli de muestras mensuales (2015-2018) en tres sec-
ciones del proyecto de acuacultura más grande de la cuenca alta del río. Recolectamos las muestras en la entrada
de los estanques para las truchas, a la salida, y 200 m hacia abajo.
https://doi.org/10.15517/rev.biol.trop..v71i1.52425
ECOLOGÍA ACUÁTICA
2Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 71: e52425, enero-diciembre 2023 (Publicado Mar. 27, 2023)
INTRODUCCIÓN
La actividad truchícola se ha incrementado
lenta, pero progresivamente durante las últi-
mas décadas en las zonas altas de Costa Rica
(Otárola, 2018). Esta actividad, que en el país
funciona a mediana y pequeña escala, requiere
de un flujo constante de agua por lo que, sin un
manejo apropiado, las aguas de los ríos pueden
contaminarse seriamente, prácticamente desde
el origen de la cuenca de los ríos (Bedwell &
Goulder, 1996; Sidoruk, 2019).
En los ríos de las tierras altas de la Cor-
dillera de Talamanca, particularmente el río
Savegre, es donde ha proliferado con mayor
intensidad la actividad truchícola. Este río
fluye desde la parte más alta del Macizo del
Cerro de la Muerte (3 491 ms.n.m.) hasta el
océano Pacífico, y su cuenca abarca una de las
regiones más biodiversas del país (Sánchez et
al., 2004). En las márgenes de este río se han
asentado pequeños caseríos, albergues, hoteles,
y varios proyectos dedicados a la producción
de truchas Arco Iris (Oncorhynchus mykiss).
En la mayoría de estas localidades no se cuenta
con un sistema adecuado para el manejo y tra-
tamiento de los desechos sólidos y líquidos, por
lo que estos podrían llegar directamente al río,
incluyendo aquellos producidos por la acuacul-
tura de truchas.
Los desechos generados por la producción
de truchas pueden contaminar severamente las
aguas de los ríos (Bedwell & Goulder, 1996).
Por esta razón es importante evaluar el nivel de
contaminación producido para tomar medidas
que puedan mitigar ese impacto. Uno de los
métodos más efectivos para evaluar el efecto
contaminante de los desechos producidos por la
actividad truchícola es el análisis de bacterias
indicadoras (grupo coliforme) de contamina-
ción fecal, siendo Escherichia coli el indicador
más utilizado.
En Costa Rica, Morales et al. (2004) lle-
varon a cabo una evaluación bacteriológica en
tilapias (Oreochromis niloticus) cultivadas a
menos de 400 ms.n.m. Sin embargo, el cultivo
de las tilapias difiere marcadamente del de las
truchas, ya que las tilapias no requieren un
flujo constante de agua, y toleran un mayor
grado de contaminación en sus aguas.
A nivel microbiológico, en Costa Rica
no se ha realizado ningún estudio que evalué
la contaminación de los ríos generada por la
producción de truchas. Por lo que proponemos
como objetivo de esta investigación, evaluar el
efecto que tiene el vertido de agua producto
de la actividad truchícola sobre la cantidad de
coliformes totales y Escherichia coli en las
aguas, aparentemente cristalinas y limpias del
río Savegre. Predecimos entonces que si la
actividad truchícola es un factor contaminante
de las aguas del río, la cantidad de bacterias
coliformes y E. coli será significativamente
más alta en el agua que sale del desarrollo tru-
chícola que en el agua que entra. El diseño del
experimento (ver sección de métodos) permiti-
rá evaluar el efecto contaminante del vertido de
aguas del proyecto truchícola más grande de la
región, así como de la contaminación general
del río provocada por otros proyectos truchí-
colas más pequeños y por el vertido de aguas
negras de la comunidad aledaña.
Resultados: Encontramos menos coliformes totales y E. coli en el agua recolectada justo en la salida del agua de
los estanques. El número de coliformes totales fue mayor en el 2016 y 2017, y de E. coli en el 2016.
Conclusiones: Conteos de coliformes y de E. coli es muy alto en el río, pero inesperadamente, su número
disminuye en el agua residual descartada de los estanques. Podría ser que el mucus producido por las truchas o
sustancias liberadas del musgo que cubre la pared de los estanques reduzca el crecimiento de bacterias, como se
ha sido sugerido en otros estudios. La contaminación del río parece venir de otras fuentes.
Palabras clave: contaminación bacteriana; coliformes total; Eschlerichia coli; acuacultura; Oncorhynchus
mykiss.
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MATERIALES Y MÉTODOS
Recolección de datos: Este estudio se
llevó a cabo en San Gerardo de Dota, provincia
de San José (9°32’ N 83°48’ W, elevación 2 163
m), de agosto 2015 a diciembre 2018. Se esco-
gió como sitio de estudio el proyecto de pro-
ducción de truchas: “Truchas Reales de Costa
Rica (TRCR)” por ser el proyecto de truchas de
mayores dimensiones en la cuenca alta del río
Savegre (2 000 m2 de espejo de agua con estan-
ques de concreto, con una producción prome-
dio de tres mil kilos de trucha por semana). En
TRCR se escogieron tres sitios de muestreo: el
primero a 10 metros antes de la entrada de agua
que abastece el proyecto, el segundo punto a la
salida de aguas del proyecto y un tercer punto a
una distancia de 200 m aguas abajo de la salida
del proyecto. Este diseño de muestreo permitió
evaluar si la producción y manejo de las truchas
incrementa la cantidad de bacterias indicadoras
y E. coli en el agua.
En cada punto de muestreo (entrada, sali-
da, y a 200 m) se recolectó dos muestras de
agua, cada mes durante 36 meses para un total
de 108 muestras. Cada una de las muestras
fue recolectada en una bolsa de plástico marca
Twirl´EM® estéril de 100 ml para muestras de
agua no clorada (Salfinger & Tortorello, 2015).
Para obtener una muestra, se introdujo la bolsa,
aproximadamente a 20 cm de profundidad
contra corriente en el cauce del río. Después
de extraer la bolsa, se cerró inmediatamente de
manera hermética con los pliegues plásticos y
se guardó en hielera a una temperatura entre 3
y 7 °C. Después de cada muestreo, las muestras
fueron trasladadas al Laboratorio de Aguas de
la Facultad de Microbiología de la Universidad
de Costa Rica, para su análisis. Este laboratorio
se encuentra acreditado ante la norma 17025
2017 según el alcance N° LE-102 a partir del
23-04-2013. En este laboratorio se analizaron
los coliformes total y E. coli mediante la técni-
ca de número más probable (NMP) para aguas
no cloradas. Brevemente, se realiza un enri-
quecimiento de la muestra en series de cinco
tubos de caldo lauril sulfato, el cual se incuba
a 35 °C por 48 h. La fase confirmatoria se
realiza en caldo bilis verde brillante incubado a
35 °C por 48 h y en caldo triptona incubado a
44.5 °C por 24 h para Escherichia coli, la cual
es determinada mediante una prueba de indol
(Baird et al., 2017).
Análisis estadísticos: Para analizar el
efecto del agua vertida por el proyecto truchí-
cola en el número de coliformes total y de E.
coli se utilizó un Modelo Generalizado Mixto,
con una distribución gausiana de los errores
(package lmerTest, Kuznetsova et al., 2017).
En cada modelo se incluyó el sitio de recolecta
(entrada, salida, y a 200 m de la salida) y el año
de muestreo (2015-2018) como factores fijos,
y el mes de muestreo como factor aleatorio. Se
incluyó la fecha de muestreo como factor alea-
torio para tomar en cuenta la variación resultan-
te de muestrear recurrentemente en cada uno de
los sitios. Los supuestos de homocedasticidad
y normalidad de los residuos de los modelos
fueron evaluados para cada uno de los modelos
realizados. Adicionalmente, se utilizaron con-
trastes para comparar los promedios de aque-
llos factores significativos (package emmeans,
Lenth et al., 2022), basado en los resultados de
los modelos. Todos los análisis los llevamos a
cabo usando R (R Core Team, 2020).
RESULTADOS
En total se analizó 108 muestras de agua
para determinar presencia de coliformes y
E. coli. Los coliformes son enterobacterias
pertenecientes a un grupo muy heterogéneo y
extenso de bacilos gram negativos de amplia
distribución en aguas contaminadas (Brooks
et al., 2011). El número de coliformes totales
no varió significativamente entre sitios (Tabla
1, Fig. 1A), aunque si entre años. El número
de coliformes totales fue significativamente
mayor en el 2016 y 2017 que el número regis-
trado para el 2015, mientras que el número de
coliformes fue similar entre los años 2015 y
2018 (Tabla 1, Fig. 1B).
En cuanto al número de E. coli, se encon-
tró que no varió significativamente entre sitios.
Aunque llama la atención que el número de
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estas bacterias fue menor (marginalmente sig-
nificativa; P= 0.053) en el agua recolectada a
la salida del proyecto, comparado con las bac-
terias detectadas en el agua de entrada (Tabla
1, Fig. 1C). El número de E. coli fue significa-
tivamente mayor en el 2016 con respecto a los
otros años de muestreo (Tabla 1, Fig. 1D).
DISCUSIÓN
En este estudio se encontró que no hay un
impacto significativo en el total de coliformes
ni en la cantidad de E. coli como resultado de
las aguas vertidas del proyecto truchícola más
grande de la zona (TRCR). Por el contrario, es
importante señalar que el agua antes de entrar
al proyecto ya viene con una gran carga de bac-
terias tanto coliformes en general como de E.
coli, y la cantidad de E. coli es más bien menor
cuando el agua sale del proyecto y es vertida
nuevamente en el río Savegre. Esto sugiere
que río arriba de donde se localiza el proyecto
TRCR puede haber varias fuentes de contami-
nación que en conjunto son responsables de la
gran cantidad de bacterias detectadas en el agua
recolectada antes de ingresar a este proyecto.
Este río también suple de agua a otros pro-
yectos truchícolas localizados aguas arriba del
proyecto TRCR y de los cuales desconocemos
el manejo de cada uno de ellos, particularmente
el manejo relacionado a los residuos. Además,
la topografía del lugar, con empinados taludes
a cada lado del río, hace que las aguas residua-
les de casas y hoteles, así como los desechos
fecales de animales domésticos desagüen direc-
tamente en el río, produciendo la gran carga
de coliformes detectada. Sin embargo, infor-
mación adicional es necesaria para determinar
con mayor precisión cuales son los factores
causantes de la gran cantidad de coliformes
encontrada en el río.
La disminución de E. coli, pero no de
todos los coliformes, encontrada en el agua
de TRCR recién vertida en el río, no tiene una
causa obvia. Se descarta en primer lugar el uso
de antibióticos como el factor relacionado a la
disminución de estas bacterias, ya que debido
al flujo continuo de agua y a su baja temperatu-
ra del agua (10-12 °C) no se usan antibióticos,
al menos en el proyecto TRCR. Otra posibi-
lidad es que las mismas truchas produzcan
alguna substancia que afecte el crecimiento de
TABLA 1 / TABLE 1
Resultados del análisis del número total de coliformes y de la bacteria Escherichia coli en el agua recolectada antes de
entrar al proyecto truchícola, a la salida y a 200 metros después de la salida, y entre cuatro años de muestreo. / Results of
the analysis of the number of total coliforms and Escherichia coli collected in the water at the entrance, exit, and at 200 m
from the exit of the fish ponds.
Total coliforms
Factor Coeficiente E. E. gl Valor de t P
Intercepto 571.86 142.50 28 4.01 < 0.001
Salida -167.12 113.21 3 -1.48 0.236
200 m -95.22 113.21 3 -0.84 0.462
2016 408.90 143.92 219 2.84 0.005
2017 516.64 145.54 219 3.55 < 0.001
2018 213.61 145.54 219 1.47 0.144
Escherichia coli
Intercepto 577.91 126.58 222 4.57 < 0.001
Salida -177.72 91.43 222 -1.94 0.053
200 m -113.10 91.43 222 -1.24 0.217
2016 349.87 132.84 222 2.63 0.009
2017 -4.94 134.35 222 -0.04 0.971
2018 -136.15 134.35 222 -1.01 0.312
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la población de E. coli. Por ejemplo, es cono-
cido que la capa mucosa de la piel de muchos
peces, incluyendo truchas, tiene una función
bactericida y actúa como una barrera contra
muchos patógenos (Dash et al., 2018; Subra-
manian et al., 2007; Subramanian et al., 2008).
En 6 truchas recolectadas en TRCR no se ais-
laron coliformes en la capa mucosa de la piel,
branquias, ni en tracto digestivo. Esto apoya, al
menos de manera indirecta, que las secreciones
mucosas podrían estar limitando el estableci-
miento de coliformes en estos peces, y podría
ser un elemento regulador de las poblaciones,
al menos de E. coli. De la misma manera, el
musgo que crece sobre las paredes de los estan-
ques podría tener un efecto bactericida como se
ha reportado en varios estudios (Khazigaleeva
et al., 2017; Savaroğlu et al., 2011). Por último,
el sedimento que se acumula en el fondo de los
estanques podría funcionar como una “trampa
de bacterias” y disminuir su abundancia en el
agua. Esto podría producirse porque E. coli es
una bacteria predominantemente anaeróbica
(Jang et al., 2017), y por las condiciones que
Fig. 1. Promedio de coliformes total y Escherichia coli por sitio y año de muestreo. A. Promedio de total de coliformes en
los tres sitios muestreados: entrada del agua a los estanques, salida y a 200 m de la salida. B. Promedio de total de coliformes
de cuatro años de muestreo. C. Promedio de total de E. coli en los tres sitios muestreados: entrada del agua a los estanques,
salida y a 200m de la salida. D. Promedio de total E. coli de cuatro años de muestreo. La caja representa el error estándar en
ambos extremos del promedio y las líneas representan los límites de confianza al 95 %. Cajas que comparten la misma letra
indica que no hay diferencia significativa. / Fig. 1. Mean total coliforms and Escherichia coli by site and year sampled. A.
Mean of total coliforms from the three sampling sites: entrance, exit, and at 200m from the exit. B. Mean of total coliforms
from the four sampling years. C. Mean of total E. coli from the three sampling sites: entrance, exit, and at 200m from the
exit. D. Mean of total E. coli from the four sampling years. The box corresponds to the standard error around the mean and
the lines indicate 95 % confidence intervals. Boxes with the same letters indicate no-significant differences.
6Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 71: e52425, enero-diciembre 2023 (Publicado Mar. 27, 2023)
se dan en los estanques, estas bacterias podrían
asociarse más al sedimento del fondo, donde la
cantidad de oxígeno es menor. Estas ideas son
especulativas y necesitan ser probabas.
Otro de nuestros resultados muestra que la
cantidad de coliformes (total) fue mayor en los
años 2016-2017. De manera similar, la cantidad
de E. coli fue mayor en el 2016. Un evento del
Niño se dio entre el 2015-2016 y estos even-
tos se correlacionan con periodos secos más
extensos en la zona (Waylen et al., 1994). Sin
embargo, no se detectó una disminución mar-
cada en el caudal del río durante ese periodo.
Además, en el 2018, año que corresponde a la
fase neutra del ENSO (El Niño-Oscilación del
Sur), la cantidad de bacterias fue menor que los
dos años previos. Es posible entonces que la
fluctuación temporal en la cantidad de colifor-
mes (total y E. coli) esté más relacionada con
actividades locales, como puede ser el aumento
en la ocupación de los hoteles por la actividad
turística, con el consecuente aumento de aguas
residuales desechadas hacia el río. Otra hipóte-
sis que necesita ser verificada.
Resumiendo, las aguas cristalinas del río
Savegre acarrean una gran cantidad de bacte-
rias coliformes (total y E. coli). La contamina-
ción por bacterias se da desde aguas arriba de
donde se localiza el proyecto TRCR, y contra-
rio a lo que esperábamos, la cantidad de E. coli
es menor en el agua que sale directamente de
proyecto. Esto hace suponer que la mucosidad
u otras sustancias que producen las truchas, o
el musgo que crece sobre las paredes de los
estanques podría regular la población de E. coli
(Dash et al., 2018; Khazigaleeva et al., 2017;
Savaroğlu et al., 2011; Subramanian et al.
2007; Subramanian et al., 2008). Este hallazgo
no excluye la posibilidad de que se produzca
una mayor contaminación, por ejemplo, de resi-
duos sólidos o algunos compuestos químicos
(e.g., nitrato de amonio; Sidoruk, 2019).
Declaración de ética: Los autores decla-
ran que todos están de acuerdo con esta publi-
cación y que han hecho aportes que justifican
su autoría; que no hay conflicto de interés de
ningún tipo; y que han cumplido con todos los
requisitos y procedimientos éticos y legales
pertinentes. Todas las fuentes de financiamien-
to se detallan en la sección de agradecimientos.
El respectivo documento legal firmado se
encuentra en los archivos de la revista.
AGRADECIMIENTOS
Al señor Miguel Víquez, propietario de
TRCR por permitir el ingreso a su proyecto,
al personal del Laboratorio de Aguas de la
Facultad de Microbiología por el análisis de las
muestras de agua, a la Vicerrectoría de Inves-
tigación por su apoyo mediante el proyecto
111-B5-287, a Gabriela Álvarez por su colabo-
ración en las giras de campo.
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