Biomarkers of bentho-pelagic coupling in antarctica: a spatio-temporal comparison in the weddell sea
- Autores: Francyne Elias Piera
- Directores de la Tesis: Sergio Rossi (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2014
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Julian Gutt (presid.), Marisa Huguet (secret.), José Enrique Isla Saavedra (voc.)
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- Resumen
La Antártida es una masa de tierra y hielo rodeada por un mar con una plataforma continental profunda, caracterizado por temperaturas bajas y bastante constantes. La estacionalidad de luz y la capa de hielo son los responsables del aumento de la producción primaria de fitoplancton en primavera-verano y del flujo vertical de materia orgánica particulada (MOP), compuesto por fitoplancton fresco, excrementos del zooplancton y detritus. Los suspensivoros, así como otros organismos sésiles y vágiles, adaptaron sus estrategias de alimentación a estos pulsos de MOP. Estos organismos componen una comunidad bentónica muy diversa, aun siendo su fuente de alimento similar. Las condiciones ambientales más constantes y la alta productividad en las temporadas de primavera y verano provocan diferentes morfologías, tipos de alimentación, almacenamiento de energía y estrategias reproductivas, expresadas en una gran diversidad presente en la comunidad macrobentónica. La relación de estos organismos bentónicos y la dinámica de los alimentos son muy complejos y en gran parte desconocidos, teniendo múltiples variantes. Junto a los ecosistemas de aguas profundas, los ecosistemas bentónicos polares de la Antártida y del Ártico son difíciles de muestrear y observar. Sin embargo, el estudio del acoplamiento bento-pelágico es necesario para entender cómo los ecosistemas de la Antártida van a tolerar la transformación en curso debido principalmente al rápido cambio climático detectado en algunas zonas. Es de vital importancia entender las relaciones tróficas, cuales son las fuentes de materia orgánica que contribuyen a la dieta y cómo los organismos bentónicos adquieren e invierten la energía en función de su nivel trófico. El principal objetivo de este trabajo ha sido estudiar las variaciones de la respuesta espacio-temporal del bentos, ocasionada debido a los cambios de la disponibilidad de la materia orgánica, examinando las características ambientales y sus efectos sobre las comunidades bentónicas en el mar de Weddell (lado este del Mar de Weddell - Austassen-Kapp Norvegia y Península Antártica - estrecho de Bransfield y Larsen A, B y C). Una combinación de marcadores tróficos (isótopos estables, ácidos grasos, y el balance bioquímico (proteína-carbohidrato-lípido)) se utilizó a tal fin. Estos marcadores integran señales tróficas, lo que permite una comparación espacial y temporal de la acumulación de materia orgánica y de almacenamiento de energía en suspensivoros bentónicos. La ecología trófica de dieciséis representativas especies de invertebrados bentónicos fue estudiada y produjo una mejor interpretación del acoplamiento bento-pelágico en este desconocido ambiente. Las siete especies de gorgonias (Primnoisis sp., Fannyella nodosa, Ainigmaptilon antarcticum, Notisis sp., Primnoella sp., Dasystenella sp. y Thouarella sp.) recolectadas en el otoño de 2000 en Austasen, mostraron casi los mismos valores de isótopos estables del fitodetritus presente en las llamadas “green carpets" (acumulaciones de fitoplancton provenientes de la parte superficial de la columna de agua) y del microzooplancton. La dieta está por tanto basada en material sedimentado y re-suspendido, apoyando en parte la hipótesis de que algunos suspensivoros afrontan con éxito el invierno antártico, gracias a esta fuente de alimentos de larga duración. El balance bioquímico indicó un almacenamiento de energía diferente dependiendo de la especie y, posiblemente, de su estrategia reproductora. Para entender el papel de la estacionalidad en las comunidades bentónicas, se estudió la ecología trófica del alcionario Anthomastus bathyproctus a finales del otoño de 2000 y finales del verano de 2011 en la Península Antártica. La presa principal (el tunicado Salpa thompsoni) también se estudió en ambas épocas del año para entender su papel en el balance de energía y la contribución a la dieta del suspensivoro pasivo. Las principales presas del alcionario eran diferentes cuando se compararon ambas temporadas. Aunque no se detectó estacionalidad en los marcadores tróficos de S. thompsoni, A. bathyproctus mostró una dieta predominantemente carnívora a finales de verano en comparación con finales de otoño, más basada en el omnivorismo. Los valores de los lípidos en S. thompsoni fueron más de tres veces mayores en otoño respecto al verano, mientras que los de A. bathyproctus eran prácticamente los mismos. Se sugiere que este cnidario tiene una estrategia trófica ligada a la llegada a pulsos (intermitente) de alimentos, detectándose un claro patrón trófico estacional. La última pregunta propuesta en la presente Tesis es el efecto potencial del cambio climático en la ecología trófica de varios organismos bentónicos (detritívoros y alimentadores de suspensión) en el área de Larsen, un sitio recién abierto al ciclo estacional de la productividad primaria en la Península Antártica, debido al colapso de la barrera de hielo permanente. El estudio de nueve organismos bentónicos (Ophiura carinifera, Ophioperla koehleri, Ophionotus victoriae, Pyura bouvetensis, Cnemidocarpa verrucosa, Primnoisis sp., Protelpidia murrayi, Bathyplotes fuscivinculum y Molpadia musculus), mostró un gradiente en el origen de los alimentos potencialmente disponibles. Cuando comparamos la zona de Larsen (donde recientemente ocurrió la desintegración de la capa de hielo) y la Península Antártica (que nunca tuvo la plataforma de hielo) en verano de 2011, el material sedimentado tiene diferentes valores relacionados con la caída más o menos reciente de la producción primaria (y su abundancia). El material sedimentado es potencialmente parte de la dieta, pero no se encontró una relación directa cuando se analizaron los isótopos estables o los ácidos grasos del sedimento y de los organismos que se alimentan directa o indirectamente de él. Los organismos muestran una dieta omnívora y algunos de ellos incluso una típica dieta carnívora, basada en material reciclado en las zonas Larsen estudiadas, lo que indica que el sistema está en un claro proceso de sucesión y transformación. Dependiendo de la estrategia alimentaria, hubo considerables diferencias en la capacidad de almacenar reservas en forma de lípidos, siendo las especies vágiles las que acumulan menos reservas (lípidos). Se deduce gracias al presente estudio que estas herramientas pueden ser muy útiles para entender cómo la sucesión de las diferentes etapas de una zona transformada por el cambio en la cubierta de hielo afectará a la ecología trófica de los organismos epibentónicos. Todos los resultados han contribuido a una mejor comprensión de la ecología trófica de la comunidad bentónica, y sus estrategias para sobrevivir en un panorama de cambio climático que modifica rápidamente las comunidades, especialmente en las zonas más afectadas, como la Península Antártica.
