Efectos del derretimiento glaciario sobre la estructura planctónica en dos zonas costeras antárticas (Caleta Potter y Bahía Esperanza) en verano de 2013

EUGENIA NAHUELHUAL; JORGE E. MARCOVECCHIO; MATÍAS N. TARTARA ; CARLA V. SPETTER; MÓNICA HOFFMEYER; MAXIMILIANO GARCÍA; MELISA FERNANDEZ SEVERINI; IRENE RUTH SCHLOSS

Camboriú

Congreso; XVII Congreso Latinoamericano de Ciencias del Mar (COLACMAR); 2017

Associação Latino-Americana de Pesquisadores em Ciências do Mar - ALICMAR

La expresión del cambio climático global se encuentra magnificada en las regiones polares, causando el calentamiento del permafrost y el deshielo de los glaciares (IPCC, 2014). Particularmente, en la península Antártica (PA) se ha documentado un rápido aumento de la temperatura atmosférica (Vaughan et al., 2003; Mc Clintock et al., 2008; Turner et al., 2009) de la temperatura superficial del agua en verano (Meredith y King, 2005; Whitehouse et al., 2008) y de la escorrentía glacial (Vaughan, 2006; Pritchard y Vaughan, 2007; Turner et al., 2009). En este proceso, el agua del derretimiento glaciario transporta una alta carga de material particulado que, conjuntamente con el aporte de agua dulce, influye directamente en la dinámica de la columna de agua (Dierssen et al., 2002; Schloss et al., 2002) modificando la variedad y composición regional del fitoplancton costero (Schloss et al., 2012), afectando la estructura y dinámica del micro- y mesozooplancton (Garcia et al., 2016) y alterando, en consecuencia, la transferencia de materia y energía hacia los niveles tróficos superiores (Aberle et al., 2012). Así, las regiones costeras de la península Antártica se han convertido en áreas modelo para estudiar la respuesta de las masas de hielo y la biota al cambio climático (Smith et al., 2008; Clarke et al., 2009). El objetivo de este trabajo es analizar la influencia del derretimiento glaciario sobre la composición y estructura del fitoplancton, del micro- y del mesozooplancton en dos zonas costeras: Bahía Esperanza (BE, 63°23´S 57°00´O) y Caleta Potter (CP, 62°14ʹS 58°38ʹO) ubicadas en el noreste y al noroeste de la PA, respectivamente. Adicionalmente, con este trabajo se busca sumar un antecedente y validarlo con el conjunto de datos ya existentes para el plancton de CP; a la vez que se aportan datos inéditos del micro- y mesozooplancton en BE. Los muestreos fueron realizados en el verano de 2013 en dos sitios de cada zona (BE y CP), seleccionados por el distinto grado de impacto por agua de derretimiento glaciar: Sitio 1 (BE1 y CP1): situados en el área interna, en cercanía a los glaciares Depósito y Fourcade, respectivamente. Sitio 2 (BE2 y CP2): situados en el área externa o boca de cada zona. En cada uno de los sitios de muestreo se realizaron mediciones de temperatura, salinidad, turbidez y oxígeno disuelto (OD) utilizando un CTD (SBE 19 plus V2) y un mulitisensor HORIBA U-10. A su vez, se realizó la recolección de muestras de la columna de agua con botella Niskin de 5 L con el fin de analizar la materia orgánica particulada (MOP) y la concentración de clorofila-a (Cl-a), posteriormente procesadas mediante la técnica gravimétrica de Banse et al. (1963) modificada según Ferreyra (987) y siguiendo el método en APHA (1998), respectivamente. A su vez, muestras de 250 mL, para el análisis del nano- y microfitoplancton, y microzooplancton (Sieburth et al., 1978) fueron conservadas en botellas color caramelo, fijadas con solución Lugol (1% c.f.) y se procedió al recuento siguiendo el método de Utermöhl (Hasle, 1978). Las muestras de mesozooplancton se obtuvieron con redes de 200 µm de diámetro de poro, se fijaron con formaldehído (4% c.f.) y posteriormente fueron analizadas cualitativa y cuantitativamente bajo lupa estereoscópica. Con el objetivo de analizar los patrones espaciales de los datos fisicoquímicos y biológicos se realizó, primeramente, un análisis de la varianza (ANOVA) para detectar diferencias entre zonas y sitios de muestreo. Posteriormente se realizó un Análisis de Redundancia (RDA) con el fin de explorar a través de su ordenamiento, las asociaciones entre los grupos fitoplanctónicos, del microzooplancton y del mesozooplancton, con las variables ambientales. En ambas zonas de muestreo, la influencia del derretimiento glaciario se reflejó significativamente en los sitios internos (BE1 y CP1) al registrarse menores valores de salinidad, temperatura, Cl-a y abundancias de mesozooplancton y mayores abundancias de fitoplancton en comparación con los sitios externos (BE2 y CP2, ANOVA, P<0,05). El aporte de agua dulce de baja temperatura y la consecuente dilución salina como resultado de la escorrentía glaciar ha sido previamente documentado en ambientes costeros antárticos (Schloss et al., 2012), incrementando la estratificación en la columna de agua. Esta condición resulta favorable para el desarrollo de criptófitas nanométricas y pequeñas diatomeas (Beans et al., 2008; Mendes et al. 2013) en gran abundancia ya que la estratificación aumenta el tiempo que una célula fitoplanctónica permanece en un ambiente con alta luz disponible para la fotosíntesis (Gibson et al., 1997). A su vez, el pequeño tamaño celular de estos grupos fitoplanctónicos explica el patrón espacial opuesto presentado por la clorofila. Por otro lado, el importante aporte de material particulado en suspensión proveniente de cursos de agua glaciarios (por ejemplo el arroyo Potter en CP y los lagos Esperanza y Encantado en BE) y de la resuspensión del sedimento por acción de los vientos ocasiona gran turbidez en las capas superficiales en sitios costeros (Schloss et al., 2012), lo cual afecta a organismos mesozooplanctónicos como eufáusidos y copépodos modificando su distribución, disminuyendo su eficiencia de pastoreo (Aguirre et al., 2009) y produciendo episodios de mortandad (Fuentes et al, 2016). Al comparar ambas zonas de muestreo (BE vs CP), se observaron diferencias y asociaciones significativas entre las variables analizadas (ANOVA, Test de Monte Carlo, P<0,05). Por ejemplo se registraron menores valores de temperatura y mayores de Cl-a en BE. Esto posiblemente se deba a la fuerte influencia de las aguas frías del mar de Weddell lo cual corrobora la disminución de la temperatura superficial del mar documentada en el sector este de la península Antártica (Rayner et al., 2003). La menor temperatura del agua favorecería el desarrollo de una más alta biomasa fitoplanctónica (Arrigo et al., 1998; Schloss et al., 2014). En CP en 2013, las temperaturas fueron menos frías, lo que incrementó la cantidad de material particulado en suspensión producto del derretimiento glaciario, que es responsable de la atenuación de la luz y que, junto a los vientos, limitan el crecimiento y la acumulación de fitoplancton (Schloss, 1997). La asociación entre MOP y cianobacterias registrada en BE se relaciona con la escorrentía desde los lagos de origen glaciar cercanos a la bahía y la eutrofización natural a la que están expuestos estos cuerpos de agua debido a la presencia de una gran pingüinera (Schiaffino et al., 2009). La asociación positiva entre el microzooplancton, la temperatura, la MOP y los pequeños grupos fitoplanctónicos se relaciona con el amplio espectro trófico de estos organismos (Pierce y Turner, 1992) y con que el crecimiento de organismos unicelulares heterótrofos que es mucho más dependiente de la temperatura que el de autótrofos (Aberle et al., 2012) favoreciendo el control top-down del microzooplancton sobre el fitoplancton (Rose y Caron, 2007). Esto explicaría la correlación negativa entre microzooplancton y Cl-a en los sitios internos de ambas zonas. A su vez, en ambientes con baja productividad primaria como CP1 la estrategia de alimentación omnívora le permite a pequeños copépodos ciclopoideos dominar ampliamente la composición del mesozooplancton al disponer de pequeños heterótrofos como presas potenciales. La mayor abundancia de grandes herbívoros como calanoideos, harpacticoideos, eufáusidos, pterópodos y organismos meroplanctónicos suele ser asociada con el aumento de Cl-a (Atkinson, 1998; Marrari et al., 2011) como se observa en CP2 y BE2. A pesar de que ambas zonas de muestreo se encuentran distanciadas por más de 220 km, se observó en ambos sitios cercanos a los glaciares que el aporte de agua de derretimiento modifica significativamente las características fisicoquímicas e hidrológicas de la columna de agua influyendo sobre la composición y estructura del fitoplancton, micro- y mesozooplancton en ambas zonas costeras antárticas. En CP1 y BE1 se observó la presencia de una trama trófica ?microbiana?, debido a que la estratificación de la columna de agua y al aporte de materia orgánica que favorece el desarrollo de pequeñas algas eucariotas y cianobacterias, las cuales son presas disponibles para ciliados microzooplanctónicos y a su vez favorece el desarrollo de pequeños copépodos omnívoros. En los sitios alejados del glaciar (CP2 y BE2) se observa una alternancia con la trama trófica ?herbívora? conformada por fitoplancton de gran tamaño, (más altos valores de Cl-a) y mayor representación de organismos mesozooplanctónicos herbívoros. Este trabajo valida los resultados obtenidos en estudios anteriores en CP y establece que si bien existen diferencias en las abundancias de los organismos y los valores absolutos de las variables estudiadas, los patrones de variación observados entre las zonas con más y menos influencia glaciaria en BE y CP son similares. Asimismo, de este estudio se puede inferir que el pronosticado aumento de la temperatura atmosférica y de la superficie del agua de mar producto del cambio climático global favorecerá el desarrollo de las tramas microbianas en los sistemas costeros antárticos, lo que sin dudas influirá también en los niveles superiores de la trama trófica antártica.