Dinámica espacial y temporal del micro y mesozooplancton en caleta Potter (isla 25 de Mayo-Shetland del Sur-Antártida) y su relación con el derretimiento glaciario

Abstract

Los sistemas glaciarios del sector oeste de la península Antártica responden al calentamiento global acelerando su retroceso y aumentando la producción de agua de derretimiento. En caleta Potter, isla 25 de Mayo, Antártida, durante el período diciembre de 2010-diciembre de 2011 se realizaron mediciones de parámetros fisicoquímicos de la columna de agua (temperatura, salinidad, turbidez, material particulado en suspensión y materia orgánica) y de variables biológicas (biomasa fitoplanctónica). Al mismo tiempo se muestreó la comunidad zooplanctónica con el fin de estudiar el impacto directo e indirecto del aporte de aguas proveniente del derretimiento glaciario y la influencia de las variables ambientales (condiciones de congelamiento marino y vientos) y biológicas (disponibilidad de alimento) sobre la dinámica espacial y temporal del micro y mesozooplancton. Las variables meteorológicas caracterizaron el 2011, como un año con un verano excepcionalmente cálido y un invierno con alto grado de congelamiento marino en escala espacial, relacionándose estas características con la influencia de los ciclos climáticos ENSO y SAM. Los resultados de esta tesis permiten identificar asociaciones temporales entre las variables bióticas y abióticas: Previamente al congelamiento marino, en verano, la Cl-a se relacionó con las variables afectadas por el derretimiento glaciario y los vientos, asociándose con la estratificación de la columna de agua; en tanto, la baja abundancia de salpas/krill favoreció el dominio de copépodos como principal consumidor primario prevaleciendo la trama trófica microbiana sobre la herbívora. En este mismo período, pero ya durante otoño la Cl-a <20 se asoció con especies del microzooplancton como Codonellopsis balechi, Gyrodinium lachryma, Strombidium, Protoperidinium, Cymatocilis y Leegardiella que pueden alimentarse de presas con un amplio rango de tamaños entre los que se encuentra el pico y nanofitoplancton. En esta asociación trófica también se registraron los copépodos Calanoides acutus y Rhincalanus gigas de alimentación mayormente herbívora. En la época invernal, el alto grado de congelamiento marino coincidió con una elevada abundancia de los copépodos Oithona similis, Calanus propinquus y Ctenocalanus citer y las larvas furcilia de krill, gracias a su capacidad de alimentación omnívora, se asoció a estos grupos mesozooplanctónicos con el alimento heterótrofo disponible bajo el hielo marino (principalmente tintínidos y dinoflagelados). En primavera, por efecto del derretimiento del hielo marino y los vientos, se registró una marcada asociación trófica conformada por fitoplancton, ciliados (Leegardiella spp., Strombidium spp. y C. balechi) y posibles consumidores como anfípodos, eufáusidos y larvas nauplii de copépodos. Teniendo en cuenta la escala espacial, el mayor aporte de agua de derretimiento glaciario en el estrato superficial del sitio interno de caleta Potter produce un desfasaje en las sucesiones planctónicas, que facilita el acoplamiento entre microzooplancton y fitoplancton, produciendo un fuerte control “top-down” y promoviendo una trama trófica microbiana multívora como principal vía de transporte de energía a los niveles superiores. De este modo, el sitio interno de la caleta Potter aparece como un escenario ideal para estudiar los efectos de la variabilidad climática sobre un ecosistema costero antártico.

The glacier systems in the Western Antarctic Peninsula respond to global warming accelerating its retreat and increasing production of melt water. In Potter Cove, King George Island, Antarctica, measurements of physicochemical variables in the water column (temperature, salinity, turbidity, suspended particulate matter and organic matter) and biological variables (phytoplankton biomass) were performed during the period December 2010-December 2011. The zooplankton community (micro and mesozooplankton size fractions) was sampled to study the direct and indirect impacts that generate the glacial melt waters. The influence of environmental (freezing sea conditions and wind) and biological variables (food availability) on the spatial and temporal dynamics of micro and mesozooplankton was also studied. The year 2011 was characterized by warm summer and winter showed a great spatial development of sea ice likely relating these features to the influence of ENSO and SAM cycles. The results of the present thesis identified the temporal associations between biotic and abiotic variables over one annual cycle. Prior to the freezing of the sea surface (in summer), the Chl-a content was associated with variables strongly affected by glacial melt and winds, as the associated with water column stratification; while the low abundance of salps / krill favored the dominance of copepods as the main primary consumers prevailing microbial over herbivorous food web. In this same period, but already during the autumn, the content of Chl-a <20 associated with species of microzooplankton as Codonellopsis balechi, Gyrodinium lachryma, Strombidium, Protoperidinium, Cymatocilis and Leegardiella, that can feed on prey of a wide range of sizes even pico and nanophytoplankton cells. This trophic association also included the copepods Calanoides acutus and Rhincalanus gigas which are mostly herbivorous. In the winter, the high degree of sea surface freezing coincided with a high abundance of small and large sized copepods, mainly Oithona similis, Calanus propinquus and Ctenocalanus citer as well as furcilia and other larval stages of krill. Thanks to their omnivorous feeding, these mesozooplankton groups were associated with the heterotrophic food available present under and into the sea ice which were mainly represented by tintinnids and dinoflagellates. In spring, the effect of melting sea ice and winds marked a clear trophic association formed by phytoplankton, ciliates (Leegardiella spp., Strombidium spp. and C. balechi) and potential consumers such as amphipods, euphausiids and copepods nauplii. Considering the spatial scale, the greatest contribution of glacial melt water in the surface layer of the inner site of Potter Cove produced a gap in the planktonic succession, which facilitated the coupling between microzooplankton and phytoplankton, producing a strong control "top-down" and promoting a microbial food web as the main means of transporting energy to the higher levels. Thus, the inner site of Potter Cove is an ideal scenario to study the effects of climate variability on an Antarctic coastal ecosystem.