~Antártica - Universidad de Magallanes

Diplomado en Asuntos Antárticos 2016 (UMAG, GAIA Antártica) - Ecosistema Pelágico Antártico

Clase 15-09-2016 (Dr. Cristian Aldea) - Pág. 1 de 32

~Antártica Conocimiento y cultura antártica

Universidad de Magallanes

El ecosistema pelágico Antártico

Por Cristian Aldea Venegas

Diplomado en Asuntos Antárticos

Punta Arenas, septiembre de 2016

cristian .aldea@umag .el



Rio.s.iphere: G-ub111 pro e -s6

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Orga11i· m: -vrv.i . ·¡si it11d riepirodu -Eo11; he un1 -o n iural ~lt~tion



El concepto de ECO-sistema

BK>TOPO

1

BIOCENOSIS

1



esponjas, corales y

moluscos

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e,q uinodermos

peces bentónicos

artrópodos

El ecosistema asociado a los fondos marinos, desde el litoral hasta el océano profundo se denomina bentos y el ecosistema asociado a las aguas libres, "sin contacto" con el fondo o la costa, se denomina pélagos.



¿Qué entendemos por "medio marino antártico" (biotopo)?

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La zona frontal polar antártica o "frente polar"

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A\,Q9l

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El Frente Polar o Zona Frontal Polar Antártica (conocido antiguamente como "Convergencia Antártica") tiene su origen en una corriente marina denominada Corriente Circumpolar Antártica (CCA), que circunda a la Antártica, fluyendo hacia el Este.



El inicio de la CCA está relacionado con la formación del Continente Antártico a través de la ruptura de Gondwana (antiguo bloque continental que resultó de la porción meridional de Pangea o primitivo continente único) y, en particular, a la separación de Australia de la Antártica, y de América del Sur de la península Antártica.

Las fechas exactas de estos eventos se siguen debatiendo; sin embargo, se sostiene una fecha de consenso de 25 millones de años atrás para el inicio de la CCA.



>8500 especies en el océano Austral, destacando los niveles de endemismo más altos conocidos para los océanos (CAML).

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Fig. 21 . Map of principal deep basins and submarine canyons around Antarctica

El establecimiento del Frente Polar (como una barrera), favoreció el progresivo enfriamiento del continente y la formación de las capas de hielo de la Antártica.

La transición de la plataforma continental y talud continental ("quiebre de la plataforma") por lo general ocurre a profundidades de alrededor de 400 a 500 m (es decir, 3.4 veces más profundo que en cualquier otro continente) .

La anchura media de la plataforma continental de la Antártida es de unos 200 km, y al pie del talud continental hay tres cuencas profundas (4000-6500 m) parcialmente limitadas por una serie de crestas y una meseta (Fig. 21).



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:20'00

:3000

IPacmo-Antarctic Rid 1ge

· 151) E Soulheait lndia.n Campbell Rirdge

Platea.u



Elementos característicos de la fauna marina Antártica

Figure. Characteristic elements of the Antarctic marine fauna. Hard surfaces covered by sessile suspension feeders, such as brachiopods (A) and slow moving predators such as seastars (C). Water column biomass is dominated by krill (B) and copepods (D). Fish are mainly demersal and show unique adaptation, such as no haemoglobin in the icefish (E). Unlike elsewhere, most of the predators are not durophagus (crushing), such as the sea spiders (F) and nemerteans (G), which a/so illustrate gigantism (through raised dissolved oxygen content of cold water).

Barnes & Clarke (2011) Current Biology, 21 (12)



Dinámica del hielo en Antártica

Ice sheet Newly forTfled ice

pushed away by wind

Orifiing pack 1ee ----

Land

Fig. 24. Schematic representation of coastal and open ice polynyas and sea-ice formations in the Southern Ocean El agua de mar en superficie en el Océano Austral tiene una salinidad de aproximadamente 34 %o y alcanza el punto de congelación en -1,91 ºC. Cuando el agua se congela, la sal es expulsado en el agua circundante. Si continúa la congelación y la formación de hielo supera el 30-40°/o, se cubre el mar de hielo, el cual se fractura por la formación de olas (hielo panqueque, con bordes elevados debido al roce con otras piezas).



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\_, Cal af1t1:1t:t Wb-t~ (· .~

Hc~t

Las placas de hielo también se pueden formar a gran profundidad en el agua superenfriada que se sitúa bajo plataformas de hielo o en el fondo del mar en las zonas costeras (hielo ancla).

La capa de hielo formada puede moverse hacia el mar y romperse por la influencia de las tormentas, y el hielo paquete puede moverse distancias considerables antes de volver a la congelación (Fig. 24 ).



30°

Average maximum

Averag:e mínimum

o 500 1000 1 1 1

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30º

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Crozet l. 60º

Fig. 23. Average sea-ice cover variations around Antarctica in winter and summer

Formación estacional de vastas zonas de hielo marino (cinturón de 400-2.000 km, con una superficie de hasta 19 x 106 km2), que rodea por completo el continente en septiembre.

La formación de hielo en el Océano Austral aumenta en otoño (de abril a junio) y progresivamente se extiende hacia el norte hasta septiembre-octubre. Más del 85o/o de hielo marino antártico se derrite en verano, contrario al Ártico.

El derretimiento presenta una tasa de más del doble de la de congelación en primavera. Sólo permanecen áreas extensas de hielo al final del verano en el Bellingshausen, Amundsen y Weddell occidental (Fig . 23).



Ecosistema Pelágico: Composición, características y biogeografía de los organismos planctónicos.

Polar frontal Antarctic divergence

1C02 zone

f !DIC

_ _ Phytoplankton

lo11c l . 1 + - --- Zooplankton º('..

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DIC

Schematic illustration of carbon cycling in the Southern Ocean (DIC dissolved inorganic carbon, POC particulate organic carbon, AI W Antarctic Intermedia te Water)

Sedimentos oceánicos profundos también pueden contribuir a la reducción de los contenidos de C atmosférico, mediante la reacción de C02 con CaC03, pero se ha estimado un tiempo de respuesta de unos 5.000 años.

Estudios sobre el Océano Austral (Caldeira & Duffy 2000), han demostrado altos flujos de C02 antropogénico, pero muy poco de enterramiento de carbono orgánico en los sedimentos. A pesar de esto, el Océano Antártico es muy importante en la determinación de la absorción de C02 de la atmósfera.



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120E

1.2

Z8 JANUARY 2000 VOL 287 SCIENCE www.sciencemag.org

The Role of the Southern Ocean in Uptake and Storage of

Anthropogenic Carbon Dioxide Ken Caldeira• and Philip B. Duffy

180

(A) Inventarios de C02 70 (B) flujos de carbono

antropogénico a partir de 1995, a partir de simulaciones. Máxima de almacenamiento de carbono hemisferio sur ocurre en la Convergencia Antártica, mientras que los flujos son más altas en el Océano Austral.

100



oOºS Ice ... free

zone

60ºS Seasonal

.sea-ice zone

70º'.S Permanent

sea-·ice .zone

80ºS Con ti ne ntal

shelf

Zooplankton Seabirds .Sea Is Whales

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Fig. 27. Latitudinal dist1ibution of sorne Antaictic marine organisms



WAP

2% 2°/o

• E uphausia superna •E. crystallorophias • Th)P.xlnoessa marcrura • Salpa thompsani • Limacina helidna D Amphioda D Other

Figure 5.1 6 Mean surruner Uanuary) abundance ofnu1nericaUy dorninant epipelagic meso- and macrozooplankton 2:" 2 .min as a fraction of total abundance. Data are frorn 199 3- 2009 (with exclusion of 2008 - not yet analyzed). Other category includes chaetognaths, other pelagic gastropods, other crustacea (e.g., ostracods, copepods, mysids, other species of euphaustids). fisb larvae. polychaetes, ctenophores. Hydrozoa, etc. 7.oopla.nkton. were sa.mpled ·with a l m x 2 .rn frame , 700 µm mesh net towed obliquely 0-120m. (Updated from Ross et al., 2008 .. )



1. Fttoplancton: forman grandes y densas poblaciones cuando la luz del sol alumbra en el verano, siendo los mayores productores del ecosistema del océano Antártico, por lo que toda la vida animal depende de éste.

2. Cop• podoa: son diminutos crusta· ceos abundantes que corresponden aJ zooplancton más común. Comen pequenas particulas como fitoplancton, zooplancton más pequeño y detritos ¡ ('desechos'). Son comicios por krlll,

lt otros invertebrados, peces y ballenas.

1 3 . ICrllb son crustáceos que forman .t enonneeerjanu.en el océano durante • el verano, ~el mayorsuslen-

1 lo allmenllclo para los gtandas animales ~(pingüinos, ballenas, peces, ...... foca y - marinas). Come

1 ..,om111ll9 llloplandon. Loa ju.-illea

J ""81 ~';:.=gs en invierno c:o-mllndo y .. lldlatdas .... hlllo.

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~c.=--= ... camllndD .... de .. Cllllmll º_ ...... ~:::::::~-.......... .... ª ................. . .,. ... aimldll9 .- ,_.,mm .............. -¡:¡6· .. ·· ,iñ' ....................... •• q119pullllnvMrm 1111-Wloolllmaldlllllgla....., l'llRll ....... dmd9 ...... Plftl ... ... cllnlalmomudlcieindldDIW• •llUldln-"'· --... -.-v1ww1 .. 1111ltlndol---. Clalánmt __ ...., ...... ......... _____ ...,.......por......,

alldaltll,..._,~--............. ., ...... .._ llCldil CllpUllle de 11 .-Mcliln de

El . . , .

ecosistema marino antart1co

algas (mayormente en verano) y detritos desde la superficie.

8. Peces: viven desde aguas superfi. ciales dreclamente bajo el hielo hasta las profundidades. Comen una vanedad de alimento desde plancton hasta invertebrados. y son consumidos por la mayor parte de los preciadores. Muchos tienen antieongelantes en su sangre.

• en aguas polares tienden

·-~ Scnpl9dador9&usando c:Mm urticanles pea caplurar y COC1* pequellas uimllles como c:opépodos, Id y 9-de .... ~0. Clil•lfD - IOR111irn111esgela-

_.,llUllllUU1191 C-. CNlllimaa y paiuellal peces can -......._ ....... PUeden w

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fj CEQUA

13. Pingüinos: el consumo de krill predomina en su dieta, pero también comen otros animales, como peces y anflpodos

~'4. F...,. .,.ngrejera: come krill y peces, colándolos a lravés de sus dientes. Soo presa '""'-te de la foca leopardo

~5. Loh llno antártico '11 foca de -......U1 el krill es ta mayor parte de au dlela. Tal como todas las locas, man cazadas casi a la extinción, pero 8honl IOll prolagldos. Los elefantes martnoe ant6rtlco8 eon también una pate......-de-ecosistemas. ~&. ,_ ~ 1011 feroces -----~y-foca, ...... ~ pulliln CClllW olros ......,_11111,pecesy-. ~,,, • ...._ ............ que

mllAnllrb'-..-nalll ............ Clll*RAlaa• .. cupncldndlpallleci.111111, ,. ... ID - CllillndD (llWllllm CIWllldldlm dmd9 ..................... c1e ..................... ~ damyeililllpaiuellal ........

Programa Regional explora

Un Programa CONICVT

EB• • COSUR



Crab-eater sea Is

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• Birds

Euphausids · (krill)

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Leopard sea Is

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Phyto· ptankton ~

Sperm whales

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Antarctic wlnter envlronment - Click on a red dot. to learn more.

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Pl!NGUlNS consume k·rill !IS the domlnant part of thelr dlets, but th.ey aliso eat ot:tler anlmali>, such as mldwaw flsh and amphfpods. Severa! spedes of penguln l:>reed In th.e Ant;i rct:lc, l:>ut ttiev spend mt15t of the y.e-ar at sea. Adélie penguins art:!' ttie most commoo speeil!:S 11round Palmer Statlon •

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Antarctic summer environment - Click on a red dot to learn more.



Mamíferos marinos Antárticos Mamíferos que viven siempre en el agua. Tienen 1,. ""'~.. Mamíferos que pasan un tiempo en la tierra. los brazos modificados como aletas, una fuerte ••---------...... ----------• Tienen los brazos y piernas en forma de aletas, cola para propulsarse y las piernas no existen cola reducida y cuerpo cubierto de pelos

~~ '"~ Ce-taceos Pinipedios Cetáceos cazadores con dientes

1 !"' .1;.:.b" Cetáceos filtradores a través de barbas Pinipedios con orejas visibles ____ .. !·_~_..-._. "_"'_,.

1. Pinipedios sin orejas visibles y

y oon un orificio nasal -------- o balíenas y con dos orificios nasales y que se desplazan con sus 1 que se desplazan reptando , .. .F;- , ,.. tt.,.., cuatro extremidades sobre el terreno sobre el terreno

Qdont ocetas Misticetos l 1 • .z .... 1 .. ,;,,;¡,~"' . 1 ,.. .¡,¡¡.," • "4..a fóctdos

+ + +: + ''"'~!"'"" Los ~ue tienen una reducida Los que no tienen la Los que no ti eren Los que U en en • .,.-------•· - -.1 mand1bula inferior oon dientes mandíbula inferior reducida aleta dorsal aleta dorsal Prominente trompa +

J"' ~- J«· /Z;.u J,.. a,.,., QtáridOS o probóscide (los machos) Rostro corto fisiter idos Balaénidos Ba1aen0Dtéridos

Cachalote

Rostro corto, aleta dorsal ancha y redondeada y

numerosos dientes en forma de paleta

r&~. focénidos

Marsopa de anteojos

+ De menor tamaño

Delfín cruza do

Ballena franca austral

Rostro corto, aleta dorsal terminada en punta y numerosos dientes cónicos

i,. a. .. Oelfí nidos !' . "l''-1'"' "'

De tamano medio

Calderón común

Lobo fino antártico

t . De mayor lama no

Rostro alargado, aleta dorsal pequeña

ydi'"~' "T=.,, .. " Zífidos

Zifios

Elefante marino

Pequeñas alelas pectorales

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q{f Ballenas en general

Focas en general

Ballena jorobada

e Q) 'O :ce e



Foca de Wedeell

Fotos J. Acevedo (CEQUA)



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d Aves Antárticas

Aves nadadoras --------------------------------------- Aves voladoras -~ll

f U ~1 ~~-

i~·lfu ... ,. "'!-""' l'"r• I Ponen dos o más huevos .,.., ___________________ ,. ___ J Ponen un sólo huevo

di ~ll o "li" º"' ~ ..

Esren ísci dos Viven sólo en el Hemisferio Sur. Sus alas son ocupadas

sólo para nadar. Patas cortas. dedos con fuertes garras y unidos por memnranas

'-' "' "f""' !''T"' • Son ros más grandes y ponen un solo huevo

Son medianos y ponen dos huevos

~_. ..... ~"""") Pingüinos rey y emperador

...... - ....-.-...

In¿,.,;¡" e,. Aves buceadoras de tamaño 41----------------...

mediano, con cuerpo alargado y encorvado, cuello largo y delgado. Dedos unidos

~~r=· cormoranes

Cormorán antártico

Cabeza completamente negra, excepto por un

anillo blanco que rodea er ojo. Pico negro

• Tienen dedos unidos por membranas sólo en su base. Cuerf>O en forma de paloma,

cuello corto. Cola corta y redondeada

J#Q~M Cnlonídldos

Palomas antárticas

Cabeza y cuello negros con un parche blanco en la parte alta de la cabeza. que une

ambos ojos. Pico rojo

Aves grandes, con angostas y muy largas alas. Pico con dos tubos na¡ales laterales

,.11 ....

Diornedeidos

Pingüino macaroni Pingüino antártico Pingüino de Adelia -..;:_.__

Pingüino Papua Albatros

Gaviotas

Aves pequeñas a medianas: alas más anchas y cortas que los albatros. Pi.co con un sólo

tubo nasal superior ' ,.,_ tfu1tc

~ _,,,.,,,..

Gaviotines

Golondrinas de mar



Fotos J . Acevedo (CEQUA)



Georg• E. Wat.on



2004

A REVIE,W OF THE CONSERVATION STATUS OF ANTARCTIC MAMMALS ANO

BIRDS

TABLE OF CONTENTS

L INTRODUCTlON .. . . . .. . .. . ... . . . .. . .. . ... . .. . .. . . . .. . ... . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . .. .. . .. . .. . . .. 3

n. METHO.DOLOGY .... .... .... ........... .... .... .... .... .... .... .... .... .... . . ... .. .... .... . .. . .. . . ... .. .... . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. 3

[II. SUMMARY OF FINDCNGS .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . ... 4

a) Antarctic mam.111als .. . .. .. .... . .. . .. .. .. . .. . .... . .. .. .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . ........ . .. . .. . ...... 4

b) Antarctic birds . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . ........ . .. . .. . ........... . ........................... . S

ABBREVIATJONS .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. .. ........... . . .. . .. ..... . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . ... 7

REFERENCES . ......... . .. . .. . .. . .. . .. . ..... . .. . .. . ........... ............................................... .. . .. . .... 7

AITACHMENT 1: Brief on Antarctic wi ldlife-related conventions ......... . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .... 8

A TTACHMENT 11: Protection Status of Antarctic Mammals - Cetaceans ................................ ... .... 9

A TT ACHMENT lH: Protection Status of Antarct ic Mammals - Seais . .. . ... . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . 11

A TTACHMENT IV: Protection Status of Antarctic Birds . .................. .............. ........................ 12

A TT ACHMENT V : Status of Ratifi cation of Antarctic wildlife-related conventions . . . .. . .. .. .. . .. . . .. . ...... 15

AITACHMENT VJ: Defin ition of fUCN Red List tenninology (Ver.2.3 - 1994) . . ........... . ................ 16

A TTACHMENT VJJ: Definition of IUCN Red List te1111inology (Ver.3.1 - 2001 ) . ........................... . 18



ATTACHMENT 11 PROTECTION STATUS OF ANTARCTJC MAMMALS: CETACEANS

Status tas 01 a.r121oc) Madrid CCAMLR ICRW CITES CMS (IUCN Red Ust (#)) Pro1ocol [as of 16.110!02) {as oí 16/I O'Oi3) (as of 23.112/02)

BALEEN WHALES Rorqual Whales Antarctic Minke Whale (Balaenoprera bonaeren.~is> lower .ris.k f c-0nservation dependen! (*) (""") {l) App.f App.JJ Blue Wha.le ( Balaenoptern m11smlr1J) endangered C \'er2.3 A 1 abd) (.llo) ("'*) {l) Ap¡l.I App.[

Dwarf Minke Whale (Balaenop.tern acutorosrrataJ lolher rísk I near Lhrealened ( "') (*11) {l) App.r -

Fin Wl1ale rB.alaenop1era pll)'salils) endan~red Cver'2.3 A 1 abd) (*) ( *"') {l) App.f App.I& Il

Humpback Whale (Megnprera novaea11glia.e) vulnerable (ver23 A !ad) ("') ("'*) (1 ) App.l App. I Sei Whale (Balaenoptera. b.orealis) endan.~red (\'er2.3A1 abd) ("') ("'*) {!) App.f AppJ&II

R íg ht Whales Pyg,my RighL Whale (C.aperea margürma) lower risk f least concern ("') ("'*) {l) App.r App.U Sout.tem Right Whale (Euba/aena australis) lower .ris.k I e-0nservacion depern:leni (*J (º) (l) App.f App.I

TOOTHED WHALES Sperm Whales

Sperm Whale ( PfiJseter maa·ocephalrts or ca1ado11 i vulnerable (ver2.3 Albd) (*) (*"') (l) App.f App.I & Il

Beaked Wha'tes Andrew's Beaked Wl:iale (MesopJodan bowdoini) data deficient ("') (*"') (1) App.U -

Amoux 's Beaked Wbale ( Be:rardiu¡ anmxii) lower rist I cons.ervatíon dependen! (*) (*"') (1) App.1 -

Gray's Beaked Whale (M esopl.odon grayi) data defície nt (1'') ('º) (1 ) AppJl -

Heclor' s Beaked \Vha le (M esoploánn ltectori) data deficient (*) (*"') (1) App.IJ -

Soulhem Bottlenose. Whale (.Hyperoodo11 púmifr01zs} lower risk I cons.e:rvat íon dependen! (1'') (*"') (1 ) App.l -

Str.i¡>-toolhed Whale (M esop/nd011 úr).•ardíi) data deficie nt (*) (**) <1) AppJl -

Pilot and KiUe.r Whales KiJier Whale (Orciml8 orca) lower rísk I com;.ervation dependen! (*) ("'*) {l) AppJI App.U Long-fümed Pilot Whale (G/obiceplrala melas) lowe r risk I least concem (*) (""") (1) App.U -

DOLPHINS & PORPOISES Hourglass Dolphin (úzge11orf¡_nu:h11s crnciger) lower risk I least conc.ern ("') (*"') - App.U -

Southem Ríg;ht Whale Dolphrn (Lissodelpllis p.eronii) data defic ient (*) (*"') - App.Il -

Spectac led Porpoise r Phocnena diop1ricaJ data deficienl (*) ( *"') - App.U App.JJ



Adaptaciones de organismos planctónicos y peces. The Journal ofExperimental Biology 209. 179 1-1802 Publ tshed by 1l1e Company ofBíologist.s 2006 doi: 1O.l242Jjeb.0209 l

Commentary

When bad things happen to good fish: the loss of hemoglobin and myoglobin expression in Antarctic icefishes

Bruce D. Sidell 1'* and Kristin M. O' Brien2

1Schoo/ of Marine Sciences, University of Maine, 5751 Murray Hall, Orono, ME 04469-5751, USA and 2/nstitute of Arctic Biology, University of A/aska, Fairbanks, PO Box 757000, Fairbanks, AK 99775 USA

*Author for oorrespondence (e-mail: [email protected])

Fig. 1. Lack of circulating bemoglobin and red cells is Lhe signature characteristic of Antarclic .icefis.hes. Tbese two tubes contain fres.hly drawn blood from a he1noglobin-expressing notothenioid :li sh (Notothenia coriiceps} on the left and a hem.ogJobinless Antarctic icefish (Chaerwcephalus .acer:atus) on the' right.



Ag. L Car.toan show:ing ~he iceftsh (Pc1xetop.sis macropt nr.r) and !h pr1 se1H.--e o:f Ngb in ~rs brrun. The c:artoon púr~ the strucrure of rnuuse gb (PDB ID: ~ Q1 F)i rhe or.dy 3[) . trucrure avaifable in Pmtdn Data ·eank ( POBJ~ ~ogethcr '1.1.rilh hu.man i gb.

La neuroglobina (Ngb) es una proteína descubierta recientemente. Su expresión está más que todo limitada al sistema nervioso central y periférico, aunque también se puede encontrar en el sistema endocrino.

Tiene importancia para la homeostasis neuronal de oxigeno y evitar la hipoxia.

El reciente descubrimiento del gen de la neuroglobina (Ngb) en el cerebro de nototénidos de sangre roja y en al menos 13 de las 16 especies de peces hielo sugiere una función biológica esencial de la Ngb.

El hallazgo de que el pez hielo retiene el gen Ngb, a pesar de haber perdido la hemoglobina y mioglobina, en la mayoría de las especies, puede potencialmente tener implicaciones importantes en la fisiología y la patología del cerebro de estos peces.



ACHAS FAO DE IDENTIFICACION DE ESPiOES PARA LOS FIN ES DE LA PESCA

OCEANO AUSTRAL AREA DE LA CONVENCION CCAMLR

AREAS DE PESCA. 48, 58 Y 8·8

VOLUMEN

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COl'!'ll~ON PARA LA CONSERVACllON DE LO§ RECURSOS \tlVGS M.6.fD;,,QS ANf AR'TlCOS

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• Prog. Antártico Brasileiro: www.mar.mil.br/secirm/proantar.htm :1: Norwegian Polar lnstitute: www.npolar.no

... Instituto Antártico Ecuatoriano: www.inae.gob.ec

• United States Antarctic Program: www.usap.gov

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• Antarctica New Zealand: www.antarcticanz.govt.nz

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