Estructura comunitaria de la meiofauna metazoaria en función a la composición biogeoquímica de la materia

orgánica sedimentaria

Presentado por:Msc (c) Alexander Pérez Segovia

Taller cientifico LMI – DISCOH 29-31 marzo 2012

Importancia

• Invertebrados bentónicos pasan a través de un tamiz de 500um y quedan retenidos en un tamiz de 45um.

• Importante en el flujo de materia orgánica en el subsistema bentónico.

• Alta tasa de renovación, promueve continua fijación de CO en forma de biomasa, facilita degradación de MO y colonización bacteriana que remineraliza la MO.

• Comunidad: nemátodos, copépodos, halacaridos, nemertinos, bivalvos, cnidarios, poliquetos, etc.

Giere,2009; fotos : Alexander P. Segovia

Hipótesis

Altas concentración de MO biodisponible gatilla la formación altas densidades y biomasas del meiobentos metazoario.

Objetivo general

• Determinar si la composición biogeoquímica de la MO sedimentaria influye sobre la abundancia, biomasa y composición taxonómica del meiobentos.

Objetivos específicos:

• Estimar la composición de la MO sedimentaria a través de sus principales componentes bioquímicos (CHO, LIP y PRT).

• Estimar la concentración de pigmentos cloroplásticos en sedimento (Cl-a y feopigmentos).

• Determinar la abundancia, biomasa y composición taxonómica de la meiofauna metazoaria.

Área de estudio

EstaciónProfundidad

(m)

Distancia a la costa(millas)

Latitud(S)

Ubicación

1 48 3 12º 01,985' 77º 22,325' Plataforma contiental interior (p.c.i.)

2 93 8 12º 02,716' 77º 27,060' Plataforma contiental interior (p.c.i.)

3 117 13 12º 03,348 77º 38,472' Plataforma contiental media (p.c.m.)

4 143 20 12º 05,926 77º 49,059' Plataforma contiental exterior (p.c.e.)

5 178 30 12º 06, 426' 77º 58,043' Plataforma contiental exterior (p.c.e.)

E1 y E2: plataforma continental interiorE3: plataforma continental media

E4 y E5: plataforma continental exterior

Muestreo (Meiobentos y Sedimento)

Multisacatestigos

Columna de sedimento

Recolección de muestra BGQ

Recolección de muestra biologica

Procesamiento de muestras (meiobentos)

Baño de ultrasonido

Observación y medición

Método de resuspensión

Feller y Warwick, 1988; Wieser, 1960; Andrassy, 1956

Procesamiento de Muestras (Sedimento)

Ultra-freezer

Estufa

Muestras secas

Espectrofotometro

CHO

PRT

LIP

Dubois et al. ,1956; Barnes y Blackstock, 1973; Rice 1982; Medernach , 2000; Sellanes, 2002

Contexto oceanografico

Periodo de estudio influenciado por una señal remanente de EN 09-10 en las estaciones mas cercanas a la costa

100

80

60

40

20

0

dep

th

(m

)

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.0

Oxígeno (ml/L)

Serie de tiempo E2 plataforma interna 1993-2012

EN 09-10

Estructura de la columna de agua

A. Desarrollo de EN (Enero 2010)

-Flujo de masas de agua de norte a sur

-Profundización de la ZMO-Influencia de pulsos de

oxigenación sobre E1 y E2

B. Señal remanente EN

(Abril 2010)-Disminución del flujo de masas

de agua hacia el Sur.-Superficialización de la ZMO

A

B

0 50 100

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SDP

rofu

nd

ida

d (c

m)

E1

0

4

8

12

16

E1E2E3E4E5

mg.c

m-2

+ S

D

0 50 100

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

E2

0 50 100

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Pro

fun

did

ad

(c

m)

E3

0 50 100

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10E4

0 50 100

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Pro

fun

did

ad

(c

m)

E5

Cl-a

Resultados biogeoquímicos (Integrado 0-10cm)

0 10 20 30

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

Pro

fun

dida

d (c

m)

E1

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

E1E2E3E4E5

mg

.cm

-2+

SD

0 10 20 30

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

E2

0 10 20 30

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Pro

fun

dida

d (c

m)

E3

0 10 20 30

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10E4

0 10 20 30

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Pro

fun

dida

d (c

m)

E5

CHO

0 100 200

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

Pro

fun

did

ad (c

m)

E1

0

10

20

30

E1E2E3E4E5

mg

.cm

-2+

SD

0 100 200

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

E2

0 100 200

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Pro

fun

did

ad (c

m)

E3

0 100 200

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10E4

0 100 200

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Pro

fun

did

ad (c

m)

E5

LIP

0 10 20

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

Pro

fun

dida

d (c

m)

E1

0.0

1.0

2.0

3.0

E1E2E3E4E5

mg

.cm

-2+

SD

0 10 20

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

E2

0 10 20

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Pro

fun

dida

d (c

m)

E3

0 10 20

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10E4

0 10 20

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Pro

fun

dida

d (c

m)

E5

PRT

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

Prof

undi

dad

(cm

)

E1

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

mg.g-1 + SD

E2

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Prof

undi

dad

(cm

)

E3

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10E4

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

Prof

undi

dad

(cm

)

E5 0.0

0.1

0.2

0.3

E1E2E3E4E5

Cl-

a : F

eop

Cl-a:Feop_promedio Cl-a:Feop_0-1cm

Color negro: valor background (refractario)Color gris: MO labil (biodisponible)

Resultados biológicos (0-10cm )

0 200 400 600 800

0-1

1-2

2-5

5-10

Ind.10cm-2 + SD

Pro

fun

dida

d (c

m)

E1

42,20 %

30,49 %

22,76 %

4,55 %

0 200 400 600 800

0-1

1-2

2-5

5-10

Ind.10cm-2 + SD

E2

44,89 %

18,80 %

35,17 %

1,13 %

0 200 400 600 800

0-1

1-2

2-5

5-10

Pro

fun

dida

d (c

m)

E3

31,54 %

23,04 %

43,40 %

2,01 %

0 200 400 600 800

0-1

1-2

2-5

5-10 E4

48,68 %

2,26 %

18,23 %

30,83 %

0 200 400 600 800

0-1

1-2

2-5

5-10

Pro

fun

dida

d (c

m)

E52,12 %

11,04 %

32,70 %

54,14 %

0

400

800

1200

1600

2000

E1E2E3E4E5

Ind.

10cm

-2+

SD

0 5 10

0-1

1-2

2-5

5-10

Tax.10cm-2 + SD

Pro

fund

idad

(cm

)

E1

0 5 10

0-1

1-2

2-5

5-10

Tax.10cm-2 + SD

E2

0 5 10

0-1

1-2

2-5

5-10

Pro

fund

idad

(cm

)

E3

0 5 10

0-1

1-2

2-5

5-10 E4

0 5 10

0-1

1-2

2-5

5-10

Pro

fund

idad

(cm

)

E50

2

4

6

8

10

E1E2E3E4E5

Tax.

10cm

-2+

SD

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-5

5-10

mgC.10cm-2 + SE

Prof

undi

dad

(cm

)

E1

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-5

5-10

mgC.10cm-2 + SE

E2

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-5

5-10

Prof

undi

dad

(cm

)

E3

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-5

5-10 E4

0.0 0.1 0.2 0.3

0-1

1-2

2-5

5-10

Prof

undi

dad

(cm

)

E50.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

E1E2E3E4E5

mgC

.10c

m-2

+ SE

0

40

80

120

160

E1E2E3E4E5

Ind

.10

cm

-2

Crustacea Cnidaria

Bibalvia Copepoda

Polychaeta Gastrotricha

Nemertea

Abundancia

Diversidad

Biomasa

Correlación positiva biomasas y MO labil ( Rs p<0.05 )

0

500

1000

1500

2000

2500

E1 E2 E5 E1 E2 E5 E1 E2 E5 E1 E2 E5

I---------0904-------I I---------0908---------I I----------1001---------I I---------1004-------I

0

2

4

6

8

Influencia de El Niño

Periodo de desarrollo de El Niño

-Las más altas densidades (0-5cm) (E2)

-Se esperarían mayores densidades en la estación más somera (E1).

-La penetración de la meiofauna en la columna de sedimento fue mayor durante EN.

-No aumento significativo en el número de taxones (0-1cm)

Periodo post-El Niño

- Se registró El número de taxones más elevado en la estación más cercana a la costa (0-5cm) (0-1cm) .

- Pico de diversidad que obedecería a la combinación de altas concentraciones de OD y MO biodisponible.

Rol en el flujo de carbono

0

5

10

15

20

25

E1E2E3E4E5

gC

. a-1

.m-2

Producción secundaria

Respiración

Schwinghamer et al., 1986; Tumbiolo y Downing, 1994

Log P = 0,18 + 0,97 log B - 0,22 log W m + 0,04 T f - 0,014 T f log (Z +1)

Biomasa (mg DW)Máximo tamaño corporal por taxon (mg DW)Temperatura de fondo (°C)Profundidad (m)

B P P/B R P + R

(gC m-2) (gC m-2 a-1) (a-1) (gC m-2 a-1) (gC m-2 a-1)

E1 (48 m) 0.59 ± 0.20 7.16 ± 2.24 12.17 16.54 ± 5.11 23.70

E2 (94 m) 0.20 ± 0.05 2.44 ± 0.69 12.18 5.67 ± 1.59 8.11

E3 (117 m) 0.16 ± 0.02 1.48 ± 0.16 9.46 3.45 ± 0.37 4.93

E4 (148 m) 0.24 ± 0.07 2.02 ± 0.50 8.26 4.70 ± 1.15 6.72

E5 (178 m) 0.23 ± 0.08 1.59 ± 0.27 6.99 3.70 ± 0.62 5.29

Abril - 2010

-Máximas tasas de recambio en PI-Máximo ciclaje de Carbono en E1-Capacidad de recircular 30% de C que llega a los sedimentos

Conlusiones (Componente biogeoquimica)

• La fracción lábil de MO sedimentaria presentó mayores concentraciones en la plataforma interior permitiendo que el ciclaje de carbono sea más intenso que en la plataforma intermedia y externa, en donde los sedimentos se encuentran más preservados y la dinámica biogeoquímica es menor.

Conclusiones (componente biológica)

• La estructura comunitaria de la meiofauna (abundancia y biomasa) obedeció a la distribución de las concentraciones lábiles de CHO, LIP y PRT en el sedimento, mientras que la diversidad estuvo fuertemente limitada por las concentraciones de OD de fondo.

• En las zonas más someras la meiofauna presentaría un mayor porcentaje de penetración en el sedimento que en la plataforma externa (condiciones de alta oxigenación) y un patrón de distribución agregada a la superficie (condiciones de baja oxigenación).

• La meiofauna presenta altas tasas de generación (P/B), en la plataforma interior cumpliendo un rol importante en el flujo de carbono en el sistema.

Comentarios finales

Meiobentos resulta ser un excelente indicador de calidad ambiental en ambientes de anoxia natural

donde componentes clasicos como el macrobentos no puede prevalecer.

Estudio de la diversidad de la meiofauna a mayor resolución se espera respuesta a nivel específico

ofrezca mejor comprensión de procesos en el subsistema.

Agradecimientos

Equipo de investigación de:

• Laboratorio Bentos Marino • Laboratorio de Geología Marina• Laboratorio de Hidroquímica• Cruceros intensivos oceanográficos