Microalgas y macroalgas bentónicas en un sistema costero antártico (caleta Potter, islas Shetland del Sur): Efectos de la radiación ultravioleta y el pastoreo sobre la colonización y sucesión
Authors:   , Campana Gabriela Laura 
Published: July 2019

Las algas marinas bentónicas comprenden los grupos de microalgas y macroalgas asociadas al fondo marino y cumplen un papel fundamental en el ecosistema costero antártico. Son importantes productores primarios que constituyen fuente de alimento para organismos asociados al bentos y en particular las macroalgas, son hábitat y refugio, sustrato para el desarrollo de epífitas, y representan un aporte significativo en materia orgánica particulada y disuelta para la red trófica costera. Entre las microalgas bentónicas, las diatomeas son el grupo dominante, y su ecología y taxonomía han sido aún poco estudiadas. En esta Tesis se identificaron los patrones sucesionales de algas marinas bentónicas en un ambiente submareal costero antártico, con especial énfasis en los efectos de la radiación ultravioleta (UV, 280-400 nm) y el pastoreo sobre etapas tempranas de la sucesión, llevando a cabo una caracterización taxonómica detallada de las diatomeas y macroalgas bentónicas que integran estas comunidades en el curso de la colonización y etapas siguientes de la sucesión. Los objetivos específicos fueron i) identificar y caracterizar taxonómicamente la flora de microalgas y macroalgas marinas bentónicas en procesos de colonización y sucesión, ii) describir parámetros estructurales de la comunidad de algas marinas bentónicas en el curso de la sucesión y, iii) evaluar el efecto de la radiación ultravioleta y el pastoreo sobre atributos estructurales de una comunidad de microalgas y macroalgas bentónicas en etapas tempranas de la sucesión. El área elegida para este estudio fue caleta Potter, islas Shetland del Sur, Antártida. Se llevó a cabo un análisis taxonómico detallado de las diatomeas mediante microscopia óptica y electrónica, y de las macroalgas, en particular sobre los pequeños estadios iniciales, mediante microscopía estereoscópica y óptica. Se identificaron 40 taxa de diatomeas y 13 taxa de macroalgas, citándose ocho registros de diatomeas y dos registros de macroalgas nuevos para ambientes bentónicos de caleta Potter. Para el estudio del proceso sucesional, se emplazaron sustratos artificiales en el submareal a 3 m de profundidad y se determinó su composición específica mediante un experimento de cuatro años de duración. Se realizaron muestreos fotográficos mensuales y análisis detallados en el laboratorio, durante primavera y verano. Las comunidades estuvieron dominadas por algas bentónicas, determinándose un cambio interanual en los ensambles. Se identificaron a las macroalgas Palmaria decipiens y Monostroma hariotii en etapas tempranas y a Phaeurus antarcticus, Iridaea cordata y algas rojas crustosas (Corallinaceae) en las etapas más avanzadas. La especie Adenocystis utricularis presentó una gran abundancia y probablemente tenga una elevada capacidad competitiva siendo capaz de inhibir el reclutamiento de otras especies. Las comunidades procedieron hacia mayores valores de diversidad en el tiempo, aunque una vez alcanzada la máxima cobertura y complejidad tridimensional, interacciones competitivas pudieron haber causado liberación de espacio y la colonización por otras especies. Luego de cuatro años, los ensambles fueron similares a las comunidades circundantes que probablemente se encuentren sostenidas en etapas tempranas de la sucesión, a bajas profundidades. Se estudiaron experimentalmente los efectos de la UV ambiental y el pastoreo sobre comunidades de algas marinas bentónicas en etapas tempranas de la sucesión mediante la realización de un experimento de 73 días de duración. Se emplazaron 32 unidades experimentales a una profundidad promedio de 2 m en el submareal superior. Cada unidad experimental consistió en una estructura de base cuadrada, de 50 cm de lado y 10 cm de alto. Cada una de ellas contenía ocho placas de cerámico levemente rugoso: cuatro de 100 cm2 y cuatro de 25 cm2 que actuaron como sustratos para la colonización. Para evaluar el efecto de la UV, las unidades experimentales fueron cubiertas por diferentes tipos de filtros ópticos, incluyendo los siguientes tratamientos: PAR (radiación fotosintéticamente activa), PAR + UV-A y PAR + UV-A + UV-B. Para analizar el efecto del pastoreo, se emplearon unidades experimentales sin clausura (pastoreadas), en las que se permitió el libre acceso de los herbívoros a través de los laterales de las unidades experimentales y con clausura (no pastoreadas), en las que la entrada de los herbívoros se limitó mediante la clausura lateral utilizando una red de 1 mm de malla. Se trabajó con cuatro réplicas por tratamiento, incluyendo dos tratamientos control. Se determinó la biomasa, la composición taxonómica algal y la riqueza, diversidad y equitatividad de las comunidades empleando los sustratos de 100 cm2. Con el objeto de obtener un análisis detallado de los ensambles de diatomeas, se realizaron conteos celulares a partir de las muestras obtenidas de los sustratos de 25 cm2, determinándose la composición taxonómica, la riqueza, equitatividad y diversidad de los ensambles. El pastoreo se evidenció como el principal factor estructurante de las comunidades en etapas tempranas de la sucesión, compuestas por diatomeas, algas verdes filamentosas y estadios iniciales de algas rojas. El pastoreo redujo la biomasa y cobertura macroscópica de las comunidades, e introdujo cambios en su composición taxonómica. En particular, causó cambios en la fisonomía de los ensambles, por consumo de grupos de diatomeas filamentosas y pedunculadas. La radiación ultravioleta afectó el establecimiento de algas verdes filamentosas y de propágulos de algas rojas, mientras que las diatomeas no fueron afectadas. Por otro lado, el pastoreo sobre las diatomeas puede disminuir la competencia por la luz (y/o el espacio) y por lo tanto, favorecer el establecimiento y crecimiento de ciertas algas rojas. Se observaron efectos más intensos del pastoreo en los tratamientos en los que la UV o la UV-B estuvieron ausentes. Una disminución en la palatabilidad algal o un efecto negativo directo sobre los herbívoros, que disminuyen su densidad o su actividad en estas condiciones podrían ser explicaciones para estas tendencias. Los efectos de la UV y el pastoreo dependieron del grado de desarrollo de las comunidades, siendo más intensos durante la primera mitad del experimento. Las etapas tempranas de la sucesión demostraron ser particularmente vulnerables a la UV y el pastoreo. En este ambiente antártico severamente afectado por los fenómenos asociados al cambio global, los patrones sucesionales de las algas bentónicas pueden entonces modificarse debido a la susceptibilidad de las especies a factores de estrés ambiental o en las interacciones biológicas, lo cual podría introducir modificaciones en los flujos de materia y energía en la red trófica costera.