COMPOSICIÓN DEL FITOPLANCTON EN EL ESTRECHO DE BRANSFIELD E
ISLA ELEFANTE DURANTE EL VERANO AUSTRAL DE 1999

Sonia Sánchez y Patricia Villanueva*

Introducción.-

La región Antártica ha sido caracterizada en términos de biomasa y producción como un ambiente oligotrófico (El–Sayed y Myelli 1965, El–Sayed 1984, Magazzu y Decembrini 1990); sin embargo, es conocida la existencia de áreas altamente productivas con una activa y dinámica cadena alimentaria, condicionada a una muy variable distribución del fitoplancton.

En el Perú, las investigaciones multidisciplinarias en el continente Antártico se iniciaron en 1988 con la primera Expedición Científica ANTAR I. Gómez (1988, 1991), Antonietti, (1989) y Delgado, (1999) reportan cambios marcados en la composición especiológica de la comunidad, caracterizada por una alternancia en la especie dominante dada por las diatomeas o el nanoplancton.

Con el objetivo de mantener la serie histórica en la región Antártica, se da a conocer la composición y distribución especial del fitoplancton entre los primeros 75 m, durante el verano Austral de 1999 (ANTAR X) en el Estrecho de Bransfield e Isla Elefante.

Material y Métodos.-

ÁREA DE ESTUDIO:

El área de estudio comprende el Estrecho de Bransfield y alrededores de la Isla Elefante, en los paralelos 62° y 64° S, con una extensión máxima de muestreo de 460 km de largo y 120 km de ancho entre las Islas Shetland del Sur y Península Antártica (Fig. 1).

Fig. 1: Carta de posiciones. OPERACIÓN ANTAR X (22-29 enero 1999).

COLECTA DE MUESTRAS:

La Décima Expedición Científica Peruana a la Antártica se realizó entre el 22 y 29 de enero de 1999, a bordo del BIC Humboldt, efectuándose un total de 22 estaciones.

Para el análisis cuantitativo se obtuvieron un total de 110 muestras de agua con botella Niskin a las profundidades de 0, 10, 25, 50 y 75 m, obteniéndose en cada una de ellas submuestras de 100 mL.

Para el análisis de la distribución vertical se han considerado 3 perfiles (ests. 1 al 3 , 7 al 9 y de 13 al 15) localizados en el Estrecho de Bransfield. Todas las muestras fueron preservadas con formalina neutralizada al 1%.

IDENTIFICACIÓN Y RECUENTO CELULAR:

La metodología del tratamiento de las células fue según Balech y Ferrando, (1964). Para el recuento de los organismos se siguió la metodología de Utermohl, (1958) y siguiendo las recomendaciones de UNESCO, (1978). En el laboratorio se procedió a la sedimentación de las muestras en cilindros de 50 mL cm3 por espacio de 48 horas; los organismos mayores de 20 µm fueron contados con un objetivo de 20x y en toda la base, mientras que los flagelados y/o organismos menores de 20 µm se contaron con un objetivo de 40x en un área que representa 2 cm³.

Los organismos fitoplanctónicos fueron identificados hasta especie o el taxa más cercano, expresando los resultados en N.° cel/ mL.

ESTRUCTURA COMUNITARIA:

Los valores de concentración celular del fitoplancton fueron transformados previamente a Log (x + 1) para la aproximación de su distribución a la normalidad (Ibáñez y Seguín, 1972).

Fue calculado el índice de diversidad de Shannon y Weaver (1963) siendo que

H’= –S[(ni/N)*Log 2 (ni/N)],

donde:

ni = número de individuos de cada especie
N = número total de organismos en la muestra
H’ = índice de diversidad

Los resultados se expresan en bits cel^–1. Así también se calculó el índice de similaridad de Bray Curtis, para la identificación de las principales asociaciones florísticas. Se elaboró una matriz de similaridad y su posterior clasificación jerárquica acumulativa, usando el método de agrupamiento UPGMA. En este análisis sólo fueron empleadas las especies con una frecuencia relativa mayor del 10% de ocurrencia.

Para el análisis comunitario se utilizó el programa ACOM 2 (ver. 2,0), mientras que para la elaboración de las cartas de distribución de concentración del fitoplancton se utilizó el programa SURFER (ver. 6,0).

Resultados.-

COMPOSICIÓN DEL FITOPLANCTON:

La comunidad fitoplanctónica durante el verano austral de 1999 se ha caracterizado por la presencia de un total de 111 especies de las cuales 84 fueron diatomeas (43 centrales y 41 pennatas), 22 dinoflagelados, 3 flagelados y 2 silicoflagelados (Ver Anexo 1). Se determinaron algunos organismos del microzooplancton teniendo a los ciliados y tintínidos como sus mejores representantes; entre los primeros destacan los géneros Laboea, Lohmanniella, Strombidium y Tiarina; y entre los segundos Cymatocylis, Epiplocylis, Favella, Salpingella y Tintinnopsis.

Los flagelados autótrofos, donde se tiene agrupado al nanoplancton, fueron los más frecuentes y abundantes dominando en más del 90% del área estudiada; Leucocryptos marina (851 cel/mL), Monadas (720 cel/mL) y Phaeocystis antarctica (710 cel/mL) fueron las especies más representativas.

Las diatomeas conformaron el segundo grupo en importancia con dominancias menores de 50%, principalmente el grupo de las pennatas con las especies Pseudonitzschia heimii (113 cel/mL), P. pseudodelicatissima (82 cel/mL) y P. prolongatoides (76 cel/mL), como las más frecuentes. Las diatomeas centrales mostraron una relativa importancia en número con respecto al primer grupo, alcanzando concentraciones menores de 30 cel/mL. Entre las más frecuentes tenemos a Thalassiosira sp., T. hispida, Corethron criophilum, Chaetoceros neglectum y Actinocyclus cholnokyi.

Los dinoflagelados y silicoflagelados fueron escasos y tuvieron como representantes a Gyrodinium lachryma, Amphidinium hadai, Dissodium gerbaultii y Diplopeltopsis, entre los primeros y entre los segundos a Dictyocha fibula y D. speculum (Anexo 1).

DISTRIBUCIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL:

En general la concentración celular del fitoplancton fluctuó entre 500 y 1000 cel /mL (Anexo 2); las mayores concentraciones celulares se localizaron en las estaciones próximas a la línea costera, entre los 10 y 15 m de profundidad, frente a las Islas Shetland del Sur (est. 7), Península Antártica (ests.3, 9, 15 y 21) y oeste de la Isla Elefante (est. 39), en oposición a las áreas de menor producción localizadas en la parte central del Estrecho de Bransfield (Fig. 3 y 4). En la superfice, las concentraciones celulares fueron menores a 500 cel/ mL (Fig. 2).
El nanoplancton fue el principal representante que alcanzó valores máximos de 1413 cel/mL (est. 7), seguido del grupo de las diatomeas con concentraciones de 226 cel/mL (est. 8).

Fig. 2: Distribución de fitoplancton a 0 m de profundidad (cel/mL) PERÚ ANTAR X.

Fig. 3: Distribución de fitoplancton a 10 m de profundidad (cel/mL) PERÚ ANTAR X.

Fig. 4: Distribución de fitoplancton a 25 m de profundidad (cel/mL) PERÚ ANTAR X.

Verticalmente el fitoplancton estuvo distribuido irregularmente; las mayores concentraciones (1000 cel/mL) se localizaron entre los 10 y 25 m de profundidad, dentro del Estrecho de Bransfield (perfiles 1 y 2). El perfil 3 muestra una distribución bastante homogénea asociada a densidades menores de 500 cel/mL, con excepción de pequeños “parches” (Fig. 5).

Fig. 5: Distribución vertical de fitoplancton (cel/mL), PERÚ ANTAR X: a) perfil, b) perfil 2 y c) perfil 3.

Por debajo de las 30 m de profundidad puede observarse en general una marcada disminución en las concentraciones totales de fitoplancton que alcanza valores de 50 cel/mL. Las Monadas en todos los casos son las especies más frecuentes y abundantes.

ESTRUCTURA COMUNITARIA:

El índice de diversidad (H’) en general fluctuó entre 0,01 y 2,5 bits cel–1, mostrando entre los primeros 25 m de profundidad una distribución bastante homogénea con valores entre 1,0 y 1,9 bits cel–1 a excepción de las ests. 1 y 13 en el Estrecho de Bransfield y ests. 32 y 31 en la Isla Elefante, en donde los valores superan los 2 bits cel–1. Los valores más bajos (< 1 bits cel–1) se registran entre los 50 y 75 m de profundidad asociados a una baja riqueza de especies (menor de 10, ver Anexo 2).

El análisis de agrupamiento (Fig. 6), al 58% de similaridad, define 2 grupos de estaciones. El grupo I (GMI) aglomeró principalmente las estaciones del Estrecho de Bransfield, con altas concentraciones (> 500cel/mL). Entre las especies más frecuentes tenemos a Pseudonitzschia delicatissima, P. pseudodelicatissima, P. prolongatoides, P. heimii, Thalassiosira antarctica, Corethron criophilum, Gyrodinium lachryma y Skeletonema costatum.

El grupo II (GM II), asociado prncipalmente a estaciones con bajas concentraciones (< 500 cel/ml) localizadas alrededor de la Isla Elefante y algunas estaciones de la parte central del Estrecho de Bransfield. Entre las especies más frecuentes tenemos a Entre las especies más frecuentes tenemos a Pseudonitzschia heimii, P. pseudodelica-tissima, P. prolongatoides, Phaeocystis antarctica y Thalassiosira hispida (Fig. 6).

Fig. 6: Dendrograma de similaridad (índice Bray-Cirtis), BIC Humboldt 9901 (22-29 enero 1999).

Discusión.-

La composición y distribución del fitoplancton para el verano austral de 1999 en la región Antártica estuvo caracterizada por la frecuencia y abundancia de organismos del nanoplancton, asociados a aguas relativamente más frías, con un contenído alto de oxígeno (Miguel, 2000). Esta comunidad es típica de las primeras fases de la sucesión (Margalef, 1958), como así lo indica el índice de diversidad tan bajo en gran parte del área estudiada; características muy similares fueron reportadas por Gómez (1991), Antonietti, (1989) y Delgado (1999), en los veranos respectivos.

La metodología empleada para el conteo de los flagelados ha sido la misma utilizada en otras evaluaciones peruanas en la Antártida y por fines comparativos se mantiene, dando hasta el momento buenos resultados. Los trabajos de Kopczynska, (1992) y Yamamoto & Taniguchi (1993), entre otros, también utilizan esta metodología, empleando el microscopio de luz para el conteo de los flagelados.

Observaciones de campo para otras expediciones peruanas ANTAR han permitido observar que, en la mayoría de ellas, las diatomeas centrales están consideradas como el grupo más abundante del fitoplancton; sin embargo; para el verano de 1999, las pennatas logran destacar por su frecuencia y abundancia.

Clarke y Leakey (1996) observaron que los cambios en la flora planctónica estarían asociados principalmente a la formación y tiempo de permanencia de los hielos en la Antártida en donde se puede encontrar una densa población Pseudonitzschias (Fragilariopsis) y Navículas (Schandelmeier y Alexander, 1981).

Se afirma que la región Antártica se caracteriza por ser un ambiente oligotrófico (El-Sayed y Myelli, 1965; El-Sayed, 1984 y Magazzu y Decembrini 1990). Sin embargo, Nuccio et al. (1992), para un ambiente muy similar catalogaron como áreas de alta productividad a los estratos arriba de los 50 m de profundidad con concentraciones de 250 cel/mL. Los resultados obtenidos en la presente expedición evidencian una mayor abundancia celular en los primeros 25 m, con concentraciones superiores a 500 cel/mL, principalmente en las zonas marginales. Córdova y Ledesma (2000) encontraron resultados similares trabajando con datos de clorofila “a”.

En cuanto al fitoplancton como alimento disponible, es conocido que el espectro alimentario del Krill (Euphausia superba) consta de una amplia variedad de tamaños de partícula (Miller y Hampton, 1989), sin embargo existiría una preferencia para alimentarse de partículas relativamente grandes como las diatomeas, siendo menos eficiente en atrapar partículas <20 mm (Meyer y El-Sayed, 1983). Estudios realizados por Ligowski (1982) y Kopczynska y Ligowski (1982) en áreas con altas concentraciones de Krill, observaron en contenidos estomacales la predominancia de diatomeas en cadenas asociada a una baja densidad de las mismas en las muestras de red.

La distribución bastante homogénea del Krill entre los 10 y 50 m de profundidad (Escudero y Marín 2001) podría estar condicionando las bajas concentraciones de diatomeas encontradas, favoreciendo las altas concentraciones del nanoplancton. Si bien existen varios factores limitantes en el crecimiento y reproducción del fitoplancton en la Antártida, como intensidad de luz, incremento del asentamiento de diatomeas con respecto a los flagelados en áreas de mezcla vertical, así como la presión de pastoreo ejercido por el Krill, entre otros (Kopczynska, 1992; Holm-Hansen y Mitchell, 1991), no se puede descartar este último factor como condicionante de la dominancia de los organismos más pequeños.


AGRADECIMIENTOS:

A la Biologa Flor Chang L. por su participación en los análisis de las muestras, así como a la Blga. Carla Aguilar por su apoyo en la recopilación bibliográfica. Hacemos extensivo nuestro agradecimiento a todas las personas que de alguna otra forma hicieron posible la realización del presente trabajo.



Bibliografía

Ver Anexos
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* Instituto del Mar del Perú. Lab. Fitoplancton. IMARPE. Aptdo. 22. Chucuito/La Punta.
e-mail: soniasan@imarpe.gob.pe

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