Efectos de la variabilidad diurna-nocturna de pH y oxígeno sobre el metabolismo de Taliepus dentatus durante eventos de surgencia en el Golfo de Arauco.

Abstract

Los ecosistemas costeros experimentan una importante variabilidad a distintas escalas espacio-temporales. Se prevé que como resultado del incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO2), se generen cambios en diferentes forzantes climáticas (e.g precipitaciones, viento), las cuales determinan cambios en la frecuencia e intensidad de eventos como la surgencia costera, la cual a su vez podría modificar los regímenes de variabilidad de la temperatura, oxígeno disuelto (O2), la presión parcial de CO2 (pCO2), y esto último en el pH de agua del océano. Dichos cambios constituyen un importante desafío, desde el punto de vista fisiológico, a los organismos que habitan estos sistemas costeros. Se desconoce como algunos organismos invertebrados marinos podrían regular su fisiología frente a esta variabilidad natural de O2/pH a escalas temporales cortas (horas/días), cuáles son las consecuencias que podría tener la exposición prolongada a estas condiciones de bajo O2/bajo pH. Basándose en información oceanográfica obtenida a partir de la instalación de loggers en el Golfo de Arauco, se determinó cual es el régimen de variabilidad diurna/nocturna de O2 y pH durante eventos de surgencia y relajación; y cómo estos ciclos modulan el metabolismo del cangrejo submareal Taliepus dentatus, habitante de la zona submareal del Golfo de Arauco. Basado en la información colectada por estos loggers, en el laboratorio se simularon los ciclos día/noche de O2/pH durante eventos típicos de “relajación” y surgencia costera en dos sitios del Golfo de Arauco; Laraquete y Chome. Individuos de T. dentatus de ambas poblaciones fueron expuestos durante ciclos día/noche cada 6-7 horas, para posteriormente medir su tasa metabólica y el pH en la hemolinfa de cada individuo. Los valores promedio de cada condición, fueron: “relajación” (Día = 8.0 pH; 8.4 mgO2L-1 y Noche = 7.8 pH; 5.5 mgO2L-1) y “surgencia” (Día = 7.5 pH; 5.0 mgO2L-1 y Noche = 7.5 pH; 1.3 mg O2L-1). Los resultados mostraron tasas metabólicas de T. dentatus que fluctuaron entre 2.5 y 4.6 (μmol O2g-1h-1) y evidenciando una disminución en promedio, de cerca de un 29% en el ciclo de noche con respecto al día y un 43% durante eventos de surgencia. El pH en la hemolinfa se observa variable en relajación (aumenta por las noches). Mientras que en surgencia esta variación se ve disminuida. Esto sugiere que el metabolismo de esta especie se ve afectado durante dichas condiciones; sin embargo mecanismos de regulación podrían permitirle regular el pH de sus fluidos corporales frente a la variación ambiental .Se discute el potencial impacto que podría tener la exposición prolongada a dichas condiciones para esta especie.

Coastal ecosystems experience significant variability at different space-time scales. It is expected that as a result of the increase in greenhouse gas emissions, such as carbon dioxide (CO2), changes in different climatic forcing (e.g. precipitation, wind), which determine changes in the frequency and intensity of events such as coastal upwelling, which in turn could modify the variability regimes of temperature, dissolved oxygen (O2), the partial pressure of CO2 (pCO2), and the latter in the pH of ocean water. Such changes constitute an important challenge, from a physiological point of view, to the organisms that inhabit these coastal systems. It is unknown how some marine invertebrate organisms might regulate their physiology in the face of this natural O2/pH variability on short time scales (hours/days), what the consequences of prolonged exposure to these low O2/low pH conditions might be. Based on oceanographic information obtained from the installation of loggers in the Gulf of Arauco, we determined the regime of diurnal/nocturnal variability of O2 and pH during upwelling and relaxation events, and how these cycles modulate the metabolism of the subtidal crab Taliepus dentatus, an inhabitant of the subtidal zone of the Gulf of Arauco. Based on the information collected by these loggers, day/night O2/pH cycles were simulated in the laboratory during typical "relaxation" and coastal upwelling events at two sites in the Gulf of Arauco; Laraquete and Chome. Individuals of T. dentatus from both populations were exposed to day/night cycles every 6-7 hours and their metabolic rate and pH in the hemolymph of each individual were measured. The average values for each condition were: "non upwelling" (Day = 8.0 pH; 8.4 mgO2L-1 and Night = 7.8 pH; 5.5 mgO2L-1) and "upwelling" (Day = 7.5 pH; 5.0 mgO2L-1 and Night = 7.5 pH; 1.3 mg O2L-1). The results showed metabolic rates of T. dentatus fluctuating between 2.5 and 4.6 (μmol O2g-1h-1) and evidencing a decrease, on average, of about 29% in the night cycle with respect to day and 43% during emergence events. The pH in the hemolymph is observed to vary during relaxation (increases at night). While in upwelling, this variation is decreased. This suggests that the metabolism of this species is affected during such conditions; however, regulatory mechanisms may allow it to regulate the pH of its body fluids in the face of environmental variation. The potential impact that prolonged exposure to such conditions could have on this species is discussed.