Contribución de la quimiolitoautotrofía a la producción primaria total en aguas costeras de Chile Central (36◦30 S; 73◦07 W), un estudio basado en 9 años de mediciones in situ.

Abstract

La producción primaria (PP), tanto foto- (FS) como quimio-sintética (QS), es la base que sustenta las tramas tróficas marinas y determina finalmente la disponibilidad de recursos biológicos. Además, mantiene a los ciclos biogeoquímicos a través de ciclos de síntesis y oxidación de la materia orgánica (MO), generando distintos compuestos que sirven como dadores de electrones (energía química) para la síntesis de MO, i.e., la QS, proceso que frecuentemente no ha sido incorpora en las estimaciones de PP. La plataforma continental de Chile central mantiene altas tasas de PP con valores integrados de hasta 18,29 gCm-2 d -1 ,pero con marcadas fluctuaciones estacionales, siendo controlada básicamente por una mayor disponibilidad de nutrientes por surgencia costera y luz en la superficie del océano durante primavera-verano. Poco se conoce de la importancia y estacionalidad de la quimiosíntesis en el sistema costero sujeto a surgencia estacional de Chile central, donde existe una alta disponibilidad de dadores de electrones como NH4 + , HS-,CH4 y otros. Se postula que la tasas de QS pueden alcanzar hasta 50% de la PP total y que fluctúan acorde a la disponibilidad de MO y las condiciones reductoras (sub-oxia/ anoxia) del sistema; es decir se espera una mayor contribución en periodos favorables a la surgencia costera en aguas de bajo oxígeno. En este estudio se reportan nueve años de tasas de QS y FS, en una serie de tiempo de frecuencia mensual, además de variables oceanográficas, incluidas los nutrientes y carbono orgánico particulado (COP). Las tasas de producción fueron calculadas a través de la asimilación de bicarbonato marcado (13C) mediante incubaciones in situ (botellas clara y oscuras) a distintas profundidades de la columna de agua. Las tasas QS en la columna de agua, durante periodos favorables y no favorables a la surgencia fluctuaron entre 2,50-13,20 y 0,45-4,42mgCm-3 d -1 respectivamente, observándose hotspots en periodos específicos con tasas de QS que superaron los 1.000 mg Cm-3 d -1 . La distribución de tasas por QS por capa en la columna de agua indica que la mayor contribución a la PP proviene desde la capa superficial (22%), seguida por la capa intermedia (6%) y de fondo (4%), mientras que la mayor contribución corresponde a la FS (69%).El proceso quimiolitotrófico responsable de la tasa de QS en la capa superficial correspondería a la nitrificación, mientras que en la capa media y profunda existiría una dominancia de procesos como anammox y oxidación de sulfuros. La tasa anual promedio de QS fue de 0,23 kg C m-2 año-1 basado en los 9 años de medición, aunque se observó una gran variación interanual, siendo particularmente alta en el año 2013, con una tasa integrada de 0,41 kg C m-2 d -1 que correspondió aproximadamente al 50% de la PP total, coincidiendo con un episodio de La Niña; mientras que en el año 2010 se observó la menor tasa anual de 0,02 kgC m-2 d -1 . Podemos concluir que la QS ha sido frecuentemente ignorada en las estimaciones de PP de los sistemas de surgencia, y se estaría subvalorando la real capacidad de fijación de carbono y producción primaria total; un mayor énfasis en este proceso ayudaría entender el flujo de carbono en la columna de agua y la acumulación o consumo de compuestos reducidos.