Influencia de factores físico-químicos en la distribución vertical del pico-nanoplancton en la Zona de Mínimo Oxígeno (ZMO) del norte de Chile: La influencia relativa del bajo pH/bajo O2.

Abstract

Las regiones oceánicas con bajos niveles de O2 se están expandiendo rápidamente con importantes implicaciones para los organismos marinos y el funcionamiento de los ecosistemas. En consecuencia, se necesitan datos empíricos sobre la influencia relativa del O2 y otras variables ambientales, como los nutrientes, la temperatura y el pH, en la distribución vertical del fitoplancton marino en las zonas de mínimo oxígeno (ZMO), especialmente si se tiene en cuenta el importante papel de los productores primarios en los ciclos biogeoquímicos globales. Aquí evaluamos la influencia relativa de los factores ambientales que podrían controlar la coexistencia y la distribución vertical del pico-nanoplancton asociado a la ZMO frente al norte de Chile. Considerando tanto enfoques de campo como experimentales, también exploramos el efecto combinado de las condiciones de bajo pH/bajo O2 características de la ZMO superior sobre un nanoflagelado fototrófico (PNF) aislado de esta área de estudio. El trabajo de campo se realizó en el marco de una expedición a la ZMO frente al norte de Chile en febrero de 2018. Nuestros resultados mostraron que, en la capa superior de la ZMO, la abundancia de Synechococcus fue numéricamente sustancial (90 000 a 300 000 células mL-1) en todas las estaciones de muestreo. Los pico-nano eucariotas, incluyendo PNF, exhibieron abundancias que fluctuaron entre 5000 - 23000 células mL-1 en la capa superior disminuyendo su abundancia al nivel de la oxiclina superior, mientras que Prochlorococcus solo mostró abundancias entre 2500 - 97000 células mL-1 bajo la oxiclina y dentro de la capa con bajo niveles de O2. Los análisis estadísticos evidenciaron que el O2, la temperatura y los parámetros químicos del sistema de carbonatos (pH y carbono inorgánico disuelto, CID) influyeron significativamente en la distribución vertical del pico-nanoplancton fototrófico. Evaluamos experimentalmente el efecto combinado de las condiciones de bajo pH/bajo O2 en una cepa del género haptófito Imantonia sp. En condiciones de control (pH= 8,1; O2= 287,5 μM, luz = 169,6 μEm-2s-1), la fluorescencia in vivo de Imantonia sp. aumentó más de cincuenta veces, induciendo condiciones de sobresaturación de O2 (900 μM) y un pH alto (8,5), mientras que en un tratamiento experimental que imita las condiciones de la ZMO (pH = 7,5; O2 = 55,6 μM; luz = 169,6 μEm-2s-1), tanto los valores de O2 como de pH permanecieron constantes y la fluorescencia in vivo disminuyó drásticamente, lo que sugiere que Imantonia sp. no sobrevivió. Aunque es preliminar, nuestro estudio proporciona evidencia sobre el papel de las condiciones de bajo pH/bajo O2 en la distribución vertical del nanofitoplancton, lo que merece un interés futuro a través de trabajos de campo y experimentos más amplios.