Tesis Doctorado

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Bioperturbación y macrofauna en fondos sublitorales de un área de surgencias frente a Chile Central (36° 30´ S): variación espacial y temporal en el periodo 1997-1999.
(Universidad de Concepción., 2000) Gutiérrez Aguilar, Dimitri Alexey; Gallardo Gallardo, Víctor Ariel
La concentración de oxígeno disuelto y el contenido de materia orgánica fresca son los principales factores abióticos que controlan la bioperturbación en sedimentos eutróficos. Ello se concluye de un estudio realizado frente a Concepción, Chile central (36°30’ S), durante y después de El Niño (EN) 1997/98. El área de estudio se localiza en la zona de surgencias más intensas de la costa de Chile, bajo la influencia estacional de aguas subsuperficiales hipóxicas. Cinco estaciones, desde la Bahía de Concepción hasta la plataforma exterior (28 – 121 m de profundidad), fueron muestreadas estacionalmente con un multi-sacatestigos entre 1997 y 1999. Se determinaron la biomasa y abundancia integradas y su distribución vertical en los primeros 20 cm del sedimento, en tanto se estimó la mezcla biológica a partir de perfiles de clorofila-a y se evaluaron las estructuras biogénicas en el sedimento por medio de radiografías de rayos X.
Biosistemática de Porphyra C. Agardh: Estudios morfológicos, reproductivos, de interfertilidad y moleculares en variantes fenotípicos, presentes en el intermareal del área de Concepción.
(Universidad de Concepción., 2001) Candia Poza, Arturo Ignacio; González S., Mariela
Porphyra C. Agardh en un género de alga roja económica y ecológicamente importante, y se encuentra ampliamente distribuido en aguas frías y temperadas del mundo. En Chile, este taxon es un componente común de la flora algal en el intermareal rocoso de todo el litoral. Porphyra columbina Montagne, es la única especie citada para el litoral del área de Concepción. Sin embargo, observaciones recientes realizadas en el área, han demostrado la existencia de poblaciones con gran variabilidad morfológica y reproductiva. El objetivo de la presente investigación es determinar si la variabilidad morfológica y reproductiva observada en seis variantes (P1 a P6) colectados en tres localidades de la VIII Región (Colcholgue : P1, P2, P3; Lenga : P1, P2, P3, P4, P5, P6 y Desembocadura del Río Bío-Bío: P1, P2, P3, P4 y P5), es el resultado de la existencia de más de una especie, o bien corresponde a un complejo de formas en distintos estados de especiación. Para ello, primero se caracterizó la anatomía vegetativa y reproductiva de las fases gametofito y esporofito de cada variante, en cada localidad. Luego, se investigó la potencialidad “in vitro” de cruzamiento intra- e intervariante de poblaciones provenientes de cada una de las localidades de colecta. Finalmente, se estimó la variación genética intra- e intervariante utilizando patrones isoenzimáticos y de fragmentos del genoma total amplificados al azar (RAPD). Los estudios morfológicos y anatómicos revelaron que los talos gametofíticos fueron laminares, monostromáticos, con células monoplastidiales, a excepción de P4 que presentó además, células diplastidiales. Se observó diferencias en la forma [reniforme-umbilicado (P1), ovado-oblanceolado (P2), lineal-lanceolado (P3 y P4), obovado a lanceolado (P5) y reniforme obovado a lanceolado (P6), color [verde oliva (P1, P2), rosado a marrón (P3); gris verdoso (P4) y rojizo anaranjado (P5,P6)] y tamaño de las frondas [ 6 cm (P6), 23 cm (P1, P2), 38 cm (P5),  63 cm (P3) y 80 cm (P4)]. Los antecedentes fenológicos reproductivos mostraron, en general, diferencias en la distribución intermareal: P1 y P2 se presentaron en el intermareal superior durante todo un ciclo anual, P3 se observó principalmente en el intermareal medio e inferior entre otoño y primavera, P4 y P5 en el intermareal inferior de primavera a verano y el variante P6 se observó epífito en macroalgas submareales durante todo el ciclo anual. Cinco variantes presentaron diferenciación de espermatangios y cigotoesporas en la misma fronda, monoicos (P1, P2, P5) o en frondas separadas, dioicos (P3, P4) y P6 sólo arqueosporas. Los atributos de la fase conchocelis (filamentos conchosporangiales) no permitieron discriminar entre variantes. El número de cromosomas haploides, se mostró conservativo entre variantes, 4 de ellos presentaron un n=3 y dos (P3, P4) un n= 3, n=4 y n=5. Las experiencias de cruzamientos demostraron interfertilidad, con formación de cigotoesporas viables entre P1 y P2, entre P1 y P5 y escasa interfertilidad entre P2 y P5. En general, los variantes dioicos no mostraron interfertilidad entre si y fue muy escasa con los variantes monoicos. Los resultados isoenzimáticos revelaron una alta identidad génica intravariante (0.91- 1.00), no así intervariante (0.26-0.32), excepto para P1 y P2 (0.88 – 0.99). Los resultados finalmente permiten concluir que la plasticidad morfológica y reproductiva observada en los 6 variantes de Porphyra es consecuencia de diferenciación genética y representarían a más de una especie. Así, P1 y P2 corresponden a P. columbina Montagne; P3 involucra a un complejo conformado por dos especies: P. linearis Greville y P. pseudolinearis Ueda; P4 corresponde a P. pseudolanceolata Krishnamurthy y P5 y P6 son nuevas especies para la ciencia. Se postula que la presencia de tres juegos de cromosomas (n=3, n=4, n=5) en P. linearis, P. pseudolinearis y P. pseudolanceolata, conocido en la literatura como aneuploidía, puede ser el mecanismo evolutivo que estaría enriqueciendo la diversidad específica de Porphyra, en el litoral del área de Concepción.
Influencia de apendicularias y copépodos en el reciclaje de carbono en sistemas boreales y de surgencia costera.
(Universidad de Concepción., 2002) Vargas Gálvez, Cristian Antonio; González Estay, Humberto
La estructura comunitaria trófica y de tamaño del zooplancton es importante en determinar las rutas en las que la producción primaria es canalizada a través de la trama trófica pelágica, con implicancias en la exportación de carbono. Antecedentes indicarían que tunicados pelágicos, como las apendicularias, cumplirían un importante rol en la remoción diferencial de la biomasa autotrófica y bacterias, y su exportación hacia niveles tróficos superiores o hacia el bentos. El objetivo principal de esta tesis es estudiar el rol de las apendicularias en las tramas tróficas de ecosistemas marinos costeros, con énfasis en los procesos de remoción diferencial de biomasa autotrófica y, producción y destino del material fecal y nieve marina derivada de sus ‘casas’ abandonadas, ambos procesos resultantes de sus actividades de alimentación.
Sedimentos del área de surgencia costera de Chile central (36° S):¿Fuente o sumidero de nitrógeno?
(Universidad de Concepción., 2002) Graco, Michelle Ivette; Farías, Laura
El área de surgencias de Chile central (ASCHC, 36º S) es uno de los sistemas costeros más productivos a nivel mundial (4-20 g C m-2 d-1), presentando condiciones extremas de mínimo de oxígeno (O2 <45 mM) y un alto aporte de materia orgánica particulada (MOP) hacia el sedimento (>1 g C m-2 d-1). El estudio de las áreas de surgencia cobra relevancia cuando se analiza su efecto potencial sobre el inventario global de nitrógeno (N) y en consecuencia sobre la productividad primaria, el ciclo global del carbono, la concentración atmosférica de gases invernadero y el clima global. Los sedimentos localizados bajo las áreas de surgencias, en particular, constituyen ‘laboratorios naturales’ para el estudio del acoplamiento bento-pelágico y su impacto en las comunidades microbianas involucradas en el reciclaje de nitrógeno orgánico particulado (NOP).
Respiración microplanctónica en el ecosistema pelágico y su relación con el anillo microbiano.
(Universidad de Concepción., 2002) Eissler Parada, Yoanna; Quiñones Bergeret, Renato
El eje central de esta tesis es el estudio de la respiración aeróbica como uno de los procesos más importantes de transferencia de energía en el ecosistema pelágico. Los objetivos generales de esta tesis son: (i) determinar las tasas de respiración microplanctónica en una escala espacial vertical y horizontal en el Sistema de la Corriente de Humboldt (SCH) frente a Chile y su relación con variables físicas, químicas y biológicas y (ii) determinar el efecto de los virus marinos sobre las tasas de respiración de comunidades de microplancton y bacterioplancton así como también sobre poblaciones de microalgas marinas. Con relación al primer objetivo, se estimaron las tasas de respiración microplanctónica (<200 μm) en dos áreas del norte de Chile, Antofagasta (23°S) y Coquimbo (30°S). En el área de Antofagasta se realizaron 3 cruceros, uno en condiciones pre-El Niño (enero/febrero 1997) y los dos restantes en condiciones El Niño (julio 1997 y enero 1998) y en el área de Coquimbo se realizaron 7 cruceros, de los cuales 4 se llevaron a cabo en condiciones El Niño (enero 1995, julio 1995, febrero 1997 y noviembre 1997). Se encontró que las tasas de respiración microplanctónica en Antofagasta están correlacionadas con las variables temperatura y oxígeno, y en Coquimbo están correlacionadas con las variables temperatura, oxígeno, salinidad y fluorescencia.
Efectos de El Niño 1997–98 sobre los indicadores bioquímicos de la calidad de la materia orgánica sedimentaria y la meiofauna en un área de surgencia costera de Chile central.
(Universidad de Concepción., 2002) Sellanes López, Rogelio Javier; Neira, Carlos
Se estudia la estructura de la meiofauna metazoaria (a nivel de grandes grupos taxonómicos) y se estima su rol en el flujo de energía del sub-sistema bentónico frente a Concepción (~36º 30' S). Se analiza además, el impacto del fuerte evento El Niño 1997–98 (EN) sobre las condiciones hidrográficas en la columna de agua y biogeoquímicas en el sedimento, y como estas alteraciones repercutieron en la comunidad meiobentónica. Las muestras se recolectaron estacionalmente entre mayo de 1997 y mayo de 1998 (fase inicial y tardía de EN, respectivamente) en cinco localidades en: el interior de la Bahía de Concepción (28 m), boca de la bahía (35 m), plataforma interior (64 m), plataforma intermedia (88 m) y plataforma externa (120 m). La meiofauna de estos sitios fue muestreada además en marzo de 1999 (durante la fase fría del ciclo ENOS).
Interacción insecto-planta: Factores que explican la especialización de Dictyneis asperatus (Coleoptera: Chrysomelidae)
(Universidad de Concepción., 2002) Centella Sajama, Cristian Amado; Jerez Rodríguez, Rosa Viviane
En un fragmento vegetacional de la Península de Hualpén (36º 47’ S; 73º 10’ W) se evaluó la hipótesis de que la preferencia de planta hospedera por parte de los insectos fitófagos estaría relacionado positivamente con la mayor calidad nutricional, la forma y la presencia de compuestos volátiles en las hojas. Para ello se determinó la abundancia, consumo foliar y sobrevivencia de individuos adultos de Dictyneis asperatus (Blanchard, 1851) sobre Peumus boldus Mol.(boldo), Lithrea caustica (Mol.) H. et A. (litre), Cryptocarya alba (Mol.) (peumo), Aextoxicon punctatum R. et P. (olivillo) y Luma apiculata (D.C.) Burret (arrayán). La mayor abundancia se registró sobre boldo, no existiendo diferencias entre el resto de las plantas. Existen diferencias en el consumo foliar entre las cinco especies de plantas, siendo más preferidas: litre, arrayán y boldo. Boldo y arrayán presentan los mayores contenidos de agua y nitrógeno, así como la mayor y menor concentración de azúcares respectivamente. Boldo y litre tienen hojas más duras respecto de olivillo y arrayán. Los insectos adultos tienden a mantenerse bajo superficies de hojas cóncavas de boldo. La mayor y menor sobrevivencia se registró en individuos alimentados con P. boldus (72,06 %) y A. punctatum (26, 06 %) respectivamente. Se encontraron terpenos en la esencia de todas las plantas, siendo similares en composición entre boldo, litre, peumo y arrayán. Las antenas registran respuestas positivas frente a la emisión de terpenos volátiles. La mayor abundancia y sobrevivencia de los individuos asociados a boldo tiene relación con los mayores niveles de agua, nitrógeno y azúcares de las hojas de esta planta, pero no con los altos niveles de esclerofília. La forma cóncava de las hojas de boldo podrían representar un importante refugio para los adultos de D. asperatus y para la mantención de una estrecha asociación con esta planta. Sin embargo, arrayán también podría representar un buen sustrato alimentario, debido a la calidad relativamente buena de sus hojas y a la alta sobrevivencia que registran los insectos que la consumen. La buena calidad nutricional del boldo, la disponibilidad de refugio que pueden representar sus hojas cóncavas, y la mayor sobrevivencia y abundancia registrada por los insectos que la consumen, permitirían considerar a D. asperatus como un insecto especialista de P. boldus
Evaluación de las vías de transporte de plomo total en un área costera de Chile central a través de un balance geoquímico.
(Universidad de Concepción., 2002) Muñoz Parra, Práxedes; Salamanca Orrego, Marco Antonio
El plomo es uno de los elementos más tóxicos junto al mercurio y el cadmio. Su ciclo biogeoquímico ha sido influenciado fuertemente por las actividades humanas alcanzando niveles por sobre los naturales, principalmente por la utilización de combustible fósil en procesos a altas temperaturas que generan aerosoles. De esta forma se reconoce que la atmósfera es la principal vía de transporte de este metal, alcanzado niveles de contaminación incluso en zonas muy alejadas de las fuentes de emisión. Esto último sin embargo, dependerá de las condiciones climáticas del área. En las zonas costeras es posible identificar otras fuentes de plomo importantes además de la atmosférica, estas son: el vaciado de desechos municipales o industriales a través de ríos o emisarios y el aporte advectivo, el cual puede llegar a ser significativo.
Variabilidad espacio-temporal de la Corriente del Cabo de Hornos, frente a Chile Austral.
(Universidad de Concepción., 2002) Dávila, Paola María; Figueroa, Dante
El Pacífico Sur Oriental (PSO) constituye una de las zonas menos estudiadas del océano global y en particular, la región austral al sur de 45ºS. En este estudio se intenta comprender el efecto que tendrían algunos forzantes sobre la variabilidad espacio-temporal de la Corriente del Cabo de Hornos (CCH) frente a Chile Austral, en particular el ingreso de agua dulce desde el continente, el viento y la variabilidad de la Corriente de Deriva del Oeste (CDO). A partir de datos promedio estacionales objetivamente analizados del World Ocean Atlas 94 se calculó el campo de velocidad geostrófica en el sector del PSO frente a Chile centro-austral utilizando las ecuaciones del viento termal. Se observaron dos flujos zonales en dirección al este, situados entre 39-44ºS y 47-50ºS, cercanos a la costa. El primero corresponde a la CDO en su posición clásica según la literatura, mientras que el segundo a una desviación hacia el norte de la Corriente Circumpolar Antártica. El flujo hacia el sur asociado a la CCH está influenciado principalmente por la segunda corriente zonal aquí detectada y por intensos gradientes horizontales de salinidad perpendiculares a la costa.
Influencia del fotoperíodo artificial sobre el sistema inmune en juveniles de trucha arcoiris oncorhynchus mykiss (walbaum, 1792).
(Universidad de Concepción., 2003) Leonardi Aguayo, Maritza Olivia
En el cultivo de salmónidos es cada vez más frecuente la utilización de fotoperíodos artificiales, sin embargo no se han evaluado las consecuencias que este manejo podría tener en la salud de los peces. Por ello, el presente trabajo estudió la influencia del fotoperíodo artificial, utilizado para adelantar la época normal de desove y el efecto de una dieta nucleotídica inmunoestimulante, sobre el sistema inmune en juveniles de la trucha arcoiris (Oncorhynchus mykiss). Para evaluar estos objetivos se realizaron tres experimentos independientes que se presentan como los tres trabajos anexados a esta Tesis: a) el efecto de fotoperíodo artificial versus normal sobre el sistema inmune, niveles de cortisol y hemograma, b) el efecto de la dieta nucleotídica versus dieta normal en peces bajo fotoperíodo normal, infectados o no con el virus de la enfermedad Necrosis Pancreática Infecciosa (IPNV), midiendo la actividad del sistema inmune y niveles de cortisol y c) igual que en b) pero en peces bajo fotoperíodo artificial. Los parámetros biológicos registrados fueron: a) datos biométricos (peso, longitud y factor de condición), b) inmunológicos (índice de estimulación de linfocitos y análisis hematológico), c) endocrinológicos (radioinmunoensayo para cortisol plasmático) y d) diagnóstico de IPNV por transcripción reversa de la reacción de la polimerasa en cadena (RT-PCR). Los resultados mostraron que el fotoperíodo artificial de 24 horas luz 0 horas oscuridad (LD 24:0) afecta de modo adverso al sistema inmune de la trucha arcoiris, detectándose presencia de estrés, inmunosupresión y cambios en el número de trombocitos. La evaluación del efecto de una dieta enriquecida con nucleótidos sobre el sistema inmune y su resistencia al virus de la IPN demostró que, en truchas no infectadas con IPN, la dieta nucleotídica aumentó el índice de estimulación en linfocitos “T” y linfocitos “B” y no produjo estrés. En cambio en truchas infectadas, aumentó en el número de eritrocitos, incrementó el índice de estimulación sólo de linfocitos “T” y tampoco produjo estrés. Por otra parte, la evaluación de dieta nucleotídica en truchas estresadas por fotoperíodo artificial e infectadas o no con IPNV, mostró que la dieta nucleotídica en truchas no infectadas aumentó el índice de estimulación solo de linfocitos “B” y no fue capaz de bajar los niveles de estrés causados por la luz continua. Sin embargo, en truchas infectadas se demostró eritropenia y linfopenia, un aumento en la respuesta inmunológica solo de los linfocitos “T” y una disminución de los niveles de estrés. Además, se observó que todas las truchas expuestas al fotoperíodo artificial de LD 24:0 presentaron aceleración del desarrollo y maduración gonadal. Se concluyó que el fotoperíodo artificial afecta adversamente al sistema inmune y eleva los niveles de stress en la trucha arcoiris. Por lo tanto, durante manejos con luz artificial para fines reproductivos, se recomienda el uso de dietas nucleotídicas para elevar la respuesta inmunológica y bajar los niveles de estrés, tanto crónicos inducidos por fotoperíodo artificial, como agudos causados por posibles infecciones virales concomitantes.
Variabilidad de la circulación de mesoescala en la cuenca oceánica del pacífico colombiano.
(Universidad de Concepción., 2003) Rodríguez Rubio, Efraín; Schneider, Wolfgang
El interés por estudiar las características oceanográficas oceánicas y costeras en el Océano Pacífico Tropical Oriental se aumento desde los años 50, cuando la comunidad científica internacional notó su gran productividad y su capacidad para soportar importantes pesquerías como el atún y el arenque. No obstante, el Océano de Pacífico Colombiano sólo ha recibido poca la atención. Algunos trabajos llevados a cabo en el área, resaltan algunos rasgos importantes de los patrones generales de circulación colombianos pero a partir eventos estudiados durante cortos periodos de observación, mientras que su ciclo estacional y la variabilidad de meso-escala siguen siendo hasta ahora desconocidos, debido a la falta de datos in situ. Aquí, se presenta un análisis descriptivo completo de la circulación espacial y temporal y sistemas de surgencias dentro del Océano Pacífico Colombiano basado mediciones satelitales de temperatura superficial de mar, clorofilas, anomalías del nivel del mar y vientos superficiales sobre el océano.
Estudio de la acumulación activa de calcio en el aparato de golgi de la célula vegetal.
(Universidad de Concepción., 2004) Ordenes Ortiz, Viviana Rosa; Orellana L., Ariel; Wolff F., Daniel
El Ca2+ juega un papel crucial en la fisiología vegetal, actuando como segundo mensajero en la percepción de una gran variedad de señales endógenas y ambientales. El aumento transiente de Ca2+ citosólico en respuesta a estímulos está determinado por dos flujos opuestos: La entrada de Ca2+ al citosol a través de canales y su salida mediante el transporte activo al espacio extracelular o hacia reservorios intracelulares. Hasta ahora, sólo dos organelos de la célula vegetal han sido identificados como reservorios de Ca2+: la vacuola y el retículo endoplásmico. En ellos, la concentración de Ca2+ puede sobrepasar los 10 mM y se mantiene principalmente por la captación activa de Ca2+ mediada por bombas de Ca2+ presentes en las membranas de estos organelos. Las bombas de Ca2+ o Ca2+-ATPasas, son el mecanismo de transporte activo de Ca2+ más importante, sus principales funciones son mantener baja la concentración del ion en el citosol (nM) impulsando su acumulación en los reservorios intracelulares y suplir de Ca2+ a los distintos organelos para las funciones celulares y bioquímicas. Recientes datos obtenidos a través del proyecto de secuenciación del genoma de Arabidopsis thaliana revelan la existencia de por lo menos 11 genes que codificarían para Ca2+-ATPasas. Además, el análisis de los EST (expressed sequence tags) sugiere que el número de bombas de Ca2+ presentes en esta planta sería aún mayor. Algunas de estas bombas ya han sido identificadas a nivel molecular y funcional en el retículo endoplásmico y en la vacuola. Sin embargo, el análisis de la distribución subcelular de actividades Ca2+-ATPasa obtenidas en diversos tejidos vegetales sugiere que estas bombas podrían estar presentes también en otro sistema membranoso de la célula vegetal: el aparato de Golgi. El aparato de Golgi vegetal se compone de numerosas pilas de cisternas distribuidas por toda la célula, estas estructuras son responsables de la síntesis y ensamblaje de glicoproteínas, proteoglicanos y polisacáridos complejos. En células animales y levaduras, el aparato de Golgi posee bombas de Ca2+ y funciona como un reservorio de Ca2+. Tal es la importancia de las Ca2+-ATPasas de Golgi para estas células, que los cambios en la abundancia y actividad de estas proteínas o la mutación de los genes que las codifican afectan la homeostasis de Ca2+ del organelo, lo que deriva en alteraciones en procesos de señalización, glicosilación de proteínas y tráfico vesicular que se llevan a cabo en el aparato de Golgi. Considerando que hasta ahora los mecanismos de homeostasis de Ca2+ en el aparato de Golgi vegetal no han sido analizados en profundidad y dada la importancia de este organelo en procesos celulares que dependen de Ca2+, es posible pensar que el Ca2+ es acumulado en el lumen del organelo mediante la acción de bombas Ca2+-ATPasa y por lo tanto, el aparato de Golgi también podría funcionar como un reservorio de Ca2+ para la célula vegetal. En este trabajo se utilizaron dos aproximaciones para el estudio de la homeostasis de Ca2+ del aparato de Golgi vegetal. Primero, se investigó la presencia de un mecanismo de transporte activo de Ca2+ en las membranas del Golgi, mediante la medición de captación de 45Ca2+ en fracciones subcelulares aisladas desde plántulas etioladas de arveja (Pisum sativum). La distribución subcelular de la actividad de captación de Ca2+ dependiente de ATP medida en estas membranas mostró una fuerte correlación con la distribución de marcadores de membrana de Golgi. La Km aparente para la actividad de transporte de Ca2+ fue 209 nM. La alta afinidad por Ca2+ que presenta este mecanismo de transporte, sugiere que se trata de una bomba Ca2+-ATPasa presente en el organelo. Además, esta actividad fue fuertemente inhibida por vanadato (concentración que causa un 50% de inhibición o I50=126 M) y ácido ciclopiazónico (I50= 0,36 nmol mg protein-1) dos conocidos inhibidores de Ca2+ ATPasas en células animales, levaduras y plantas. Interesantemente, la actividad Ca2+-ATPásica medida en las membranas de Golgi fue inhibida por Tapsigargina (I50=88 nM), un potente inhibidor de Ca2+ATPasa tipo SERCA (sarco-endoplasmic-reticulum Ca2+-ATPases) de células animales, cuyo efecto sobre Ca2+-ATPasas vegetales no se había demostrado hasta ahora. Esta nueva bomba de Ca2+ cuya actividad se detectó en el aparato de Golgi vegetal nos lleva a formular las siguientes preguntas: ¿Participa esta bomba en la homeostasis de Ca2+ del Golgi vegetal?, ¿Su actividad produce la acumulación de Ca2+ en el organelo?. La respuesta a estas preguntas se encontró utilizando la segunda aproximación para el estudio de la homeostasis de Ca2+ del aparato de Golgi: la medición in vivo de la concentración de Ca2+ del organelo. Para medir la concentración de Ca2+ in vivo en el aparato de Golgi vegetal se destinó la fotoproteína dependiente de Ca2+, aequorina, al lumen del organelo. Esto se logró realizando una fusión génica entre la secuencia codificante de la fotoproteína y una señal de destinación al Golgi. El constructo génico se utilizó para transformar plantas de Arabidopsis thaliana obteniéndose de esta forma líneas de plantas transgénicas que acumulan la proteína quimérica. Las mediciones de Ca2+ libre in vivo en el aparato de Golgi fueron obtenidas a través de la luminiscencia dependiente de Ca2+ producida por la fotoproteína. Se encontró que la concentración de Ca2+ en estado de reposo es cercana a 1M, valor mucho mayor que el registrado en el citosol (0,05 M). Además, al igual que en el citosol, la concentración de Ca2+ en el Golgi aumenta frente estímulos tales como frío, movimiento o estrés osmótico, pero a diferencia de las dinámicas de remoción de Ca2+ del citosol, el Golgi exhibe una disminución del Ca2+ libre post-estímulo que tarda horas en alcanzar nuevamente el estado de reposo. Finalmente, Tapsigargina inhibe el aumento de Ca2+ libre inducido por estímulos en el aparato de Golgi lo que indica que la bomba Ca2+-ATPasa descrita funcionalmente participa en la homeostasis de Ca2+ del organelo.
Estructura genética poblacional del tunicado p.praeputialis (heller, 1878) en la costa de Chile y Australia: significados biogeográficos y evolutivos.
(Universidad de Concepción., 2004) Marcela Patricia, Astorga Opazo; Castilla Z., Juan
La distribución disjunta que presentan algunas especies intermareales, ha sido explicada por separación a partir de una distribución continua previa, determinada por procesos vicariantes, o por dispersión de individuos en estados larvales o adultos en un tiempo posterior a la separación geográfica. El tunicado Pyura praeputialis, corresponde a una especie presente en las costas de Australia continental y Tasmania y en la bahía de Antofagasta en Chile. El origen de esta distribución disjunta fue inicialmente propuesta como relicto gondwánico. Sin embargo, trabajos posteriores utilizando marcadores moleculares, establecieron una alta similitud genética entre las poblaciones de la costa chilena y australiana. El objetivo de la presente tesis, es determinar la constitución genética de las poblaciones de la costa australiana dentro de un rango de aproximadamente 2000 km. y dentro de la bahía de Antofagasta en Chile, en un rango de aproximadamente 70 km de costa. Para lograr este objetivo se realizaron tres aproximaciones: a) análisis isoenzimático, el cual corresponde a la obtención de marcadores genéticos, que pueden presentar respuesta selectiva; b) secuenciación del gen mitocondrial citocromo oxidasa I, el cual corresponde a un marcador genético, que presenta una mayor tasa mutacional en relación a los genes presentes en ADN nuclear; y c) fragmentos de restricción (RFLP) del segmento ITS de ADN ribosomal; este marcador genético por ser no codificante, posee una mayor tasa mutacional que genes codificantes del ADN nuclear. Se muestrearon 12 localidades dentro de la bahía de Antofagasta en Chile y 7 localidades de Australia, de las cuales, algunas de ellas fueron utilizadas para análisis isoenzimáticos y otras para análisis molecular de ADN. A partir de los datos isoenzimaticos y de secuenciación (COI ADNmt) se realizó un análisis filogenético utilizando máxima parsimonia, método del vecino más cercano y máxima versosimilitud, utilizando polarización con un grupo externo utilizando el programa PAUP. La determinación del mejor modelo de sustitución nucleotídica se realizó utilizando el programa MODELTEST. El análisis poblacional fue realizado con los datos de aloenzimas y RFLP, utilizando los programas GENEPOP y ARLEQUÍN respectivamente. Se estableció la estructuración poblacional basada en el estadístico Fst y además se aplicó un análisis de varianza molecular (AMOVA), para establecer el porcentaje de varianza explicado por los diferentes niveles jerárquicos analizados. Los resultados del análisis filogenético muestran un único clado para las poblaciones chilenas y las australianas en conjunto, ya sea para datos isoenzimáticos, como de secuenciación de ADNm. Los resultados de divergencia genética entre las poblaciones de Chile y Australia muestran valores muy bajos, incluso al mismo nivel que el observado dentro de las localidades de Chile y dentro de las localidades de Australia. El análisis poblacional, utilizando aloenzimas, no muestra estructuración poblacional dentro de la población de P. praeputialis de la bahía de Antofagasta en Chile, como tampoco a lo largo de Australia. Sin embargo, se observa aislamiento por distancia entre las localidades de Australia continental, lo cual permite establecer la ausencia de entidades genéticas discretas, pero con flujo génico en mayor frecuencia entre localidades más cercanas. El análisis poblacional, utilizando RFLP, no mostró estructuración poblacional dentro de las localidades en la bahía de Antofagasta ni entre las localidades de Australia continental, como tampoco mostró estructuración poblacional al comparar las localidades de Chile con las localidades de Australia continental. Cabe destacar que sólo en el análisis de RFLP se incluyó la localidad de Hobart, en la isla de Tasmania, la cual mostró una alta estructuración genética poblacional en relación con la población de Australia continental y a la población de P. praeputialis en la bahía de Antofagasta en Chile. La alta similitud genética observada entre las localidades muestreadas dentro de la bahía de Antofagasta en Chile, con las localidades de Australia continental, permiten concluir que la distribución disjunta de esta especie entre ambas costas del Pacífico, no corresponde al resultado de un evento vicariante, sino más bien a un proceso de dispersión en un tiempo reciente. Una de las hipótesis más factible de explicar la alta similitud y la ausencia de estructuración poblacional observada, es la ocurrencia de dispersión desde una población fundadora en la costa australiana hacia las costas de Chile. La alta diversidad haplotípica observada en las localidades de la bahía de Antofagasta en Chile, con ambos marcadores moleculares, permite sugerir, la posibilidad de dispersión, ya sea en eventos sucesivos, o de un gran número de individuos de diversas poblaciones. Las hipótesis, en relación con la forma de dispersión del piure P. praeputialis, previamente propuestas por otros autores, corresponden a deriva de adultos o introducción antropogénica accidental. Sin embargo, es poco probable la ocurrencia de un suceso de deriva de adultos, en eventos sucesivos o con un gran número de individuos de diferentes poblaciones. Por lo tanto, la hipótesis más probable para explicar la distribución disjunta de esta especie, es la introducción de individuos por dispersión mediada tal vez por barcos y en eventos sucesivos.
Importancia de la comunidad desnitrificante del N2O en la zona de mínimo oxígeno frente al norte de Chile
(Universidad de Concepción., 2004) Castro González, Maribeb; Farías, Laura
La desnitrificación es uno de los procesos microbiológicos que participan más activamente del reciclamiento de N2O en las zonas de mínimo oxígeno (ZMO) subyacentes a áreas de surgencia, como la encontrada frente a las costas de Chile. Las ZMO tienen gran significancia global para el presupuesto radiativo del planeta, dado que pueden contribuir hasta en un 70% a la producción de N2O oceánico. Esta tesis tuvo como objetivo establecer la importancia de la desnitrificación en el reciclaje del N2O, así como la influencia de factores ambientales sobre dicho reciclaje y sobre la composición de las comunidades desnitrificantes en la ZMO frente a Iquique (20ºS) y Antofagasta (23ºS). Para esto, se determinaron las tasas de producción (N2Opd) y consumo (N2Ocd) de N2O a través de la desnitrificación, en muestras de agua tomadas en la oxiclina superior (entre 40 y 90 m de profundidad) y en el núcleo de la ZMO, NZMO (a 100 y 200 m) bajo diferentes condiciones de O2 (in situ, anoxia [0 μM] e hipoxia [~22.3 μM]) y disponibilidad de dadores (carbono orgánico disuelto, COD) y aceptores de electrones (NO3-, NO2- y N2O). Dichas tasas fueron estimadas a partir de experimentos que involucraron el uso combinado de inhibidores de la desnitrificación (acetileno), de la nitrificación (aliltioúrea ó anoxia) y de la síntesis proteica (cloranfenicol). La composición de la comunidad desnitrificante, fue analizada a través del gen funcional de la reductasa de nitrito-cd1 (nirS), que cataliza la reducción de NO2- a NO, un paso clave en la desnitrificación, usando técnicas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), polimorfismo de los fragmentos largos de restricción terminal (PFLRT) y clonamiento del ADN bacterial. Los resultados mostraron que la desnitrificación parcial del N2O a N2 (o N2Opd - N2Ocd >0), tuvo lugar en la oxiclina (40 m, 48.5 μM O2) a tasas de 0.47 μM d-1, contribuyendo en parte a la formación del máximo de N2O subsuperficial usualmente observado en el área y cuyo origen se ha atribuido principalmente a la nitrificación. La desnitrificación total del N2O a N2 (o N2Opd - N2Ocd £0) tuvo lugar en la base de la oxiclina, BO (80 m, 14.2 μM O2) y en el NZMO (100-200m 4.4-6.9 μM O2) a tasas de hasta 3.4 μM d-1, manteniendo los bajos niveles de N2O observados a esas profundidades. La anoxia disminuyó en un 75% la tasa de N2Opd tanto en la BO como en el NZMO frente a Iquique. Contrariamente, incrementos en los niveles de O2 a ~22.3 μM, doblaron la tasa de N2Opd en dicha estación. La adición de aceptores y dadores de electrones limitó levemente, la tasa de reciclamiento neto del N2O (N2Opd + N2Ocd) en la BO (a través del NO2- y COD) y en el NZMO (a través del COD, N2O y NO3-). Los resultados nos permiten concluir que, el reciclamiento de N2O es regulado principalmente por el O2 y, en menor grado, por la disponibilidad de sustratos; siendo la reducción de NO2-, el paso más sensible a las fluctuaciones de dichos factores en esta área. Los niveles de O2, NO2-, NO3- y N2O determinaron la composición de la comunidad desnitrificante en el área de estudio. La presencia de genes-nirS comunes a la BO y el NZMO, sugirió la participación de los mismos grupos desnitrificantes en la producción y consumo de N2O. El análisis filogenético arrojó nuevas secuencias de organismos desnitrificantes en la ZMO chilena, indicando que la desnitrificación marina es llevada a cabo por una comunidad bacteriana más diversificada que la considerada previamente, y que condiciones ambientales similares entre la ZMO del Pacífico Sur oriental y Mar de Arabia permitieron el desarrollo de desnitrificadores con genotipos nirS semejantes a pesar de las distancias geográficas.
Variaciones temporales de la macroinfauna sublitoral en la plataforma colombiana aledaña al río Magdalena asociadas con cambios climáticos.
(Universidad de Concepción., 2004) Guzmán Alvis, Ángela Inés; Carrasco, Franklin
En los mares tropicales la variación climática intranual es pequeña; pero, los regimenes de lluvias difieren apreciablemente. Estas lluvias cambian en intensidad y frecuencia con El Niño y La Niña. Las lluvias regulan las descargas de los ríos y la escorrentía continental, afectando los fondos sedimentarios y la macroinfauna. El objetivo general de este estudio, es determinar los cambios que producen las variaciones climáticas locales intranuales (período lluvioso y seco) e interanuales (años asociados a El Niño y La Niña) sobre la estructura y función de las asociaciones macrobentónicas someras tropicales del Golfo de Salamanca (Caribe colombiano). Para ello se analizó la abundancia, composición faunal y la producción secundaria de la macroinfauna sublitoral durante los años 1991-2002. La variación local intranual se analizó a través de la precipitación, caudal de los ríos que desembocan en la Ciénaga Grande, flujo residual de la Ciénaga, temperatura superficial del mar (TSM) y vientos de los últimos 12 años; y algunas variables sedimentológicas asociadas con la granulometría y el contenido de materia orgánica. Se analizó la variación climática intranual e interanual mediante análisis de componentes principales. Las variaciones intranuales e interanuales en la estructura y producción de los conjuntos faunísticos se establecieron mediante análisis de similitud, clasificación y escalación multidimensional no métrica. La variación interanual de la producción secundaria y estructura de los conjuntos faunísticos se relacionó con la variación local intranual e índices climáticos regionales usando análisis de redundancia. En general, los años más secos coincidieron con los eventos El Niño y los más húmedos correspondieron con La Niña. No se encontraron diferencias significativas intranuales en la abundancia numérica, composición de géneros y producción secundaria. Sin embargo, se hallaron variaciones importantes interanualmente. Los resultados mostraron que mucha de la variabilidad interanual en las conjuntos faunísticos de poliquetos puede ser explicada por la variabilidad en los sedimentos, el clima local y regional, los dos últimos expresados a través de la precipitación, el flujo residual de la Ciénaga, el viento y la TSM con desfases entre uno a tres meses. Se supone que estas variables se asocian con los procesos que inducen enriquecimiento de nutrientes en el área, como la surgencia costera y la descarga continental (ríos y escorrentía); afectando la variación en la calidad y cantidad de alimento disponible para el bentos. Además, la variación en el componente biológico se relacionó con anomalías en la TSM en el Atlántico Norte Tropical desfasadas uno a tres meses y con las de la región Niño1+2 desfasadas tres meses, coincidiendo con los desfases registrados en la literatura entre El Niño y el incremento de la TSM en el Atlántico Norte Tropical. Las anomalías positivas en la TSM en la región El Niño 1+2 se asociaron con anomalías negativas en la precipitación, caudal, TSM y anomalías positivas en el flujo residual y en la componente zonal del viento; las que a su vez se relacionaron en proporción inversa a la magnitud del evento con la abundancia, diversidad y producción secundaria de los conjuntos faunísticos. En general, anomalías negativas en la TSM en la región El Niño 1+2, se asociaron con anomalías positivas en la precipitación, caudal, TSM y anomalías negativas en el flujo residual. La fase intensa de La Niña (1999) se asoció con bajas abundancias, número de géneros, diversidad y producción secundaria, mientras que en fases moderadas (1995-1996) estas variables biológicas fueron de mayor magnitud. Estas relaciones validan la hipótesis de que El Niño y La Niña afectan las variables climáticas locales y sedimentológicas asociándose a través de ellas con las variaciones en la abundancia, composición de géneros y producción secundaria en los conjuntos (“assemblages”) de poliquetos bentónicos en el Caribe colombiano.
Especiación en saurios de montaña: Sistemática e " identidad evolutiva" de los Liolaemus del grupo " L. Monticola" (Liolaemidae).
(Universidad de Concepción., 2004) Torres Pérez, Fernando León; Ortiz Zapata, Juan Carlos
Entre los saurios chilenos endémicos de montaña se encuentran las subespecies del grupo Liolaemus monticola descritas por Müller y Hellmich en 1932. Esta especie se distribuye entre los 32° a 40° de latitud Sur, con cuatro subespecies: L. m. monticola en el Valle del Río San Francisco entre los 1200 m y 1700 m en Chile central; L. m. chillanensis en las Termas de Chillán a 1700 m; L. monticola ssp. a 2300 m de altitud en la lava del Volcán Chillán y L. m. villaricensis en los alrededores de volcán Villarrica a 1400 m de altitud. Dos de estas subespecies (L. m. chillanensis y L. monticola ssp.) fueron descritas presentando sólo una ligera diferencia altitudinal, aunque empíricamente son simpátricas. La última subespecie fue dejada sin nominar, hecho que se ha mantenido hasta hoy. Por otro lado, L. monticola ssp. comparte caracteres morfológicos con L. m. villaricensis, además de un rasgo considerado raro dentro del género (ausencia de poros precloacales en los machos), pudiendo argumentarse que se trataría de un mismo taxón. A diferencia de éstas, tanto L. m. monticola como L. m. chillanensis presentan poros precloacales en los machos. Dentro de este grupo se ha descrito un alto polimorfismo cromosómico, describiéndose razas cromosómicas separadas por barreras geográficas. Tomando en cuenta el conjunto de estos antecedentes, se propuso resolver la sistemática del grupo bajo criterios de delimitación de especies, mediante el uso de herramientas morfológicas y moleculares, y poner a prueba a nivel molecular la existencia de razas cromosómicas en L. m. monticola. Posteriormente, se determinaron las relaciones evolutivas de los taxa mediante la secuenciación de una porción del gen mitocondrial citocromo b, en cuyo análisis fueron incorporados otras especies de Liolaemus. Los análisis morfológicos y moleculares mostraron que cada subespecie del grupo L. monticola corresponde a un taxón de nivel específico, y mediante inferencia filogenética se determinó que no constituyen un grupo monofilético. Las relaciones filogeográficas muestran dos grandes clados en L. monticola (≈L. m. monticola), concordante con las previamente descritas razas Norte y Sur. Finalmente, las estimaciones del período de divergencia considerando al conjunto de Liolaemus estudiado, muestran que habrían especiado entre 8 a 2 millones de años atrás, principalmente en la época Pliocénica.
Efecto del frío y la luz en la actividad sacarosa-P-sintasa (SPS) y acumulación de sacarosa en deschampsia antarctica desv.
(Universidad de Concepción., 2004) Zúñiga Feest, Alejandra; Bravo Ramírez, León Aloys; Corcuera Pérez, Luis
Deschampsia antarctica Desv., la única Poaceae nativa que ha sido capaz de sobrevivir en la Antártica marítima, es una planta tolerante al congelamiento. Las condiciones ambientales durante el verano Antártico, están marcadas por bajas temperaturas (-6º a 6ºC, en promedio) y una fuerte variación del largo del día, que va desde 13 hasta 21 horas de luz, hacia fines de diciembre. Esta especie puede acumular altas concentraciones de azúcares solubles, como fructanos y sacarosa, que pueden llegar a cerca de 36% de su peso seco, durante el verano Antártico. No se sabe cuál es el mecanismo que le permite acumular concentraciones inusuales de sacarosa. La sacarosa-P-sintasa (SPS: EC.2.4.1.14), ha sido descrita como la enzima clave en la biosíntesis de sacarosa. En este proyecto se postuló que: El efecto combinado de la baja temperatura y una mayor longitud del fotoperiodo (como se presenta en el verano Antártico) favorecerían la síntesis y acumulación de sacarosa en D. antarctica debido a que: a) la baja temperatura induciría la expresión génica de la SPS aumentando su síntesis de novo b) la SPS de D. antarctica sería activada por luz manteniendo una alta actividad por mayor tiempo en un fotoperiodo largo c) en D. antarctica habría un efecto sinérgico de la baja temperatura y longitud del fotoperíodo en la actividad SPS y en la acumulación de sacarosa, efecto que en otras Poaceae sería menor o no se daría. Los resultados muestran que, la baja temperatura no indujo la expresión génica de la SPS y tampoco aumentó la síntesis de proteína SPS. Los aumentos observados en la cantidad relativa de proteína SPS han sido breves y se han producido, en general, sólo a los dos días de iniciada la aclimatación al frío. Sólo en el fotoperiodo corto (SD, 8/16 horas luz/oscuridad) se ha observado un aumento del nivel de transcrito (ARNm SPS) a los 14 días de aclimatación, lo que coincidió con el aumento en el contenido relativo de proteina SPS. En plantas aclimatadas al frío no se observó una relación entre aumento de la actividad SPS y aumento en el contenido relativo de proteína SPS, ni con el aumento de la expresión génica de la SPS. D. antarctica presenta entre tres y cuatro veces más sacarosa que las otras especies de Poaceae estudiadas (cebada, avena, trigo, D. beringensis y D. caespitosa) y la actividad SPS aumenta con el frío y el fotoperiodo largo (21/3 horas luz oscuridad) cerca de cuatro veces sólo en D. antarctica. La actividad SPS y la concentración de sacarosa en hojas de plantas aclimatadas se correlacionó positivamente en el fotoperiodo largo (21/3 h). La actividad SPS en D. antarctica sería regulada indirectamente por luz. Durante la transición luz/oscuridad/luz, se observó un aumento estadísticamente significativo en la actividad en el periodo de luz, el cual no se asocia con aumento en la cantidad relativa de proteína SPS. La aplicación de inhibidores de la actividad fosfatasa inhibieron también la actividad SPS, lo cual resulta consistente con el mecanismo indirecto de regulación por luz mediado por la actividad de fosfatasa y kinasa. Estos resultados permiten pensar que, D. antarctica podría mantener una alta actividad SPS durante todo el periodo de luz en el verano Antártico, potenciando la acumulación de sacarosa en las hojas y acumulando altas concentraciones de azúcares solubles (posiblemente fructanos) en la corona durante el fotoperiodo largo. Se puede concluir que D. antarctica aprovecha mejor que otras especies de Poaceae el fotoperiodo largo y la baja temperatura, manteniendo una alta actividad SPS y un alto contenido de sacarosa en las hojas. Posiblemente los cambios en la distribución y en la composición de azúcares en esta planta facilita su rebrote durante la estación de crecimiento. La alta actividad SPS durante el período de crecimiento en D. antarctica estaría dada principalmente por activación enzimática mediada por actividad fosfatasa y no por un aumento en la expresión génica ni en el nivel de proteína SPS.
Variabilidad en las características de los estadios tempranos de engraulis ringens entre zonas de desove a lo largo de Chile.
(Universidad de Concepción., 2005) Llanos Rivera, Alejandra Justina
Engraulis ringens (anchoveta) es una especie de Clupeiformes que habita las costas de Perú y Chile, desde Zorritos Perú (4°30’S) hasta Chiloé (42°30’S). Su amplia distribución geográfica implica una gradiente latitudinal con variaciones importantes en temperatura. Durante la estación reproductiva de la anchoveta, esta gradiente alcanza varios grados centígrados. El objetivo general de este estudio es determinar si existen diferencias latitudinales (23°-36°S) en las características biológicas de los estadios tempranos de esta especie. Los resultados de esta investigación indican que el tamaño del huevo de la anchoveta incrementa con la latitud y tiende a disminuir en la medida que avanza la época reproductiva. La duración de la fase de saco vitelino, las tasas de consumo de vitelo y crecimiento endógeno (fase saco vitelino) muestran una alta dependencia térmica en larvas de dos poblaciones (Antofagasta y Talcahuano), sin que difieran entre ellas. La longitud larval a la eclosión y volumen de vitelo al momento de la eclosión varían entre tratamiento de distintas temperaturas, no así la longitud larval a la absorción del vitelo. Estos tres caracteres larvales son mayores en individuos originados desde huevos de Talcahuano (más grandes) que en larvas eclosionadas desde huevos de Antofagasta (más pequeños), lo que sugiere un efecto maternal en estas características. No hubo una variación estacional ni interanual en las tasas de crecimiento larval (con alimentación exógena) de las larvas provenientes del medio natural en ambas poblaciones. Sin embargo, las tasas de crecimiento larval entre áreas mostraron diferencias significativas con valores más altos para la población de Talcahuano (36°S). Los resultados obtenidos en el trabajo experimental muestran menores tasas de crecimiento larval que aquellas cuantificadas en terreno e indican una diferenciación intraespecífica entre larvas de ambas localidades. Aunque las larvas de anchoveta de ambas áreas coincidieron en una relación no-lineal entre crecimiento y temperatura, a iguales temperaturas de crianza el crecimiento larval fue menor en la población de Antofagasta. Estos resultados concuerdan con la hipótesis de variación contragradiente en tasas de crecimiento larval. Al considerar las temperaturas promedio del medio natural de cada zona (15°C Antofagasta, 12°C Talcahuano), las larvas de ambas poblaciones crecerían a igual tasa, por lo tanto, deberían tener una misma duración del período larval. De acuerdo a lo anterior, se esperan mortalidades acumulada similares durante la fase larval para ambas poblaciones, no obstante que los factores causales de mortalidad podrían variar entre áreas.
Variabilidad climática interdecadal en el Pacífico Suroriental.
(Universidad de Concepción., 2005) Montecinos Gula, Aldo; Pizarro Arriagada, Óscar
La variabilidad interdecadal es parte integral de las variaciones de baja frecuencia del sistema climático. Estas fluctuaciones han sido documentadas en distintas regiones, especialmente en el Pacífico y Atlántico Norte. Sólo en los últimos años ha aumentado el número de trabajos sobre variabilidad interdecadal en el Hemisferio Sur debido, en parte, a la escasa cobertura y largo de los registros históricos de variables meteorológicas y oceanográficas. A pesar del esfuerzo desarrollado, se mantiene la incertidumbre respecto de los mecanismos responsables de generar ciclos climáticos interdecadales, existiendo varias hipótesis que explicarían la aparición de tales anomalías tanto en regiones tropicales como extratropicales. En Chile, los estudios sobre variabilidad interdecadal se han concentrado en las fluctuaciones de la precipitación y de algunas variables ambientales que se relacionan a las fluctuaciones de las pesquerías pelágicas. El presente trabajo de tesis se basa en el análisis estadístico multivariado de series oceanográficas y meteorológicas observadas y simuladas numéricamente. Se establece que la variabilidad de baja frecuencia de la temperatura superficial del mar (TSM) y de la termoclina a lo largo de la costa oeste de Sudamérica presentan fluctuaciones interdecadales con una relación inversa, de tal manera que una profundización (levantamiento) de la termoclina se asocia con anomalías positivas (negativas) de la TSM. Estas fluctuaciones son forzadas remotamente por fluctuaciones interdecadales de los vientos alisios en el Pacífico ecuatorial. Además, en regiones subtropicales y de latitudes medias estas anomalías son reforzadas por variaciones locales del viento favorable a la surgencia costera. Luego, durante periodos en que el viento zonal ecuatorial presenta una componente anómala del oeste (este), también se observan anomalías del viento meridional de componente norte (sur) en latitudes subtropicales y medias de Chile. En ambos casos, las variaciones de la TSM resultan de la modulación de la advección vertical de temperatura debido a la profundidad de la termoclina en el caso del forzamiento remoto, y a la divergencia del transporte Ekman en el caso del forzamiento local. A diferencia de la variabilidad interdecadal en la costa oeste de Norteamérica donde existe un modo acoplado océano-atmósfera propio del Pacífico Norte, en la costa de Chile y en el dominio del anticiclón subtropical del Pacífico Sur la variabilidad interdecadal es parte del modo acoplado océano-atmósfera del Pacífico tropical. En el periodo de estudio se determinó que este modo de variabilidad interdecadal estuvo caracterizado por un ciclo bidecadal desde mediados de la década del 50 hasta los 70 y un ciclo decadal durante los 80 y comienzos de los 90. En particular, mientras el ciclo bidecadal se caracteriza por la progresión hacia el oeste de anomalías de TSM y de presión atmosférica superficial (PAS) a lo largo del Pacífico tropical, el ciclo decadal se caracteriza por una progresión de estas anomalías hacia el este. El modo acoplado TSM-PAS sugiere que existe un puente atmosférico por el cual anomalías positivas (negativas) de TSM en el Pacífico tropical central se asocian con una circulación ciclónica (anticiclónica) anómala frente a Chile en latitudes subtropicales y medias. Esto explicaría la asociación entre vientos alisios debilitados (intensificados) con la presencia de vientos desfavorables (favorables) a la surgencia costera frente a Chile en la escala de tiempo interdecadal.
Distribución y transporte de larvas de crustáceos decápodos en la zona de surgencia costera de Chile Central Interacciones entre el comportamiento, tolerancias fisiológicas y períodos de liberación.
(Universidad de Concepción., 2005) Yannicelli de Olivera Bueno, Beatriz; Castro Cifuentes, Leonardo
Los procesos de transporte y producción, que resultan del acoplamiento entre ciclos físicos y biológicos durante el período larval de organismos con ciclos de vida complejo, son determinantes de la disponibilidad y condición de los propágulos al asentamiento y juegan un rol preponderante en la evolución temporal y espacial de la distribución adulta. La hipótesis general de este trabajo es que la estacionalidad en el período de predominio de surgencia costera y ascenso de aguas pobres en oxígeno sobre la plataforma de Chile Central, influyen sobre los períodos reproductivos de los organismos bentónicos con ciclos de vida complejo. El grado de influencia dependerá de la capacidad natatoria y fisiológica específica de las larvas. De acuerdo a esta idea, especies que liberan sus larvas en rangos batimétricos afectados diferencialmente por el proceso de surgencia costero, presentarán desfases conspicuos en sus períodos de liberación larval y en el comportamiento de las mismas, que favorecerían su retención sobre la plataforma continental, dependiendo de sus tolerancias fisiológicas. Utilizando datos de cruceros llevados a cabo en la plataforma de Chile Central (35-37ºS) se determinó la distribución horizontal y vertical de estadíos larvales de seis especies de crustáceos decápodos de diferentes ambientes y se estimaron los períodos de liberación larval; se determinó el efecto de los factores: temperatura, oxígeno disuelto y disponibilidad de alimento en la sobrevivencia, tiempo de desarrollo y crecimiento de las zoeas tempranas de P. monodon y se determinó el efecto del nivel de oxígeno sobre varias respuestas metabólicas de las mismas; finalmente, se construyó un modelo conceptual que relacionó los períodos reproductivos, la distribución vertical larval y las tolerancias fisiológicas. xii En estudios de procesos a pequeña escala, se encontró que tanto la abundancia como el transporte de larvas a través de la boca chica del Golfo de Arauco (37oS; 73oW) dependieron de las mareas, del ciclo día/noche y la posición de las larvas en la vertical. En la entrada profunda (boca grande), hubo dos grupos de larvas que se encontraron asociadas a dos tipos de agua diferente (alto oxígeno superficial y bajo oxígeno sub-superficial). El movimiento de estas capas está determinado en forma remota por la dinámica de la surgencia y es modificada localmente por el viento (brisa marina) y las mareas. Los resultados indicaron que el transporte de organismos es afectado por procesos de diferentes escalas y por el comportamiento larval. Se realizaron además dos cruceros para analizar la distribución en mesoescala de los estadíos larvales de las especies objetivo, durante noviembre (periodo de surgencia) y marzo (periodo de reversión) en la plataforma de Chile central entre los 35º y 37° S. Las especies liberadas fuera de fase con el periodo de máxima surgencia (Emerita analoga) se distribuyeron en aguas superficiales, aquellas que fueron liberadas durante períodos más intensos (Pleuroncodes monodon y Libidoclaea granaria), fueron más profundas y ampliamente distribuidas en la vertical. Aquellas especies que migraban verticalmente tuvieron un periodo de liberación más amplio (Paguridos, Neotrypaea uncinata). El periodo de liberación larval puede ser afectado por el ambiente advectivo al cual están sujetas las larvas, sin embargo, aquellas larvas que son capaces de regular su posición en la vertical, se pueden volver más independientes de este factor. En este caso, la tolerancia a las bajas concentraciones de oxígeno para ocupar aguas sub-superficiales se vuelve relevante. Las zoeas I de P. monodon en particular, fueron más abundantes en aguas sub-superficiales, y las tardías en aguas más someras. Las megalopas y juveniles migraron hacia la superficie en la noche y, durante marzo aparecieron solamente sobre al área donde se encuentran los reclutas. De acuerdo a experimentos de simulación, el mayor potencial de retención se da a media agua, y tanto organismos originados hacia el N y S de la plataforma del Itata pueden contribuir al reclutamiento. La sobrevivencia de zoeas I que mudaron a zoea II mantenidas en bajas concentraciones de oxígeno (1 and 0.5 mll-1) en laboratorio, es reducida en comparación con aquellas larvas en normoxia. La exposicion inicial a bajas concentraciones de oxígeno también disminuyó la sobrevivencia aproximadamente en un 3% por día de exposición inicial. La edad a la cual mudan a zoea II también se incrementa linealmente con los períodos de exposición inicial a bajo oxígeno y sin alimentación. Los períodos iniciales de inanición y bajo oxígeno tienen mayor efecto que solamente la inanición inicial. La tasa de crecimiento tambien se redujo en bajo oxígeno. Las bajas temperaturas (11°C) también afectaron negativamente la sobrevivencia, desarrollo y crecimiento. El consumo de oxígeno de larvas de P. monodon es menor en hipoxia (1.3 mgO2·l-1) para todas la zoeas, sin embargo el porcentaje de reducción es menor en megalopas. Mientras que las zoeas tardías oxiconformaron, las megalopas mantuvieron altas tasas respiratorias hasta muy bajas concentraciones de oxígeno. La cantidad de nitrógeno (proteínas) acumuladas en hipoxia es menor a la acumulada en normoxia. El potencial aeróbico se reduce despues de varios días de exposición a bajo oxígeno así como el potencial metabólico total. Por lo tanto, las condiciones ambientales donde son liberadas las larvas de P. monodon son sub-optimas para su desarrollo y su sobrevivencia puede ser potenciada al dejar las aguas Ecuatoriales Sub-Superficiales, o ser transportadas hacia la superficie y costa. Los últimos experimentos de simulación demostraron que las condiciones de mayor retención sub-superficial solamente resultan en mayores sobrevivencias larvales cuando éstas tienen una alta tolerancia a la hipoxia.

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