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Abundancia y actividad promotora del crecimiento vegetal de bacterias asociadas a plantas de formaciones xerofíticas andinas y su uso potencial en la restauración ecológica.
(Universidad de Concepción., 2022) Aguilera Torres, Carla; Sierra Almeida, Ángela; Schoebitz, Mauricio
Las plantas interactúan con una gran diversidad de bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPB, del inglés Plant Growth-Promoting Bacteria), que mejoran su desempeño fisiológico, especialmente en condiciones de estrés. En sistemas naturales con componente extrema como la alta montaña, este tipo de interacción ha sido escasamente estudiada, pese a que se tiene conocimiento que las plantas de estos sistemas poseen una alta especialización y un microbioma asociado potencialmente benéfico. En la zona centro sur de la cordillera de los Andes, se ubican una de las formaciones xerofíticas más australes de Chile, que componen centros de alta biodiversidad, y a su vez se encuentran expuestos a una alta degradación de sus hábitats producto de la constante actividad antrópica. Las especies que componen estos sistemas sobreviven y crecen pese a la sequía estival y a las bajas temperaturas propias de un sistema alpino, por lo que es probable que la capacidad de estas plantas para enfrentar las limitaciones climáticas esté complementada por la interacción benéfica con PGPB. Considerando la potencialidad de estos microbiomas para asistir a otras especies nativas en condiciones extremas, es que el presente proyecto buscó realizar una primera aproximación a este sistema, a través de dos preguntas claves ¿Existen diferencias en la abundancia y en la actividad promotora del crecimiento de bacterias asociadas a plantas de las formaciones xerofíticas andinas que crecen en laderas opuestas? y ¿Cuáles son los efectos en el crecimiento y supervivencia de plantas nativas expuestas a sequía cuando son inoculadas con PGPB aisladas de especies de formaciones xerofíticas andinas? Para responder estas preguntas se midió la abundancia de bacterias presentes en los suelos de las especies arbustivas Azorella prolifera y Berberis empetrifolia, ambas presentes en laderas de exposición contrastante en la zona alpina del complejo volcánico Nevados de Chillán. Las bacterias más abundantes fueron seleccionadas y aisladas para evaluar la actividad de distintos mecanismos promotores del crecimiento vegetal: la actividad de la enzima nitrogenasa, fosfatasa, ACC desaminasa y la fitohormona ácido indolacético, las cuales fueron comparadas entre laderas. Posteriormente, se seleccionaron 4 cepas bacterianas abundantes correspondientes a los géneros Arthrobacter y Pseudoarthrobacter, las cuales obtuvieron mayor actividad en cada uno de los mecanismos evaluados, para ser bioencapsuladas e inoculadas en plantas de Gomortega keule en condiciones de vivero. Se evaluó el efecto de la inoculación en condiciones de sequía sobre distintos indicadores de supervivencia, desempeño y crecimiento de las plantas inoculadas. Los resultados indicaron una mayor abundancia bacteriana (Log UFC g-1) en los suelos de B. empetrifolia de la ladera norte (6,43 Log UFC g-1), mientras que la actividad de los mecanismos promotores del crecimiento vegetal varió entre laderas y las tendencias de dependieron de la especie. La inoculación bacteriana no tuvo efectos en la supervivencia, desempeño y crecimiento de las plantas de G. keule. Es probable que los microorganismos de la rizósfera de G. keule hayan interactuado de forma negativa con los microorganismos inoculados. Es necesario explorar el microbioma asociado a plantas nativas que se deseen inocular, y el de los sustratos generalmente utilizados en programas de viverización, ya que esta información sería relevante para predecir la interacción entre microorganismos inoculados y no inoculados.
Acoplamiento entre abundancia larval en el plancton y el asentamiento submareal e intermareal de invertebrados bentónicos en bahía de Totoralillo Norte, Región de Coquimbo.
(Universidad de Concepción., 2018) Stuardo Stuardo, Cristina Andrea; Tapia Jorquera, Fabián
Una fase crítica en el ciclo de vida de muchos invertebrados bentónicos marinos es el transporte larval hacia la costa. Sin embargo, la llegada de larvas a la costa no siempre con lleva un asentamiento exitoso, debido a numerosos factores físicos y biológicos que inducen mortalidad en las larvas o impiden su asentamiento. En este trabajo investigamos la asociación entre el asentamiento de larvas de invertebrados y su abundancia en el plancton costero en la Bahía de Totoralillo Norte, localizada en una zona se surgencia en Chile central (29°29'S 71°19'W). Se realizaron una serie de observaciones de abundancia de larvas planctónicas de cirripedios, decápodos, bivalvos y gastrópodos y de su asentamiento en colectores intermareales y submareales durante un periodo 10 días a fines de primavera (noviembre-diciembre) de 2013. También se examinó la influencia de la variabilidad del viento local en el asentamiento submareal, intermareal y abundancia de larvas en la bahía. Los resultados muestran que las tasas de asentamiento de todas las especies fueron más altas en el submareal que en intermareal. Las altas tasas de asentamiento submareal y abundancia de larvas en el plancton fueron consistentemente observadas en el extremo norte de la bahía. Si bien el asentamiento intermareal y submareal no estuvieron correlacionados en todos los grupos taxonómicos examinados, hubo una correlación positiva y significativa entre el asentamiento submareal y la abundancia de larvas planctónicas en decápodos y gastrópodos. La variabilidad diaria del asentamiento intermareal no se correlacionó con la variabilidad del viento local. En cuanto al asentamiento submareal, la influencia del forzamiento del viento pareció diferir entre taxa y sitios. El asentamiento submareal de decápodos se correlacionó positivamente con el forzamiento del viento hacia la costa, mientras que, aparentemente los vientos hacia el ecuador tienen un efecto negativo en el asentamiento submareal de gastrópodos. El aparente desacople entre el asentamiento intermareal y la abundancia de larvas en plancton cercano a la costa es consistente con investigaciones previas en zonas costeras similares, y destaca las limitaciones de inferir un mecanismo de transporte larval basado únicamente en observaciones de asentamiento intermareal. Por otro lado, los resultados contrastantes entre taxa con respecto a la correlación entre el asentamiento submareal y el viento costero revelan la importancia de las diferencias taxonómicas en las capacidades de natación de las larvas y su respuesta conductual a la compleja hidrodinámica cerca de la costa.
Actividad alelopática de extractos macroalgales de especies de las costas Chilenas.
(Universidad de Concepción., 2012) Telgie Morales, Ricardo Esteban; Bittner Berner, Magalis
Numerosas investigaciones señalan a las macroalgas como el mayor grupo a nivel mundial de reserva de compuestos con propiedades bioactivas, dada la fuerte presión de patógenos marinos como hongos, bacterias y especies epífitas. Hasta el momento se han identificado más de 2000 compuestos provenientes de macroalgas pero solo representa el 2% de la diversidad de especies a nivel mundial. Actualmente se utilizan en medicina para el tratamiento de diversas enfermedades como el cáncer, infecciones bacterianas, VIH etc. pero aún existe un amplio potencial sin estudiar para el uso de estos compuestos. Otro uso que se ha investigado es su utilización en el revestimiento antifouling. Esta aplicación deriva de las defensas químicas contra epífitos que poseen varias especies. Como ejemplo tenemos a Delinea pulcra, especie del grupo de la algas rojas que produce potentes aleloquímicos que inhiben el asentamiento en su superficie de gametos de Ulva lactuca. Las principales investigaciones que se han realizado sobre la acción biológica de los extractos de macroalgas es el efecto inhibitorio sobre organismos patógenos como bacterias y hongos, pero poco se ha investigado respecto a su función en el medio natural. El objetivo principal de este trabajo es detectar la presencia de actividad biológica en tres especies de macroalgas de las costas chilenas, Codium dimorphum Svedelius 1900, Dictyota kunthii (C. Agardh) Greville 1830 y Gracilaria chilensis C.J.Bird, McLachlan & E.C.Oliveira 1986, buscando actividad alelopática. Para esto se realizarán extractos etanólicos y diclorometánicos de las tres especies macroalgales. Se testeará la actividad alelopática sobre esporas y gametos de distintas especies de macroalgas. Las especies algales objetivos serán seleccionadas dependiendo del material reproductivo encontrado en terreno al momento del experimento, tratando de obtener representantes de los tres grupos macroalgales. Junto con esto se hará una caracterización química de los extractos mediante una cromatografía de gas-masa.
Actividad biológica de extractos obtenidos de especies del género Codium Stackhouse (Chlorophyta, Bryopsidales) en Chile.
(Universidad de Concepción., 2007) Goecke Saavedra, Franz Ronald; Silva Osorio, Mario
Desde la década del 70 se conoce que los compuestos químicos son la base de la comunicación e interacción molecular entre las especies acuáticas (Scheuer 1978). Por esto, el ambiente marino sustenta una gran variedad de recursos biológicos que constituyen una fuente potencial de estructuras químicas con actividad biológica útil para el hombre. Las algas como integrante de estos recursos, y en especial algunos taxa han sido utilizados por culturas milenarias por sus poderes curativos y nutricionales. No obstante, en el país, los estudios sobre la composición química de estos organismos no se encuentran extensamente estudiados. El género Codium está representado por alrededor de 100 especies a nivel mundial (Xu et al. 1998). El presente trabajo se realizó con dos especies endémicas de Chile: C. fernandezianum del Archipiélago de Juan Fernández y C. dimorphum de la caleta Horcones (V Región). Se analizaron in vitro las actividades antibacteriana, antifúngica, antioxidante y antialgal de las fracciones de los extractos de ambas algas. Se detectó la presencia de bromofenoles volátiles (2, 4, 6 tribromofenol principalmente), resultados congruentes con los reportados para C. fragile por Whitfield et al. (1999); la funcionalidad fisiológica y ecológica de tales halofenoles en el alga sigue siendo controversial. Los ácidos grasos también fueron analizados, encontrándose que el principal ácido graso corresponde al ácido palmítico, seguido del ácido oleico y del ácido linolénico. Resaltando además la presencia del ácido hexadecatrienoico, compuesto de importancia quimiotaxonómica para el género a nivel mundial. Se detectó una interesante actividad biológica antioxidante, antibacteriana, antifúngica y antialgal en ambas especies, observándose cierta estacionalidad en éstas. No tenemos conocimiento de la existencia de estudios de este tipo publicados en estas especies en Chile, con la excepción del trabajo sobre calidad nutricional de C. dimorphum realizado por Cáceres (2001).
Agregaciones de desove de jurel (Trachurus murphyi) en aguas oceánicas frente a Chile central.
(Universidad de Concepción., 2013) Ruíz Opazo, Patricia del Carmen; Cubillos Santander, Luis Antonio
El jurel, Trachurus murphyi (Nichols), es un pez pelágico con fecundidad indeterminada, el cual realiza una activa migración con fines reproductivos durante la primavera austral en aguas oceánicas frente a Chile central. El objetivo central de este estudio, fue caracterizar espacio-temporalmente la estrategia reproductiva de jurel en aguas oceánicas frente a Chile Central. La hipótesis planteada postuló que dado que las agregaciones de jurel en época reproductiva se caracterizarían por no presentar concentraciones densas de individuos en desove activo, sino más bien agregaciones dispersas de muy baja densidad. Al momento de desovar, se produciría una segregación espacial por estado reproductivo. Desde ese punto de vista, se postuló que si existe segregación espacial de las agregaciones de desove, la distribución espacial de los huevos en el área de desove podría reflejar la conducta reproductiva de los adultos. La información utilizada fue obtenida a partir de 9 cruceros ictioplanctónicos, orientados al Método de Producción Diaria de Huevos (MPDH), los cuales cubrieron la principal área de desove durante los años 1999-2001 y 2003-2008. Mediante análisis histológicos, se caracterizó el estado reproductivo de las agregaciones para luego analizar el patrón de segregación espacial de las hembras de jurel a lo largo de 134 lances de pesca. Se analizó mediante geoestadística, la estructura espacio-temporal de los huevos de jurel (totales y jóvenes (< 24 horas). Para explorar asociaciones que dieran cuenta de las agregaciones de desove, se exploraron asociaciones entre las agregaciones desovantes (caracterizadas por histología), la distribución espacial de los huevos jóvenes de jurel 5 (indicador de desove reciente), y los avistamientos por estrato de profundidad (obtenidos a través de observaciones acústicas). Los principales resultados señalan que tanto las hembras próximas al desove (hidratadas) como las recién desovadas (Día-0) exhiben un patrón agregado, a diferencia de las hembras que no se encuentran en condición reproductiva de desove activo, las cuales muestran un patrón de distribución aleatorio a lo largo de los lances de pesca analizados. Estos antecedentes sustentarían la hipótesis de que la organización espacial de las hembras de jurel cambia en el momento del desove, tal como se ha postulado para otros desovantes múltiples. La organización espacial de estas agregaciones no sería tamaño-dependiente, ni estaría influenciada por una mayor proporción de uno u otro sexo ó de la estructura de edad las agregaciones, siendo probablemente más determinada por factores ambientales que por variables intrínsecas de la especie. En relación a la caracterización espacio-temporal del hábitat de desove, se reporta que el análisis basado en datos de presencia-ausencia de huevos, sería un mejor indicador del tamaño promedio de las agregaciones de jurel que los estudios basados en la distribución espacial de la abundancia de huevos, producto de que estos últimos podrían estar altamente afectados por la conducta reproductiva de los desovantes. Desde ese punto de vista, los resultados obtenidos revelan que el proceso de desove de jurel tendría una extensión espacial mucho mayor que lo reportado en estudios anteriores y que a la vez, esta extensión ha sufrido una merma en los últimos años. Si bien se reconoce que las condiciones ambientales pueden influir directamente en el proceso de desove, se reporta que las condiciones propicias para el desove se han mantenido relativamente constantes en la zona de estudio, por lo tanto, es posible inferir que otros factores serían más relevantes en los cambios de distribución espacial del desove a lo largo de la serie analizada, señalándose que una reducción en el tamaño del stock desovante sería la principal causa del 6 cambio observado. Se destaca que los sitios recurrentes de desove obtenidos a través del análisis de los primeros estadios de desarrollo de huevos de jurel, señalan un solo foco de importancia a lo largo de la serie analizada, siendo éste mucho más pequeño y oceánico que el reportado para los huevos totales, el cual está comprendido longitudinalmente entre los 87°36’ y los 88°24’W y latitudinalmente entre los 35°54’S y los 36°42’S. Finalmente, no fue posible establecer relaciones significativas que dieran cuenta de la presencia de las agregaciones desovantes. Sólo la posición geográfica resultó ser una variable más explicativa, lo cual ratificaría que el hábitat de desove sería uno de los factores más determinantes al momento de desovar pero además, la posición geográfica de estas agregaciones podría verse como un “proxy” de otros factores no medidos en este estudio, los cuales podrían explicar, en algún grado, la formación de estas agregaciones.
Alimentación de copépodos pelágicos en las costas de Chile: limitación por alimento y composición de la dieta.
(Universidad de Concepción., 2015) Opazo Vega, David Andrés; Vargas Gálvez, Cristian
En esta tesis, se presenta el análisis de 203 estimaciones de tasas de ingestión de copépodos pelágicos sobre comunidades naturales de protistas, obtenidas en distintos sectores de la costa de Chile. El objetivo general fue evaluar los resultados obtenidos por las últimas revisiones sobre la alimentación de los copépodos en los océanos y profundizar en aspectos relacionados al grado de limitación por alimento y a la composición de la dieta de los copépodos en la naturaleza. Las estimaciones de tasas de ingestión se obtuvieron mediante incubaciones con individuos adultos y estadios avanzados de las especies dominantes de copépodos de la costa de Chile. Para evaluar el grado de limitación por alimento, las tasas de ingestión fueron comparadas con relaciones alométricas (i.e., I = aMb, donde I es la tasa de ingestión, M es la masa corporal, a y b son el coeficiente y exponente alométrico, respectivamente) para la tasa de ingestión máxima (Imax) y la tasa ingestión necesaria para balancear las demandas energéticas del metabolismo (Iact), ambas relaciones obtenidas mediante ajustes a datos obtenidos de la literatura. La composición de la dieta fue caracterizada considerando el aporte relativo de los 4 principales grupos protistas del nanoplancton y microplancton (i.e., nanoflagelados autótrofos/mixótrofos, nanoflagelados heterótrofos, microprotozooplancton, diatomeas) a las tasas de ingestión, mientras que su variabilidad fue descrita en función del tamaño corporal de los copépodos, y de la biomasa y composición de la comunidad protista. La biomasa de las comunidades protistas utilizadas como alimento varió entre 2,0 y 999,1 μg C L-1 a lo largo de la costa Chilena y los mayores valores (i.e., > 200 μg C L-1) fueron registrados en sectores/periodos caracterizados por la ocurrencia de eventos de surgencia costera y una dominancia de diatomeas. Las estimaciones de tasas de ingestión variaron entre 0,17 y 55,4 μg C copépodo-1 d-1, y se relacionaron de forma no lineal con la disponibilidad de alimento (relación hiperbólica) y con la masa corporal de los copépodos (relación alométrica). Al comparar las tasas de ingestión con las relaciones alométricas Imax e Iact, se observó que un 92 % de las estimaciones fueron menores que las tasas de ingestión máxima y un 47 % fueron menores que las tasas de ingestión necesarias para cubrir las demandas del metabolismo. Estos resultados sugieren que la ingestión en la mayoría de las estimaciones estuvo limitada por alimento, y que en la mitad la limitación fue severa. Sólo los copépodos pequeños (i.e., longitud cefalotoráxica < 1,5 mm; masa corporal < 10 μg C) alcanzaron las tasas de ingestión máxima predichas por Imax cuando la biomasa protista fue mayor que ca. 200 μg C L-1. Los resultados sugieren que el grado de limitación por alimento es relativamente mayor en copépodos medianos/grandes (i.e., longitud cefalotoráxica > 1,5 mm; masa corporal > 20 μg C), debido probablemente a que las comunidades protistas están compuestas mayoritariamente por organismos con tamaños celulares menores que los tamaños de presa óptimos para copépodos de estos tamaños, lo que provoca una interacción trófica menos eficiente. Los 4 grupos protistas estuvieron presentes en la dieta de los copépodos en todos los experimentos realizados, aunque el aporte relativo de cada grupo a la dieta fue generalmente distinto a su aporte a la biomasa de la comunidad protista. El microprotozooplancton aportó con más de un 50% del carbono de la dieta en 41% de los experimentos, y en 88% de los experimentos su aporte a la dieta fue mayor que su aporte a la biomasa de la comunidad protista, indicando que este grupo protista es probablemente el más preferido por los copépodos en la naturaleza. Contribuciones a la dieta relativamente bajas y una menor preferencia sobre el microprotozooplancton fueron observadas en copépodos medianos/grandes cuando la biomasa protista fue alta (> 50 μg C L-1), debido a que compusieron su dieta mayoritariamente de diatomeas. Esto probablemente está asociado a que el mayor grado de limitación por alimento en copépodos medianos/grandes induce un consumo más eficiente sobre las diatomeas cuando estas dominan la comunidad protista. Los resultados con respecto a la limitación por alimento en las tasas de ingestión deben ser tomados con cautela debido a que en la naturaleza los copépodos pueden consumir otras fuentes de alimento y a otros factores asociados a condiciones diferentes entre las incubaciones y el medio natural. Por otra parte, los resultados con respecto a la composición de la dieta y a la variabilidad de las tasas de ingestión en función de la biomasa protista disponible y la masa corporal de los copépodos pueden convertirse en una herramienta útil para la estimación de tasas de consumo comunitarias y el impacto asociado sobre las comunidades protistas.
Análisis comparativo de la mortalidad instantánea diaria de huevos de anchoveta (Engraulis ringens) en su distribución a lo largo de Chile.
(Universidad de Concepción., 2018) Bustos Cid, Blanca Andrea; Cubillos Santander, Luis Antonio
La anchoveta (Engraulis ringens Jenyns, 1842) presenta una amplia distribución a lo largo del Océano Pacífico oriental, abarcando desde el norte de Perú hasta el sur de Chile. Frente a Chile se reconocen tres áreas de desove principales localizadas en las zonas norte (18°25’S-26º03’S), centro (34º30’S-37º10’S) y sur (38°S-41°20’S). En este trabajo se realizaron comparaciones de mortalidad diaria de huevos de anchoveta entre zonas y años. Se utilizó la base de datos generada por la aplicación del Método de Producción Diaria de Huevos desde 2002 al 2014. Además, la mortalidad se relacionó con variables ambientales y el índice de agregación de huevos (índice de Lloyd). Las variables ambientales utilizadas fueron temperatura superficial del mar (TSM), biomasa fitoplanctónica (medida como concentración de clorofila-a (Cla)), el índice de El Niño-Oscilación del Sur de la región ecuatorial (Enso 3+4) y viento sur que promueve surgencia. Se encontró diferencias significativas en la mortalidad de huevos (Z) entre las zonas norte, y centro-sur. La mortalidad de huevos fue más alta en la zona norte, e influyó en las diferencias espaciales. No se encontró diferencias significativas entre años. Además, no se encontró asociación significativa entre las variables ambientales utilizadas, producción de huevos y Z, al interior de las zonas de desove. Ninguna de las variables ambientales estaría afectando la sobrevivencia de huevos de anchoveta al interior de cada zona, exceptuando la influencia de la producción diaria de huevos y el viento en la zona sur. En cambio, se encontró una asociación significativa entre Z y el índice de agregación de Lloyd para los huevos. Se deduce que la estrategia del desove de anchoveta en la zona norte sería dispersar el desove, mientras que en la zona sur sería la concentración y la agregación para favorecer la sobrevivencia de huevos. Con el objeto de estudiar efectos locales en la tasa de mortalidad de huevos, se analizó la influencia de variables ambientales locales en las zonas de desove del centro (34º30’S-37º10’S) y sur (38°S-41°20’S) de Chile. Para ello se utilizaron datos de temperatura, salinidad, geolocalización a 10 metros (latitud, longitud y batimetría) y la abundancia de huevos por estadío de desarrollo de la base del Método de Producción Diaria de Huevos, desde 2004 al 2014. Se determinó la edad a los huevos y se agruparon en cohortes diarias, y se utilizaron modelos aditivos generalizados (GAM) que incluyeron las variables ambientales antes descritas. La densidad de huevos de anchoveta fue afectada por mortalidad asociada a la geolocalización (latitud, longitud y profundidad de fondo) principalmente, pero en años anómalos en la zona centro (2007 y 2008) y en la zona sur (2004) fue además afectada por las variables la temperatura. Sólo en el año 2014 y zona sur, la sobrevivencia de huevos fue afectada por la salinidad a 10 m. La sobrevivencia de huevos después de 24 horas muestra que el área de desove varía interanualmente y entre zonas por efectos espaciales en la mortalidad.
Análisis de interacciones tróficas e impacto de la pesca en el ecosistema marino de la zona Sur-Austral de Chile (42° 28,6´S-57° 00´S) entre 1980 y 2010.
(Universidad de Concepción., 2018) Mármol Rada, Danetcy Patricia; Neira Alarcón, Sergio
La explotación de los recursos demersales de la zona sur-austral de Chile es relativamente reciente, comenzando en los años 70s. Actualmente las operaciones pesqueras se realizan desde el Canal de Chacao (41°28,6’S) hasta el Paso de Drake (57°00’S). En aguas oceánicas opera únicamente el sector industrial, con buques arrastreros (fondo y media agua), y espineleros (factorías y hieleros). En aguas interiores operan exclusivamente embarcaciones artesanales, que emplean espineles de fondo y de deriva. Esta pesquería es multiespecífica, capturándose las siguientes especies principales: merluza del sur (Merluccius australis), merluza de cola (Macruronus magellanicus), merluza de tres aletas (Micromesistius australis), congrio dorado (Genypterus blacodes), bacalao de profundidad (Dissostichus eleginoides) y rayas (Zearaja spp.). En esta pesquería existen interacciones tróficas entre las especies de importancia comercial, como la depredación de la merluza austral y el congrio dorado sobre la merluza de cola y el canibalismo en esta última especie. Las principales poblaciones fueron sobreexplotadas durante los primeros años de la pesquería y desde entonces han estado por debajo de niveles máximos sostenibles. La biomasa combinada de las especies objetivo disminuyó en más del 40% en las últimas tres décadas, de 2.8 millones de toneladas en los años 80s a 1.7 millones de toneladas en cambios los años 2000s. En este trabajo se evaluó si este cambio notable en la biomasa del sistema afectó la estructura y funcionamiento del ecosistema. La(s) hipótesis son: la estructura y funcionamiento de la trama trófica marina de la zona sur-austral de Chile es afectada por la pesca en las décadas 1980s, 1990s y 2000s (Capítulo 1) y el impacto causado por la pesca genera cambios en el estado y tendencia del ecosistema entre 1980 y 2010 (Capítulo 2). En el Capítulo 1 se construyó y comparó los resultados de tres modelos de balance de masas que representan estados promedio durante la década de 1980s (inicio de la explotación pesquera), la década de 1990s (anterior a la sobreexplotación) y la década de 2000s (con poblaciones sobreexplotadas y agotadas). Los tres modelos tienen la misma estructura con 12 grupos funcionales, que van desde los productores primarios hasta los principales depredadores y las pesquerías, y se construyeron usando el software Ecopath with Ecosim. El énfasis se pone, sin embargo, en las especies objetivo, sus presas y depredadores. Los cambios en la estructura y funcionamiento del ecosistema se evaluaron usando la producción primaria total/respiración total (P/R), producción primaria total/biomasa total (P/B), índice cíclico de Finn, el nivel trófico medio de los desembarques, índices de red como el índice Keystoneness, entre otros indicadores. Los datos de entrada se obtuvieron a partir de datos ecológicos publicados, literatura gris y estadísticas oficiales de la industria pesquera. Los resultados indican cambios en la estructura del ecosistema (por ejemplo, aumento de biomasa de especies a niveles tróficos inferiores y peces pelágicos probablemente relacionados con cascadas tróficas) y funcionamiento (por ejemplo, cambios en los indicadores de flujo de materia/energía), lo que podría indicar una transición hacia un sistema estresado y alejado del estado de madurez. En el Capítulo 2, se usan indicadores ecológicos para evaluar el estado y tendencia del ecosistema sur-austral de Chile. La pesquería sur-austral de Chile se evalúa y maneja con enfoques monoespecíficos, aunque se reconoce que se trata de una pesquería multiespecífica. El análisis de la serie de tiempo de los nueve indicadores mostró cambios negativos y significativos en la pendiente para la serie de tiempo completa (1980-2010). Sin embargo, en dos de ellos (esperanza de vida y el índice de vulnerabilidad intrínseca) las pendientes fueron positivas. Asimismo, se realizó una comparación del ecosistema a través de los años (1980, 1990 y 2000), con tendencias a corto plazo que no fueron consistentes, siendo los años 90s los más impactados por la pesca. Sin embargo, los indicadores de estado muestran que la pesca tuvo su mayor impacto para los años 2000s. Para el caso que involucra tanto el estado y como la tendencia a corto y largo plazo, los resultados fueron consistentes mostrando un sistema más impactado por la pesca en los años 2000s. Esto podría sugerir que este ecosistema aún experimenta un aumento en la presión de pesca y que las medidas de manejo no son lo suficientemente estrictas y/o que el tiempo transcurrido es insuficiente para promover la recuperación de algunas de las pesquerías (sobreexplotadas y colapsadas) y del ecosistema.
Análisis de la tendencia en la biomasa del stock de merluza austral y estimación del canibalismo en un contexto multiespecífico.
(Universidad de Concepción., 2017) Giacaman Smith, José Miguel; Neira Alarcón, Sergio
La comunidad científica ha consensuado en la necesidad de complementar el manejo pesquero tradicional (mono-específico) con un enfoque basado en el ecosistema, usando metodologías que incorporan interacciones tróficas en el proceso de modelación. Este es el caso del enfoque Ecopath with Ecosim (EwE), ampliamente utilizado para analizar del rol que desempeñan las especies de importancia comercial en sus tramas tróficas y los impactos de sus cambios en biomasa sobre otras especies que habitan un ecosistema. Otras alternativas de modelación que consideran la naturaleza trófica de las especies estudiadas son el análisis de población virtual multi-específico (MSVPA) y los modelos estadísticos multi-específicos (MEM). Estos enfoques se han aplicado como complementos a la evaluación de stock, tradicionalmente mono-específica, en algunos sistemas intensamente explotados por actividades pesqueras (e.j. Golfo de Alaska, Georges Bank, el Mar de Bering, y la zona centro-sur de Chile). Desde la década de los años 70, en la zona sur-austral de Chile (41°,28´ L.S y hasta los 57° L.S) se desarrollan actividades de pesca en aguas interiores y exteriores. Esta pesquería se denomina genéricamente como pesquería demersal sur-austral (PDA). La merluza austral (Merluccius australis) es uno de los recursos de mayor importancia en la PDA, tanto por sus niveles de desembarques como por su rol trófico. Esta especie es un importante predador de otros recursos pesqueros tales como merluza de cola (Macruronus magellanicus), merluza de tres aletas (Micromesistius australis), congrio dorado (Genypterus blacodes) y sobre sí mismo por canibalismo. La administración pesquera nacional ha declarado la pesquería de merluza austral bajo el régimen de plena explotación y en estado de sobreexplotación. Por lo anterior, y según los criterios de conservación de la Ley General de Pesca y Acuicultura (Ley N° 20.657), la cuota global de captura debe apuntar al Rendimiento Máximo Sostenible (RMS). Sin embargo, esta estrategia de manejo se evalúa cada año mediante un enfoque mono-específico que no considera las interacciones tróficas de esta especie y que supone una mortalidad natural constante entre edades y años. Estos supuestos son discutibles, ya que la dinámica de un stock es afectada por cambios en su ambiente físico y biológico, donde la mortalidad por depredación (M2) es factor importante de mortalidad total especialmente en juveniles. Considerando la falta de estudios que evalúen: i) el éxito de estrategias de manejo para merluza austral en un contexto multi-específico, y ii) M2 edad específica de merluza del sur causa sobre si misma (canibalismo) se propone estudiar la pesquería de merluza austral desde xiii una aproximación multi-específica. Para lo anterior, se plantea: i) implementar un modelo de la trama trófica de la PDA para el período 1990-2014 y simular la trayectoria de la biomasa del stock de merluza austral entre los años 2015 y 2026 frente a escenarios de simulación que se basan en el nivel de mortalidad por pesca proxy de FMRS, que es una estimación de RMS recomendada en la evaluación mono-específica de pesquerías con data y conocimiento intermedio. Se evaluó ocho escenarios de explotación en merluza austral basados en FMRS proxy: FMRS proxy (F45%), F=0, 0.25*F45%, 0.5*F45%, 0.6*F45%, 0.7*F45%, 0.8*F45, 0.9*F45, manteniendo F=FMRS constante en todos los grupos funcionales que son recursos pesqueros. Además, se determinó M2 en los recursos pesqueros incluidos en el modelo y su consumo de alimento; ii) construir un modelo estadístico multi-específico de captura a la edad (MEM) para estimar M2 causada por merluza del sur sobre sus juveniles (canibalismo), así como estimados de la abundancia del stock. Los resultados de la modelación trófica indican que las proyecciones de biomasa de merluza austral bajo 8 estrategias de explotación no muestran niveles de biomasa del stock próximos a niveles del máximo rendimiento sostenible en el período de tiempo proyectado (2015-2026). El canibalismo en merluza austral indicó un consumo de alimento que llega a las 4750 toneladas lo que se asimila al 40% de la cuota total permisible en el año 2014. Por su parte, el modelo MEM indica que en términos de canibalismo, la merluza austral presenta preferencias sobre un acotado rango de tallas de juveniles, representados principalmente por los grupos edad 2 y 3. Los valores de M2 estimados en este trabajo presentan una alta variabilidad entre edades y años, así como una tendencia decreciente en el transcurso del período modelado. Se concluye que para merluza austral las relaciones tróficas son un factor determinante de la tendencia de su biomasa y por lo tanto de la recuperación de su stock a niveles del máximo rendimiento sostenible en el período de tiempo simulado. En un contexto de múltiples especies, la tendencia de la biomasa del stock desovante de merluza austral no alcanza niveles de biomasa en el RMS, punto establecido como objetivo de manejo para esta especie, aun cuando se proyecta la tendencia de su biomasa, con forzantes (mortalidad por pesca) menores que FRMS, siendo el control trófico, mediado por las interaciones predador-presa, un factor determinante en la dinámica de la biomasa de esta especie, y por lo tanto para la recuperación de su stock. La separación de la mortalidad natural en mortalidad residual y M2, realizada mediante la aplicación xiv del MEM, nos permite concluir que el canibalismo en merluza austral es edad específico, se focaliza en individuos menores a los 3 años y es variable entre años. La mortalidad por depredación causada por el canibalismo corresponde sólo a una fracción muy pequeña, de al menos un orden de magnitud menor, respecto del valor de la mortalidad natural comúnmente utilizada en la evaluación de stock oficial para esta especie en Chile. Sin embargo, se debe considerar que el valor de la mortalidad por depredación podría ser la principal componente de la mortalidad natural si se incluyeran otros predadores de esta especie en este último enfoque de modelación. Este fue el caso de los resultados obtenidos de la aplicación del enfoque EwE, donde la presencia de un grupo trófico que agrupa a grandes depredadores tope de este sistema, da cuenta del incremento en M2 sobre merluza austral. Se concluye que el establecimiento de estrategias de manejo en merluza austral que tengan por objetivo alcanzar niveles de biomasa desovante en el MRS deberían evaluar factores vinculantes tanto a la pesca como al ecosistema (interacciones tróficas y condiciones ambientales), los que determinan la dinámica de la biomasa de las especies que lo componen pudiendo afectar la metas de sustentabilidad necesarias considerando que la Ley General de Pesca y Acuicultura (Ley 20.657) incorpora el enfoque precautorio y el enfoque ecosistémico. Palabras claves: Modelos multi-específicos, mortalidad por depredación, estrategias de manejo, recuperación de stock, Merluccius australis, Patagonia Chilena.
Análisis de toma de decisiones para la co-administración de la pesquería de huepo y navajuela en el Golfo de Arauco.
(Universidad de Concepción., 2010) Hernández Rodríguez, Aldo Fabián; Quiñones Bergeret, Renato
La preocupación por el desarrollo sostenible de las pesquerías y su relación con el uso racional de los recursos hidrobiológicos, plantea interrogantes respecto de la consideración de la multiplicidad de factores, criterios y variables que intervienen en el ordenamiento pesquero. El traspaso de la gobernabilidad de las pesquerías a los usuarios (co-administración) en sus diferentes grados, se ha transformado en una tendencia ampliamente difundida, implicando el desarrollo de métodos orientados a incorporar información desde múltiples perspectivas en una combinación que permita ofrecer la mejor respuesta posible a los objetivos planteados tanto por la administración como por los usuarios de la pesquería, objetivos que normalmente se contraponen debido a la evidente diferenciación de los enfoques que cada actor posee respecto del uso de los recursos hidrobiológicos (conservación de los recursos en el caso de la administración versus maximización de los beneficios de la pesquería en el caso de los usuarios). Para satisfacer la disyuntiva que plantea el uso sostenible de los recursos frente a la necesidad de incrementar los beneficios de una pesquería, considerando la siempre urgente generación de empleos, se analiza la utilidad de emplear métodos de toma de decisiones multicriterio como una herramienta que permita abordar los problemas relacionados con el esclarecimiento de los objetivos que persiguen los usuarios directos de una pesquería, tomando como caso de estudio la pesquería de los recursos huepo (Ensis macha; Molina, 1782) y navajuela (Tagelus dombeii; Lamarck, 1818) en el Golfo de Arauco, Región del Bio Bio. La hipótesis analizada en el presente estudio es que la aplicación de los métodos de co-administración en pesquerías artesanales de pequeña escala permite solucionar los conflictos de la administración con un correcto desempeño bajo incertidumbre en el sistema. El estudio se orientó entonces a evaluar la utilidad de los métodos de toma de decisiones como complemento a un enfoque de co-administración con consulta a los usuarios de una pesquería artesanal y su relación con el análisis del desempeño de indicadores biológicos, pesqueros, productivos y económicos, evaluados mediante análisis de la dinámica poblacional especie-específico y modelación bioeconómica predictiva de distintos escenarios de explotación, incorporando la incertidumbre de la iii dinámica poblacional como una manera de evaluar la variabilidad natural a la que está sometido el sistema bajo estudio. El esquema planteado permite la generación de un sistema de toma de decisiones que pudiera representar una herramienta de apoyo a la institucionalidad en la selección de estrategias de manejo políticamente consensuadas con una fuerte base formal. Los resultados del análisis de la dinámica poblacional para el recurso huepo evidencian síntomas claros de sobreexplotación entre los años 1996 y 2007, con una condición de stock desovante y reclutamientos crítica y una estructura de tamaños y edades en los desembarques que dan cuenta de selectividades inferiores a la talla de primera madurez poblacional. Para el caso de la navajuela, estos resultados muestran también síntomas de sobreexplotación, con una condición de stock desovante y reclutamientos más saludable que la observada en el caso del huepo, pero con una estructura de tamaños y edades en los desembarques que evidencian una alta dependencia de los reclutamientos anuales para el éxito de la actividad. Los resultados de un análisis de 4 escenarios de explotación evaluados para el huepo (Libre Acceso, F0,1, FMRS y Máximo Beneficio Neto) indican que la recuperación de la condición actual de la pesquería requiere necesariamente una disminución del esfuerzo pesquero a menos de 35 salidas al año para un número cercano a 400 embarcaciones (actualmente el número de viajes con pesca oscila entre 60 y 80 viajes para el mismo número de botes), con lo cual resulta posible estabilizar la pesquería a niveles sustentables, aunque sin generar ingresos altos por embarcación. Los máximos rendimientos económicos para huepo se obtienen al trabajar con menos de 260 embarcaciones y con un número de 25 viajes con pesca al año. Para la pesquería de navajuela se requiere una disminución del esfuerzo pesquero a menos de 25 salidas al año para un número cercano a 400 embarcaciones (actualmente el número de viajes con pesca oscila alrededor de 30 viajes para el mismo número de botes), siendo posible estabilizar la pesquería a niveles sustentables, aunque sin generar ingresos altos por embarcación. Los máximos rendimientos económicos para esta pesquería se obtienen al trabajar con menos de 200 embarcaciones y con un número cercano a 45 viajes con pesca al año. Los resultados de un taller participativo realizado con representantes y miembros de las organizaciones de pescadores y buzos mariscadores dedicados a la extracción de iv huepo y navajuela en el Golfo de Arauco, permitieron establecer que los problemas externos de mayor importancia detectados por los usuarios para esta pesquería están representados por: (i) el monopolio de mercado; (ii) la falta de fiscalización y; (iii) la presencia de lanchas sardineras que generan importantes mortandades sobre los recursos. Los principales problemas internos, o relacionados directamente con la actividad extractiva, corresponden a: (i) la presencia de muchas embarcaciones; (ii) la baja biomasa explotable y; (iii) la disminución de los ingresos. Como resultado adicional al taller los pescadores acordaron proponer el establecimiento de una talla mínima de 120 mm para huepo y una talla mínima de 55 mm para navajuela. El control del acceso fue otro aspecto considerado de especial importancia, en especial para el caso de la navajuela. Sin embargo, los participantes expresaron abiertamente que desean que se mantenga el número de embarcaciones de los pescadores locales que históricamente han extraído estas especies (cerca de 400 embarcaciones). Estos resultados forzaron la generación de un nuevo escenario de explotación denominado aquí “Escenario de co-manejo”, el cual fue contrastado con los escenarios inicialmente definidos, incorporando la incertidumbre en la modelación de la dinámica poblacional mediante el empleo de remuestreo aleatorio o bootstrap no paramétrico. Los resultados obtenidos a partir de esta última etapa del análisis indican que, para ambas especies, la implementación del escenario co-manejo permite alcanzar un correcto desempeño en los principales indicadores de la condición de la pesquería, siendo los resultados para estos indicadores relativamente comparables, aunque no siempre estadísticamente, al desempeño obtenido bajo criterios tales FMRS y Máximo Beneficio Neto. El éxito de la implementación final de las medidas propuestas por los propios usuarios dependerá ahora de los arreglos que puedan ser establecidos entre las organizaciones de pescadores, sus representantes y la autoridad administrativa. La generación de acuerdos entre las partes permitirá utilizar las capacidades, intereses y el conocimiento de los usuarios de la pesquería en la generación de un marco normativo adecuado con asistencia de la institucionalidad pública.
Análisis espacio-temporal de la captura por unidad de esfuerzo de dos especies de importancia comercial de la pesquería artesanal del departamento del Magdalena, Caribe colombiano.
(Universidad de Concepción., 2009) Párraga Velandia, Diana Patricia; Cubillos Santander, Luis Antonio
La pesquería artesanal costera del Caribe colombiano se caracteriza por la explotación conjunta de especies demersales y pelágicas, y el uso de una gran variedad de artes de pesca. Entre los recursos de importancia económica se destaca el pargo rayado (Lutjanus synagris), especie demersal y la cojinoa negra (Caranx crysos) pelágico mediano, ambos distribuidos a lo largo de la costa Caribe colombiana. Además del esfuerzo de pesca, varios factores pueden influir en la captura de estos recursos, en particular variables ambientales como la temperatura superficial del mar (TSM), la clorofila y el caudal de ríos. Con el objeto de estudiar los cambios espacio-temporales de la captura por unidad de esfuerzo (CPUE) de estas especies y su relación con estas variables ambientales, se utilizaron datos de la flota artesanal del Departamento del Magdalena (75º0’W-73º5’W), tomando como referencia los registros de captura de pargo rayado con palangre de fondo y los de cojinoa negra con chinchorro. Los registros de desembarque y esfuerzo de pesca cubren el periodo 1994-2001. La CPUE se estandarizó utilizando Modelos Lineales Generalizados (MLG) considerando como factores el año, el mes y la zona de desembarque. Los coeficientes asociados al factor año permitieron detectar cambios interanuales importantes en las tasas de captura. En el caso del pargo rayado se observó un incremento significativo desde 1994 a 1998, y una posterior disminución en el 2000 y 2001. Aunque no se descarta que los cambios puedan estar asociados a la abundancia relativa del stock, los cambios en la CPUE estandarizada podrían estar modulados por el poder de pesca. Los coeficientes mensuales demuestran que las tasas de captura del pargo rayado estuvieron asociadas a las estaciones climáticas características de la región, presentándose altos valores de CPUE durante la estación lluviosa (agostodiciembre). Además se presentó una CPUE alta relacionado con la bajanza del pargo (migraciones verticales) desde diciembre a marzo. No se presentaron correlaciones significativas con la temperatura y la CPUE de pargo rayado, mientras que si hubo una correlación significativa y positiva entre el caudal del río y la CPUE, que se expresó con uno a tres meses de retraso. Esta relación podría ser consecuencia de un incremento en la productividad por aporte de nutrientes a través de la descarga del río, lo que podría influir positivamente en la disponibilidad de la especie a través del aumento en la abundancia de presas potenciales. En el modelo de producción edad-estructurado, el MSY estimado con diferentes valores de biomasa desovante virginal (S0) y steepness (h) fluctuó entre 54 y 105 ton, en términos porcentuales entre 15 y 23% de la biomasa del stock desovante no explotada. La mortalidad por pesca FMSY fluctuó entre 0,3 y 0,6 año-1, mientras que la tasa de mortalidad por pesca al colapso Fcrash fluctuó entre 0,5 y 1,4 año-1. Desde esta perspectiva, la pesquería de pargo rayado, en el periodo analizado, habría alcanzado niveles en torno a su máximo rendimiento sostenible. Los valores estandarizados de la cojinoa negra mostraron por el contrario una disminución desde 1994 a 1998. A nivel mensual las altas tasas de captura estuvieron relacionadas con la época de transición entre la estación lluviosa y seca, que genera una alta productividad en el medio, propicia para las presas de la cojinoa negra. También se observó una alta CPUE en el mes de junio, relacionado con una agregación reproductiva. En la cojinoa negra, la CPUE se relacionó negativamente con la temperatura con un mes de retraso, asociación que podría ser consecuencia del comportamiento pelágico de la cojinoa, cuyo hábitat es más influenciable por cambios en esta variable, además, se detectó una correlación significativa y positiva entre con el caudal del río y la CPUE, con 8 y 9 meses de retraso, que podría estar relacionada a la estacionalidad que persiste en el ruido de la serie.
Análisis espaciotemporal con barreras físicas de las tasas de captura de centolla (Lithodes santolla) en Magallanes, Patagonia Chilena entre los años 2014 y 2020.
(Universidad de Concepción., 2023) Hernández Rodríguez, Ruth Elender; Cubillos Santander, Luis Antonio
Las pesquerías que operan en áreas geográficas complejas como el mar interior de la Patagonia chilena, donde islas y archipiélagos actúan como barreras físicas, podrían afectar significativamente el éxito de pesca y las tasas de captura o captura por unidad de esfuerzo (CPUE). Por lo tanto, el supuesto de homogeneidad en la abundancia podría afectar los métodos clásicos de estandarización de la CPUE. Se determinó los efectos espaciotemporales de las barreras físicas en el éxito de pesca y la CPUE de la centolla (Lithodes santolla) en la Patagonia sur chilena (48ºS-55ºS). Se utilizaron datos operacionales de la pesquería de centolla desde 2014 al 2020, los cuales fueron obtenidos a bordo por observadores científicos del Instituto de Fomento Pesquero. Las capturas superiores a cero representaron el éxito de la pesca y se modelaron considerando una distribución de Bernoulli, mientras que las tasas de captura (kg por trampa) siguieron una distribución gamma condicionada al éxito de la pesca. Se comparó el desempeño de dos modelos Bayesianos jerárquicos que se diferencian en el campo espacial no estacionario, uno de ellos representado por un campo espacial constante y otro por una distribución oportunista que cambia anualmente. El mejor modelo espaciotemporal con barrera física fue un modelo espacial oportunista con diferentes cambios espaciales anuales. Se concluye que la estructura espacial de la pesquería en la zona de estudio podría estar asociada con la decisión de los pescadores de elegir dónde operar en un año determinado, lo que podría determinar hiper-estabilidad en las tasas de captura. El análisis espacial con estas características contribuye a la evaluación y manejo de esta pesquería, ya que los índices de abundancia dependientes de la pesquería podrían ser consecuencia de múltiples factores, incluida la percepción del agotamiento local y los costos involucrados.
Análisis multivariado de la morfometría y escutelación del género Microlophus duméril & bibrón , 1837 en Chile implicaciones taxonómicas.
(Universidad de Concepción., 2015) Escobar Huerta, Gustavo Adolfo; Ortiz Zapata, Juan Carlos
Microlophus Duméril & Bibron, 1837, es un género de lagartijas ampliamente distribuido desde el sur de Ecuador hasta el norte de Chile, así como en el Archipiélago de las Galápagos. Actualmente, la situación taxonómica del genero Microlophus en Chile necesita ser reevaluada, con la finalidad de establecer caracteres diagnósticos robustos que permitan diferenciar entre especies. En un intento por aclarar la situación taxonómica de este grupo en Chile, se realizó un análisis de componentes principales (ACPs) y de funciones discriminantes (AFDs) sobre 13 variables morfométricas y 22 variables merísticas. Con la finalidad de evitar el sesgo producido por el dimorfismo sexual de tamaño, todos los análisis se realizaron en ejemplares adultos y separando machos de hembras. Los resultados morfométricos revelan que el género Microlophus es altamente conservado en cuanto a sus dimensiones corporales. Desde el punto de vista merístico, los ACPs y AFDs reconocen la existencia de cuatro especies: M. atacamensis, M. quadrivittatus, M. theresioides y M. yanezi. Las dos primeras especies se distribuyen ampliamente en la región desértica litoral (intermareal rocoso), mientras que las dos últimas habitan principalmente en la región desértica interior. Sustentados en nuestros resultados, sugerimos que M. tarapacensis sea considerada sinónimo de M. theresioides. La presencia de M. heterolepis en Chile, señalada por Donoso-Barros (1966), es errónea. Su descripción fue realizada sobre ejemplares de M. yanezi. Bajo este contexto, M. heterolepis debe ser restringida al Perú.
Aporte de material terrígeno en fiordos de Patagonia del Norte: evidencia geoquímica en sedimentos recientes y del holoceno tardío.
(2005) Sepúlveda Arellano, Julio Cesar; Pantoja Gutiérrez, Silvio
Debido a su posición geográfica en el límite norte de influencia de los Vientos de Deriva del Oeste (Westerlies), la zona centro-sur de Chile ha sido descrita como un área sensible para estudiar variaciones de este patrón de circulación atmosférico en el pasado, y elucidar su relación con sistemas climáticos de bajas y altas latitudes. La zona de fiordos de Patagonia del Norte constituye una interesante área para el estudio de cambios en el patrón de lluvias derivados de cambios en la intensidad y posición de los Westerlies. Considerando que la zona de fiordos ha sido descrita como un sistema estuarino con un importante aporte de ríos, una marcada señal terrestre debiera ser preservada en el registro sedimentario. Además, la presencia de tasas de sedimentación relativamente altas en esta zona permiten la recuperación de registros de alta resolución a partir del último periodo glaciar. En este trabajo se estudia la geoquímica de sedimentos superficiales de la zona de fiordos de Patagonia del Norte a través de análisis elemental, isotópico y de biomarcadores, además de la composición geoquímica de materia orgánica terrestre y marina para ser usado en una ecuación de mezcla. El material orgánico de origen terrestre representa en promedio un 40% del carbono orgánico total depositado en la zona de fiordos, donde un fuerte gradiente fue detectado (~80 % de diferencia) entre aquellas áreas situadas bajo una mayor influencia oceánica y zonas más protegidas y aisladas (cabeza de fiordos) y aquellas áreas cercanas a desembocaduras de río. Nuestros resultados indican que entre ~ 1.2 y 17.1 g C m-2año-1de origen terrestre alcanzaría la interfase agua-sedimento, proveniente de ríos y del escurrimiento continental. Adicionalmente, se reconstruye la productividad primaria exportada durante el último siglo en el Fiordo Puyuhuapi (~44°50’S), a través de registros sedimentarios y parámetros geoquímicos y micropaleontológicos como “proxies” de productividad. Se encontró una estrecha relación entre productividad y precipitación, en especial durante aquellos periodos de menor precipitación, coincidente con una disminución general de la productividad en el fiordo. La comparación de nuestros resultados con otros registros climáticos de la zona sugiere que la productividad marina pudo responder a interacciones océano-atmósfera en una escala local, mientras que a escala regional, la productividad marina del área podría estar relacionada a procesos de mayor escala como El Niño Oscilación del Sur (ENOS).Finalmente, se presenta una detallada reconstrucción de aporte orgánico de origen terrestre en la zona de fiordos como indicador de precipitación y escurrimiento continental para los últimos 1750 años, asociados a variaciones latitudinales y cambios en la intensidad de los Westerlies, basado en el análisis de un testigo sedimentario obtenido en el fiordo Jacaf (44°19'65"S, 72°58'15"W). Se observan dos diferentes modos de precipitación y escurrimiento continental en nuestro registro, un periodo más seco antes de 900 años atrás y un periodo más húmedo posterior a 750 años atrás. El cambio entre ambos modos ocurrió en aproximadamente 150 años, coincidente con el periodo final del Periodo Cálido Medieval (MWP). A escala regional, encontramos que el incremento en precipitación debido a una posición más al norte de los Westerlies detectado antes de 750 años atrás, ocurrió desfasado en 25 y 100 años en otros registros de Chile a 41°S y 33°30’S, respectivamente, lo que sugiere un desplazamiento de los Westerlies hacia el norte en ~ 1 grado de latitud en 8-9 años durante dicho periodo. Nuestro registro sugiere que cambios latitudinales en los Westerlies y en la precipitación en la zona de fiordos ocurre más en fase con el sistema climático tropical que con el sistema climático Antártico. Palabras Claves: Holoceno, Westerlies, fiordos, geoquímica, Chile
Aportes continentales y oceánicos de nutrientes inorgánicos al golfo de Arauco (Región del Biobío) y un análisis del estado trófico.
(Universidad de Concepción, 2024) Fernández Perera, Yasser; Quiñones, Renato; Sobarzo, Marcus
En las zonas costeras existen ecosistemas sensibles que ofrecen hábitats críticos para muchas especies marinas, al tiempo que brindan servicios ecosistémicos de gran importancia para el ser humano. Estos ecosistemas son muy heterogéneos y están sujetos a constantes cambios provocados, en parte, por procesos físicos, químicos y biológicos externos que varían a diferentes escalas espaciales y temporales, por ejemplo, aportes de materia orgánica y nutrientes desde el continente, flujos de aguas subterráneas, fluviales y lavado del suelo, radiación solar, precipitación y surgencia costera, entre otras. Al combinarse estos procesos pueden, bajo ciertas circunstancias, crearse sistemas biológicamente muy productivos, pero vulnerables a las presiones ambientales, tanto naturales como antropogénicas. Por otra parte, las zonas costeras son altamente pobladas y, en consecuencia, son sistemas altamente vulnerables. Alteraciones biogeoquímicas producidas por ejemplo por el incremento en el ingreso de nutrientes y/o en sustancias contaminantes continentales, pueden desencadenar procesos de eutrofización y cambios en las tramas tróficas (ej. blooms de fitoplancton). El golfo de Arauco, ubicado en la zona centro-sur de Chile, presenta una orientación hacia el ecuador, siendo considerado como un enclave económico importante del país albergando importantes industrias y actividades económicas claves para la economía nacional. Entre las principales industrias, destaca la pesca, industria forestal y producción de pulpa y celulosa, industria química, minería, producción de energía, turismo y recreación, entre otras. La zona ha presentado un rápido crecimiento económico y demográfico. En la actualidad, posee una población de 419 595 personas distribuidas en cinco comunas. Desde el punto de vista oceanográfico, el golfo está bajo la influencia de la surgencia costera, debido a la predominancia de vientos sur-oeste, principalmente desde primavera hasta comienzos de otoño. Los eventos de surgencia llevan a la superficie agua ecuatorial sub-superficial (AESS) con altas concentraciones de nutrientes (20-40 de nitrato, 2,6-3 de fosfato), alta salinidad (34,4-34,9) y bajo contenido de oxígeno disuelto (2-15 % saturación). Se ha planteado, en la literatura científica, que la carga de nutrientes aportada por el río Biobío explicaría la elevada productividad primaria en el golfo de Arauco. Sin embargo, no existe suficiente información cuantitativa sobre el proceso de incorporación de nutrientes proveniente de otras fuentes externas, tales como los aportes producidos por procesos de surgencia y los flujos antropogénicos terrestres, tanto fluviales como antropogénicos. En este contexto, el presente trabajo de Tesis plantea las siguientes dos hipótesis. Primero, que la concentración de nitrógeno (N) y fósforo (P) que ingresa al golfo de Arauco producto de la surgencia generada por vientos sur-oeste es mayor que aquella proveniente de fuentes de origen terrestre, tanto naturales como antropogénicas y, segundo, que en el golfo de Arauco, durante el periodo primavera-verano la proporción N/P en la capa superficial de la columna de agua será menor que en el periodo de invierno, producto de la influencia de las aguas ecuatoriales subsuperficiales. Para contrastar estas hipótesis, se estimó el balance de nutrientes en el golfo de Arauco, determinando la importancia relativa del aporte de nitrógeno inorgánico disuelto y fósforo inorgánico disuelto generado por surgencia y fuentes terrestres fluviales y antropogénicas. Para ello, se compararon los aportes antropogénicos y el ingreso de N y P por surgencia costera en las diferentes estaciones (verano, invierno, primavera y otoño) y a escala interanual (2015 a 2019), utilizando el modelo biogeoquímico de cargas LOICZ de una caja y doble capa (Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone, LOICZ) del programa Future Earth (Gordon et al. 1996). Nuestros resultados evidenciaron que en el golfo de Arauco existen 21 fuentes emisoras de nutrientes relacionadas con diferentes actividades o procesos industriales, incluyendo las aguas servidas, además de 4 entradas fluviales principales (ríos Biobío, Laraquete, Carampangue y Tubúl-Raqui. La mayor parte de los nutrientes que llegan a las aguas costeras del golfo de Arauco desde el continente provienen de los ríos, aportando el 65% (56.897 kg d-1) de los aportes totales (87.390 kg d-1); mientras que, los efluentes industriales aportan el 35 % (30.493 kg d-1). Cabe destacar que el aporte de los ríos incluye fuentes naturales y antrópicas. Las fuentes industriales más relevantes en cuanto a aportes de nutrientes fueron, en primer lugar, la industria y procesamiento de pescado, seguido de la industria forestal y producción de pulpa y celulosa, aguas servidas, producción de energía y, finalmente, otras industrias. Por su parte, las modelaciones indicaron que el sistema recibe flujos de agua, sal y nutrientes desde el océano adyacente hacia la capa profunda durante todo el año, con entradas oceánicas máximas durante la primavera y el verano mientras que, los suministros de origen continental hacia la capa superficial son mayores durante el invierno y primavera. Desde el punto de vista interanual, los flujos de nutrientes desde el océano abierto disminuyeron durante los eventos cálidos (El Niño) reportados durante los años 2015 y 2019 mientras que, durante los eventos fríos (La Niña) o periodos neutrales no se evidenciaron diferencias significativas. Los tiempos de residencia del sistema se estimaron en 20 días para la primavera, 35 en verano, 64 en otoño y 40 en invierno. Además, se obtuvieron flujos negativos de ΔPID y ΔNID en la capa superficial y positivos en la capa profunda, indicando producción de materia orgánica suficiente como para ser exportada al océano abierto o ser enterrada en el sedimento marino. Nuestros resultados indican que el golfo de Arauco funciona como un sumidero de carbono con predominio de la fijación de nitrógeno y un estado autótrofo en la capa superficial. La capa profunda, no obstante, mostró heterotrofia en las estaciones de primavera de 2015 y 2017, verano de 2017 y 2019 y otoño de 2017.
Aproximación a un modelo predictivo de uso de hábitat por ballenas azules (Balaenoptera musculus) basado en mediciones oceanográficas satelitales, entre la Ecorregión Chiloense y el Golfo de Corcovado (42°-45°S).
(Universidad de Concepción., 2018) Cantergiani Suazo, Carlos Antonio; Chiang Rojas, Gustavo; Schneider, Wolfgang
Las ballenas azules, categorizadas como “en peligro de extinción”, frecuentan las aguas del mar interior de Chiloé, intensificando su presencia durante los meses de verano, asociado a elevados niveles de productividad, siendo un sitio clave para la recuperación de la población. Ante las dificultades espacio-temporales existentes para registrar avistamientos de cetáceos, una alternativa son los estudios de SDM mediante sensoramiento remoto. Esta investigación desarrolla aproximaciones a un modelo predictivo del área con mayor probabilidad de uso de hábitat por ballenas azules, a través de mediciones oceanográficas satelitales. Datos de presencia se registraron desde 2014 a 2017 durante el verano del hemisferio sur, entre la ecorregión Chiloense y el Golfo de Corcovado. Data ambiental satelital se obtuvo desde el sistema MODIS. Se aplicó test de Spearman para determinar correlación entre parámetros y datos de presencia. Para desarrollar el modelo predictivo se empleó un modelo de distribución de especies de máxima entropía (SDM-MaxEnt en Inglés). Test de Spearman indica que la asociación de las variables PAR + POC (r=0,785), resulta ser la correlación que mejor explica la selección de hábitat. Por otro lado, el modelo MaxEnt, proporciona que las mayores contribuciones porcentuales para los parámetros ambientales son POC=45,1%, SST=33,5%, y Chl-a=11,2%. Para esta investigación, el modelo de selección de hábitat sitúa la mayor probabilidad de encuentro en el área Noreste del mar interior de Chiloé. Debido a la alta variabilidad del ambiente marino, determinar la selección de hábitat es una contribución significativa al conocimiento de la ecología y distribución de las ballenas azules. Esto permite avanzar a desarrollar un modelo predictivo para la selección del hábitat, asociando observaciones de campo con parámetros ambientales como predictores de selección de hábitat y la probabilidad de encuentro, ante el intenso escenario de cambio climático.
Asociación ambiental de merluza común (Merluccius Gayi Gayi) en la zona centro-sur de Chile, entre 1993 y 2006.
(Universidad de Concepción., 2011) San Martín Quinteros, Marcelo Alejandro; Cubillos Santander, Luis Antonio
Se evaluó la relación entre la densidad acústica (sA) de la merluza común (Merluccius gayi gayi) y las condiciones ambientales existentes desde 1993 a 2006. Se utilizó la técnica de los Modelos Aditivos Generalizados (MAG) para relacionar la densidad acústica de merluza común con la variable de posición (latitud/longitud), profundidad, temperatura del mar, salinidad y oxigeno disuelto. Todas las variables fueron registradas a la misma profundidad de la densidad acústica. Los datos, incluyendo registros positivos y ceros, fueron modelados usando MAG con diferente distribución de los errores. El primero correspondió a MAG con distribución normal, usando datos transformados mediante logaritmo natural. La segunda distribución usada fue la distribución poisson-compuesta (Tweedie). Esta distribución permite modelar los datos sin previa transformación, incorporando tanto las observaciones positivas como los registros cero. La devianza explicada de los diferentes modelos MAG aplicados, dependió de la distribución del error asumida. Sin embargo todos los modelos aplicados se ajustaron de buena manera a los datos y la variable respuesta mostró similar dependencia con cada predictor bajo diferente distribución del error. Altas densidades acústicas estuvieron generalmente asociadas al centro del área de estudio. No obstante, entre 2004 y 2006 se apreció un cambio en esta asociación, observándose altas densidades acústicas hacia los bordes del área de estudio. Los resultados indican una preferencia de la merluza común por profundidades comprendidas entre 100 y 400 metros. Predictores de posición y profundidad fueron modificados en el periodo 2004-2006, evidenciando altas densidades de individuos juveniles en aguas más someras. De acuerdo con las variables ambientales, los rangos de preferencia de la merluza común fueron los siguientes: temperaturas comprendidas entre 8°C y 12°C, salinidades entre 33,5 y 34,7psu, y concentraciones de oxigeno disuelto entre <1 a 5 ml/l. Estos valores caracterizan al Agua Ecuatorial Subsuperficial (AESS). El análisis del periodo total (1993-2006), mostró que el predictor año es altamente significativo. Las densidades acústicas predichas mostraron una tendencia creciente entre 1993 y 2001, mientras que desde el año 2002 a 2006 estas revelaron un comportamiento decreciente. Un modelo MAG con una distribución de error binomial (presencia/ausencia), fue implementado para relacionar los juveniles de merluza común (<34 cm) con las variables ambientales. Para el periodo 1997 a 2006, los individuos juveniles motraron una alta presencia en la zona norte del área de estudio (29°S-31°S), decreciendo hacia el centro del área e incrementándose nuevamente hacia el sur. Se encontró una relación lineal negativa entre la presencia de juveniles y la profundidad. Juveniles de merluza común parecieran tener preferencia por temperaturas mayores a 10°C, salinidades entre 33,8 y 34,2 psu y concentraciones de oxigeno comprendidas entre 3,5 y 5,5 ml/l.
Asociaciones positivas con plantas facilitadoras en zonas de alta montaña y sus consecuencias en el rango de distribución de especies vegetales.
(Universidad de Concepción., 2009) Henríquez Velásquez, Carla A.; Cavieres González, Lohengrin Alexis
En las últimas décadas ha existido un creciente avance en lo que se refiere a investigaciones sobre interacciones positivas y sus consecuencias en la dinámica de las comunidades vegetales. Muchas de estas investigaciones concuerdan en que la importancia de las interacciones positivas del tipo facilitación aumenta bajo condiciones adversas. Esto se debe a que algunas plantas modifican el ambiente en el que se encuentran, lo que permite la existencia de otros individuos vegetales en lugares que sería poco probable su desarrollo en ausencia de éstas plantas. Las zonas de alta montaña presentan bajas temperaturas en aire y suelo, inestabilidad en el sustrato, corta duración de la estación de crecimiento. Estos son los principales factores limitantes para el establecimiento de plantas, lo que provoca una elevada mortalidad de plántulas e impiden la expansión de especies más sensibles al frío hacia zonas más elevadas. Las plantas en cojín son una forma de crecimiento dominante en estos ecosistemas y, ha sido ampliamente demostrado que estos organismos mejoran las condiciones de temperatura, humedad del sustrato y concentración de nutrientes con relación al hábitat que las rodea. Estas características pueden asegurar el desarrollo de otras especies e incluso podrían estar modificando los patrones de distribución de dichas especies. De acuerdo a esto, la hipótesis de este trabajo es que la asociación con plantas en cojín, específicamente Azorella madreporica, permite a otras especies vegetales aumentar su rango de distribución altitudinal. Para esto, se eligieron 2 gradientes altitudinales en los Andes de Chile Central (33ºS) y se determinó la riqueza de especies creciendo dentro y fuera de Azorella madreporica. A través de la técnica de promedios ponderados se calculó el valor del óptimo y la amplitud altitudinal de cada especie encontrada en ambos gradientes altitudinales. Los resultados muestran modificaciones en ambos parámetros. Pero no siempre a favor de la hipótesis propuesta.
Asociaciones positivas de plantas vasculares y musgos a Bolax gummifera (Lam.) Spreng. en comunidades Alto-andinas de la Isla Navarino.
(Universidad de Concepción., 2012) Méndez Herranz, Manuela Oriana; Cavieres González, Lohengrin Alexis; Rozz, Ricardo
Esta tesis utilizó la metodología de la Filosofía Ambiental de Campo para integrar la ecología y la ética ambiental en un ciclo de 4 pasos interconectados: 1) investigación interdisciplinaria ecológica y filosófica; 2) composición de metáforas, 3) diseño de actividades ecológicas y éticamente guiadas y 4) implementación de áreas de conservación in situ. La investigación ecológica tuvo como objetivos centrales (1) evaluar qué sucede con la frecuencia de la facilitación en el punto final de un gradiente latitudinal que genera mayor severidad abiótica y (2) evaluar las respuestas de plantas vasculares y no-vasculares a la facilitación otorgada por una planta en cojín. Para esto, se evaluaron las asociaciones espaciales de especies de plantas vasculares y musgos a plantas en cojín de la especie Bolax gummifera en comunidades alto-andinas en la isla Navarino, en la Reserva de Biosfera Cabo de Hornos. La metodología consideró la selección al azar 50 cojines y 50 espacios abiertos de igual área y la identificación de las especies que crecen dentro de ellas, en sitios con distintas condiciones de severidad abiótica. Este procedimiento se realizó en una ladera de exposición ecuatorial y una ladera de exposición polar. Se encontró que los cojines albergan una mayor riqueza de plantas vasculares tanto en la ladera de exposición ecuatorial como en la de exposición polar, sin embargo, el efecto de facilitación fue más marcado en la ladera de exposición ecuatorial. Los musgos presentaron un patrón diferente respecto a la facilitación, puesto que no se encontraron diferencias significativas en la riqueza de especies de musgos presentes dentro y fuera de las plantas cojines. Los resultados obtenidos en esta investigación enfatizan la importancia de incluir a las plantas no vasculares al probar la hipótesis del gradiente de estrés en sitios de gran latitud y altura, ya que estos son el mayor componente de la flora local y se comportan de manera distinta. Además, a menudo no son consideradas en este tipo de estudios a pesar de ser componentes dominantes en la flora local.
Aspectos de la ecología trófica de poblaciones de peces del río Chillán (VIII región, Chile).
(Universidad de Concepción., 2003) Berrios Torrejón, Patricia Alejandra; Ruiz Rodríguez, Víctor Hugo
Se estudiaron las especies ícticas tanto nativas como introducidas que habitan en el curso principal del Río Chillán (VIII Región) (36º49’S; 71º27’W y 36º39’S; 72º30’W), para establecer la amplitud del espectro trófico de cada especie, importancia relativa de las presas en la dieta, y grado de selección que los depredadores realizan en el sistema. Se determinó también, el grado de solapamiento dietario de las especies analizadas en el estudio. Se analizó un total de tres especies nativas (Trichomycterus areolatus Valenciennes, 1848, Cheirodon galusdae Eigenmann, 1927 y Percichthys trucha (Cuvier & Valenciennes, 1833)) y dos especies introducidas (Oncorhynchus mykiss (Walbaum, 1792) y Salmo trutta (Linneo, 1758)), siendo estas últimas las más abundantes. La información entregada por el contenido estomacal fue analizada cuantitativamente mediante el empleo de índices alimentários, de heterogeneidad trófica, diversidad, electividad y el índice de Morisita simplificado (CH). Fueron aplicados también análisis de conglomerados, Test U de Mann – Withney y el Coeficiente de Correlación de Spearman. Los resultados muestran diferencias significativas (p> 0,05) en la composición del espectro trófico de las diferentes especies, así como en la importancia relativa (IIR%) de las presas que componen sus respectivas dietas. El grado de selección que los depredadores realizan en el ambiente es marcadamente diferente entre las especies ícticas nativas e introducidas. El nivel de solapamiento dietario de las diferentes especies analizados se acentúa al interior de los grupos “nativos” e “introducidos” y disminuye al comparar entre estos dos grupos.

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