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Comportamiento respiratorio de muggiaea atlantica (cnidaria: siphonophora) bajo condiciones de hipoxia en la zona de surgencia de Chile centro-sur.
(Universidad de Concepción, 2024) Larson Paredes, Constanza Valentina; Urbina Fonerón, Mauricio Andrónico; Escribano Veloso, Heraclio Rubén
Muggiaea atlantica es la especie del zooplancton gelatinoso más abundante en los sistemas de surgencia costera, los cuales exhiben condiciones de oxígeno altamente variables bajo la presencia de una zona mínima de oxígeno (ZMO) somera, con una distribución vertical cambiante debido a la surgencia pulsátil. El comportamiento respiratorio de esta especie y sus respuestas adaptativas a las condiciones fluctuantes hipóxicas/normóxicas en dichas zonas de surgencia no están completamente entendidas. En este trabajo, individuos (fases nectóforo y eudoxia) fueron capturados en el centro-sur de Chile (36°30 S) durante agosto de 2022 y marzo de 2023 y sometidos a mediciones de respirometría en condiciones de laboratorio. Parámetros fisiológicos como la tasa metabólica estándar (SMR), la presión parcial crítica de oxígeno (PCRIT) y la capacidad de suministro de oxígeno (α) fueron estimados y relacionados con la temperatura superficial del mar in situ, oxígeno superficial, salinidad superficial, clorofila-a superficial y la profundidad de la capa de mezcla obtenida de datos satelitales. La SMR media fue estimada en 9.4 ± 2.54 nmolO2 mgP-1 h-1 (≈0.06 µmolO2 gWW-1 h1), PCRIT fue 1.6 ± 0.60 kPa, y la media de α fue 5.4 ± 1.74 nmol O2 mg P-1 h1kPa-1 (≈0.03 µmolO2 gWW-1 h-1 PO2-1). El comportamiento de la SMR como función de la presión parcial de oxígeno sugirió que esta es una especie oxireguladora, aunque con un consumo de oxígeno adicional sobre la SMR (>70% de las mediciones), implicando una respuesta de "estrés". La SMR estuvo significativamente correlacionada con todas las variables oceanográficas in situ, incluyendo un índice de surgencia, mientras que PCRIT 11 estuvo correlacionado con la temperatura, oxígeno y clorofila-a. El parámetro α solo se encontró asociado con el oxígeno in situ. Los hallazgos indicaron que M. atlantica es una especie altamente tolerante a la hipoxia severa en la zona de surgencia sujeta a una ZMO somera. Sin embargo, esta capacidad depende de los parámetros fisiológicos de la especie los cuales son dependientes de la variabilidad estacional e intraestacional del proceso de surgencia.
Niche aspects that allow the coexistence of a carnivore community in different habitats of andean mountain range in central Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Zamora Cornejo, Francisca Antonia; Rodríguez Serrano, Enrique; Hernández, Cristian
Competition is produced by niche overlap, especially in morphologically, ecologically, phylogenetically similar species, and sympatric. However, if resources are enough, species would do a niche partitioning in 3 fundamental axes: food, time, and space. Understanding predator interaction allows us to understand the ecological relationship inside a community. In central Chile, there are carnivore species living in sympathy. In turn, this area concentrates a greater anthropization of the habitat, leading species to coexist in an environment with less resource availability. Therefore, the main objective of this work was to comprehend how the three principal axes allow the coexistence of these predators in an environment with limited resources. We proposed that carnivore species with closely related ecology and morphology exhibit greater spatial-temporal segregation to avoid aggression risk and resource competition. Furthermore, we expect that in the native habitat, carnivores segregate their diets due to the high diversity of food. In the anthropized habitat, more exotic food items will be consumed due to the decrease of native items, changing trophic dynamics among competitive carnivores. To do that, we compared an anthropized habitat with a native one in Radal Siete Tazas National Park. We evaluated the spatial-temporal axis with camera traps, and for the trophic niche, we collected and analyzed carnivore scats and captured small mammals in the study area. We obtain data from 6 of 8 carnivores. Most species preferred dark hours, except quique, and had different habitat preferences. Carnivores' diet was mainly composed of small rodents, mostly exotic species. In the native habitat, we observe a greater number of niche interactions among carnivores with moderate and high overlap values, while in the anthropized habitat, there were fewer predator species and less resource availability; therefore, there was less niche interaction, but those were all high niche overlap. From the three principal axes, spatial niche segregation and different habitat preferences seem to be the keys to the coexistence of this carnivore community through these different habitats; trophic and temporal niches per habitat and species also play a key role in avoiding resource competition when the spatial axis is overlapped.
Convergencia incompleta en Alsodidae (Anura: Alsodes Bell 1843) acuáticos de alta montaña: Análisis mediante microtomografía computarizada y métodos comparados filogenéticos
(Universidad de Concepción, 2024) Morales Bustos, Jesús Alexander; Correa Quezada, Claudio; Hernández, Cristián E.
La fascinación por la diversidad biológica y cómo las especies se han adaptado a sus entornos ha llevado a explorar fenómenos como la convergencia evolutiva; proceso en el cual diferentes linajes han evolucionado de manera independiente, desarrollando similitudes morfológicas como respuesta a presiones selectivas similares en distintas partes geográficas. Los anuros, con su amplia diversidad y adaptaciones morfológicas específicas, son un grupo ideal para estudiar estos mecanismos. En particular, el género Alsodes, representativo de la biodiversidad de anfibios en Chile, incluye especies adaptadas tanto a bosques templados como a ambientes acuáticos altoandinos. De esta forma, las presiones selectivas diferenciales de estos ambientes, como la disponibilidad de presas, influiría en los mecanismos de alimentación promoviendo evolución de estructuras craneales y rasgos como la orientación ocular que favorecerían la adaptación a estos ambientes. La predicción de esta hipótesis sería la convergencia evolutiva en estos rasgos entre las especies acuáticas altoandinas Alsodes montanus y Alsodes pehuenche. Para evaluar la principal predicción de la hipótesis evolutiva, se actualizó y calibró la hipótesis filogenética de Alsodidae, incluyendo a A. montanus por primera vez. Se midieron características morfológicas usando fotografías dorsales de la cabeza y microtomografía computarizada de alta resolución para analizar la orientación ocular y la forma del módulo integrado del suspensorio con imágenes 3D, respectivamente. La convergencia evolutiva entre especies acuáticas altoandinas se evaluó mediante métodos comparados filogenéticos y se modificó la métrica C1 de Stayton basada en patrones. De esta forma, se determinó una convergencia incompleta entre las especies acuáticas altoandinas, y las adaptaciones sugieren un mecanismo de alimentación por succión inercial, al menos en A. montanus. Finalmente, aunque A. montanus y Alsodes pehuenche presentan rasgos similares, este último se encuentra influenciado tanto por la relación ancestro-descendencia (régimen evolutivo terrestre) como por una colonización más reciente de los ambientes acuáticos extremos altoandinos, lo que indica adaptaciones morfológicas específicas para la supervivencia en estos hábitats.
Divergencia en Eriosyce sensu stricto (Cactaceae) en el desierto de Atacama: Una perspectiva desde la genómica adaptativa.
(Universidad de Concepción, 2024) Melo Gaymer, María Paz
La estructura genética de las especies en biomas desérticos es fuertemente influenciada por factores climáticos como la escasez hídrica y las altas temperaturas, las cuales pueden constituir una presión selectiva que promueve la divergencia. En el desierto de Atacama durante los ciclos glaciales del Pleistoceno, el enfriamiento y el aumento de la aridez global provocó la expansión de biomas áridos y diversificación de especies xerofíticas. En Chile se distribuyen dos especies hermanas de cactáceas a lo largo de un amplio gradiente latitudinal de aridez. Las poblaciones más septentrionales pertenecen a la especie Eriosyce rodentiophila, habitando zonas costeras de la región de Antofagasta y Atacama. Mientras que las poblaciones de E. aurata habitan zonas costeras y valles de la cordillera de los Andes, desde la región de Atacama a Valparaíso. En esta investigación, se evaluó si existe una relación entre el gradiente de aridez y la divergencia de grupos genéticos de estas especies y cuál es el principal predictor ambiental que influye en esta diferenciación. Hipotetizamos que el gradiente de aridez ha actuado como una fuerza selectiva conduciendo la diferenciación genómica adaptativa, promoviendo la especiación entre E. rodentiophila y E. aurata. Para llevar a cabo el estudio, se extrajo ADN de 87 individuos de 14 localidades distribuidas latitudinalmente y fueron genotipificadas mediante la técnica DarTseq, obteniendo 121.209 SNPs. De predictores ambientales se utilizaron las 19 variables bioclimáticas básicas, elevación, radiación, índice de aridez, evapotranspiración y humedad. Para evaluar adaptación genómica, se utilizaron análisis bayesianos como el modelo mixto de factores latentes que arrojó 475 SNPs candidatos a adaptación y mediante algoritmos de factorización se determinó la presencia de 6 clústeres genéticos según datos neutrales. Finalmente, mediante un análisis de disimilitud generalizada, se determinó que la temperatura media del trimestre más seco y el índice de aridez son las variables climáticas que mejor explican la variación adaptativa de los 6 clústeres genéticos. Complementariamente el análisis de redundancia apoya la importancia de la temperatura y la aridez en la divergencia adaptativa. Se comprobó según el índice de fijación que hay mayor divergencia genética adaptativa y, además, mediante un análisis de varianza molecular se determinó que las diferencias entre los 6 clústeres genéticos son mayormente explicadas por datos adaptativos en comparación con datos neutrales. La temperatura reforzada por la sequía es determinante en la diferenciación de grupos genéticos. El efecto de estas variables sobre la diferenciación genética tiene un efecto significativo en el aislamiento de las poblaciones, promoviendo las diferencias locales adaptativas. De esta forma, las distintas poblaciones deben adaptarse a condiciones específicas generando patrones de aislamiento ecológico y geográfico. Dado que el gradiente de aridez es un factor clave en la divergencia adaptativa de las poblaciones de estas especies, es muy importante de considerar en el escenario de cambio climático para dar un enfoque de priorización de poblaciones en planes conservación del desierto de Atacama.
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.
Respuesta del oxígeno disuelto y la temperatura en aguas de la plataforma interior al forzamiento local del viento.
(Universidad de Concepción, 2024) Muñoz Herrera, Richard Antonio; Sobarzo Bustamante, Marcus
La variabilidad espacial y temporal del oxígeno disuelto es uno de los aspectos determinantes para la productividad del ecosistema marino costero y para las poblaciones humanas que dependen económicamente de los recursos. La condición de hipoxia en estos sistemas ocurre cuando el oxígeno disuelto se encuentra bajo el nivel necesario para sustentar la vida en un umbral de concentración <2,0 mg/L, equivalente a 62,5 μM y, aproximadamente, a un 30% de saturación de oxígeno. La literatura referente al oxígeno disuelto y a la condición de hipoxia se centra generalmente en procesos y efectos biológicos. Son menos los estudios que han intentado comprender los forzantes físicos que inducen la variabilidad del oxígeno disuelto en aguas de la plataforma interior. Aunque en Chile centro-sur (35°–39°S) es frecuente asociar bajos niveles de oxígeno disuelto con aguas frías de surgencia, la respuesta de ambas variables en el tiempo y el espacio a fluctuaciones del viento sinóptico aún no ha sido bien descrita. Considerando la eventual respuesta de la variabilidad del oxígeno disuelto y la temperatura al forzamiento del viento costero local, este estudio plantea la siguiente hipótesis: El arribo de aguas hipóxicas a la plataforma interior ocurre sólo cuando el viento favorable a la surgencia ha soplado por al menos dos días. Para responder a esta hipótesis se utilizaron series temporales de oxígeno disuelto y temperatura obtenidas desde seis anclajes instalados a baja profundidad en la plataforma interior de la costa de Chile central, frente a las localidades costeras de Mela, Dichato, Chome, Arauco, Llico y Yani. Como referente de la variabilidad estacional se utilizó la serie mensual hidrográfica Estación 18 (36°29,94’S; 73°8,57’W) ubicada en la plataforma intermedia (36°20’S; 73°44’W) en una profundidad cercana a -90 m. Registros de la dirección y velocidad del viento se obtuvieron de estaciones meteorológicas costeras en Dichato, Tomé, San Vicente, Punta Hualpén, Coronel y Lebu. El análisis fue complementado con datos hidrográficos provenientes de dos cruceros realizados en el Golfo de Arauco a fines de verano tardío (marzo 2019) y en invierno (junio 2018). Se analizó el viento costero, el oxígeno disuelto y la temperatura en las escalas diaria, sin óptica y estacional. Además, se determinó la respuesta del oxígeno disuelto y la temperatura al forzamiento del estrés del viento sin óptico, para determinar las caracteísticas (duración y magnitud) del viento generador de eventos hipóxicos. El viento registrado en las seis estaciones costeras en estudio mostró un eje de máxima varianza (EMV) orientado entre 3 y 344°, con respecto al norte geográfico. El EMV en las estaciones meteorológicas de Hualpén y Dichato representó sobre el 78% de la variabilidad total. En el dominio de la frecuencia el ciclo diurno fue significativo en la componente zonal y meridional, con esta última mostrando un mayor porcentaje de energía. Los espectros rotatorios del viento revelaron un máximo diurno relativo de mayor energía anti-horaria que horaria. El análisis de Funciones Ortogonales Empíricas (EOF) realizado a las seis estaciones meteorológicas mostró que el viento sin óptico (períodos >40 h) en el Modo 1 (PVE=38,1 %) se ajusta preferentemente a la línea de costa. Los análisis del viento costero permitieron seleccionar a la estación Punta Hualpén como la más representativa de la variabilidad del viento a lo largo de costa. Esta estación meteorológica fue utilizada para evaluar la respuesta del oxígeno y la temperatura de fondo al viento costero. Las series temporales de oxígeno disuelto de fondo mostraron que los anclajes desplegados en Mela, Coliumo, Chome y Arauco registraron concentraciones hipóxicas en el período primavera–verano, siendo este último (Arauco) el que exhibió hipoxia más persistente. Llico mostró un patrón similar a las estaciones anteriores pero con eventos de hipoxia más esporádicos y menos persistentes. Yani mostró concentraciones >5 mg/L durante la mayor parte del período analizado con temperaturas de fondo entre 12 y 15°C en invierno y <12°C en verano. En los 6 sitios analizados, el viento acumulado de 2 días generó la mayoría de los eventos hipóxicos, sólo Chome mostró un mayor porcentaje de eventos ocurridos con viento acumulado en 1 día (26 %). El estrés del viento acumulado promedio (N/m2) mostró que la mayor ocurrencia de eventos hipóxicos con viento soplando por dos días fue entre 1,0 y 1,1 N/m2. En relación a la duración de los eventos hipóxicos, Arauco mostró permanencia de agua con bajo oxígeno durante la gran mayoría del verano (diciembre, enero y febrero). Los cruceros hidrográficos en el golfo de Arauco (plataforma interior) mostraron que a fines de verano tardío el agua hipóxica se asoció a temperaturas de 11,8°C, salinidad de 34,6 y densidad de 26,33 Kg/m3. El área cubierta por la hipoxia de fondo fue de 1030 km2 (81% de la superficie total del Golfo de Arauco). En el invierno la hipoxia se relacionó con temperaturas de 12°C, salinidad entre 34,35 y 34,40 y densidad entre 26,0 y 26,2 Kg/m3. El área cubierta por la hipoxia de fondo fue de 879 km2 (69% de la superficie total del Golfo de Arauco). La plataforma intermedia mostró dos tipos de hipoxia: una fría durante la primavera bajo los 20 m y otra cálida durante el verano sobre los 15 m. Además, se observó la estacionalidad del agua hipóxica, ascendiendo en primavera–verano y descendiendo en otoño–invierno. Los patrones de variabilidad del oxígeno disuelto de fondo descritos en esta tesis contribuyen a comprender los regímenes de hipoxia en la zona costera de Chile centro–sur forzada por una surgencia estacional donde la intromisión de aguas con bajo contenido de oxígeno disuelto hacia la plataforma interior puede verse incrementando producto del aumento en la intensidad de los vientos generado por el cambio climático.
Respuesta del golfo de Arauco al paso de ciclones extratropicales durante el periodo invernal.
(Universidad de Concepción, 2023) Contreras Rojas, Josselyn Nathaly; Sobarzo, Marcus
El Golfo de Arauco (GA), situado en las costas de la región del Biobío, es el cuerpo de agua semicerrado más grande de Chile central. Esta región ha sido ampliamente estudiada durante los meses estivales, época en que las condiciones atmosféricas favorecen una intensa surgencia. En contraste, durante el invierno, caracterizado por un aumento en el paso de sistemas de baja presión atmosférica, conocidos como ciclones extratropicales, los estudios son más limitados. Esto ha resultado en un conocimiento insuficiente sobre las dinámicas invernales del GA, especialmente bajo la influencia de estos fenómenos atmosféricos. Esta investigación aborda esta brecha, concentrándose en cómo el GA responde a la presencia de estos ciclones extratropicales y a los cambios asociados en los patrones de viento, con el fin de entender mejor las dinámicas invernales en esta región. Para llevar a cabo este estudio, se caracterizó el paso de ciclones extratropicales a partir de campos de presión atmosférica (1979-2020) y su efecto sobre el viento meridional en la región. Utilizando estos resultados, se evaluó la respuesta de las corrientes en las conexiones del Golfo de Arauco con el océano, mediante observaciones de ADCP en la boca Chica (BC) y en la región occidental de la boca Grande (Punta Delicada; PD), en los inviernos de junio-septiembre 2016 y mayo-julio 2018. Adicionalmente se compararon los principales modos de variabilidad de las corrientes con el viento local a través de estudios de correlación y ondeletas de coherencia, revelando una influencia directa de los ciclones en la generación y modulación de las corrientes del GA. Estos resultados sugieren que la respuesta hidrodinámica del GA al paso de ciclones extratropicales se debe principalmente a la influencia del viento norte asociado a estos sistemas. Estos vientos, al superar cierta intensidad, provocan un transporte superficial de agua en PD hacia el interior del GA. Esto crea un gradiente de presión que dirige un flujo de salida por BC y a través de las capas subsuperficiales de PD. A medida que la fuerza del viento norte disminuye, el flujo superficial en PD se atenúa, lo que permite que el agua salga a profundidades menores. Este mecanismo sugiere un rol importante de los ciclones en la renovación de las aguas del GA, reduciendo potencialmente los tiempos de residencia del agua en el golfo. Por lo que estos hallazgos no solo aportan al entendimiento de la dinámica invernal del GA, sino que también pueden tener implicaciones significativas para la gestión ambiental y marina en la región.
Mezcla diapicna en la Zona de Mínimo Oxígeno frente a Chile Central: el rol de los dedos de sal.
(Universidad de Concepción, 2023) Pinto Juica, Mauro Alonso; Pizarro Arriagada, Oscar
La Zona de Mínimo Oxígeno (ZMO) de Perú-Chile es una de las ZMO más amplias, deficientes en oxígeno, y someras del océano mundial. Frente al sur de Perú y Chile, esta ZMO está estrechamente asociada a un máximo de salinidad que define el núcleo del Agua Ecuatorial Subsuperficial. Esta masa de agua está limitada por otras dos masas de agua provenientes del sur, que están bien ventiladas, de relativamente baja salinidad y frías. Nuestra hipótesis es que la estructura de estas masas de agua influye en la mezcla diapicna y, por tanto, en la ventilación de la ZMO. En esta investigación, utilizamos observaciones directas de microestructura, junto con mediciones de corriente y oxígeno, para analizar el impacto de la mezcla diapicna en los flujos de oxígeno disuelto dentro de las oxiclinas que delimitan la ZMO frente a Chile Central. Nuestros resultados muestran que el contraste termohalino en la oxiclina inferior favorece las condiciones para el desarrollo de inestabilidades de dedos de sal, que aumentan la difusividad diapicna hasta 2 órdenes de magnitud con respecto a la oxiclina superior, en donde predomina la turbulencia mecánica. Así, los dedos de sal contribuyen significativamente al transporte diapicno de oxígeno, favoreciendo la ventilación de la ZMO desde abajo. A lo largo de la mayor parte del oxiclina inferior en el Pacífico Sur Oriental, se observan condiciones para la formación de dedos de sal. Los sistemas de surgencia de Canarias y Benguela también se caracterizan por presentar ZMOs fuertes a moderadas, nuestros resultados indican que allí, también existen condiciones favorables para dedos de sal, sugiriendo que este proceso juega un papel clave en la dinámica de estas ZMOs.
Principales forzantes ambientales de la estructura comunitaria del microfitoplancton de primavera en el océano costero de la Patagonia chilena.
(Universidad de Concepción., 2023) Poblete Ulloa, Julio Esteban; Gutiérrez, Marcelo
Aunque representan una fracción menor del océano global, los márgenes continentales son considerados ambientes que contribuyen significativamente a la productividad primaria marina. El microfitoplancton cumple un rol fundamental en la síntesis de materia orgánica y la fijación del CO2 atmosférico en estos ambientes, contribuyendo así al funcionamiento de la bomba biológica de carbono en el océano. La Patagonia chilena, se extiende desde los 41.5 hasta los 56°S, a los cuales llegan aportes de agua dulce provenientes de ríos, glaciares y precipitaciones, con fuertes gradientes latitudinales y longitudinales en las condiciones oceanográficas. El ecosistema de fiordos de la Patagonia se caracteriza por presentar una dinámica estacional en la productividad primaria, con florecimientos hacia finales de invierno y primavera que impactan el flujo de carbono y contribuyen a que esta región se comporte como un sumidero de CO2 atmosférico. Estos ambientes son temporalmente dinámicos y espacialmente heterogéneos y se encuentran fuertemente influenciados por el ambiente terrestre, la actividad antropogénica y, en las últimas décadas, por el creciente efecto del cambio climático global. El conocimiento actual sobre la estructura de las comunidades de fitoplancton en este ecosistema se basa en observaciones fragmentadas en diferentes áreas y principalmente al interior de fiordos y canales, con escasas observaciones en el margen continental. A pesar de esto, se ha planteado que este extenso ecosistema alberga agrupaciones de fitoplancton que caracterizan diferentes zonas geográficas. En este trabajo se analizó, por primera vez, la distribución espacial de la abundancia y diversidad del microfitoplancton en las aguas del sector norte y central de la plataforma continental de la Patagonia chilena durante la expedición Taitao en noviembre de 2018. Se realizó un muestreo de alta resolución utilizando un Imaging FlowCytobot conectado a la toma de agua continua y al termosalinógrafo del barco, además se complementó con datos biogeoquímicos obtenidos en estaciones oceanográficas ubicadas a lo largo de la zona de estudio. Los resultados evidenciaron dos macrozonas con comunidades específicas de microfitoplancton delimitadas latitudinalmente alrededor de los 45°S e influenciadas por las condiciones hidrográficas de temperatura, salinidad y la abundancia relativa de nutrientes inorgánicos. Se observó una zona de transición en las condiciones hidrográficas hacia el sur de la Boca del Guafo (~43.5°S), la cual registró abundancias relativamente bajas de células fitoplanctónicas, una alta diversidad y cantidad de dinoflagelados y ciliados comparado con las encontradas en el extremo norte y sur de la zona de estudio. En latitudes superiores a 45°S se evidenció la influencia de aguas de deshielo con bajo contenido relativo de ácido silícico provenientes de los campos de hielo patagónicos, que impactarían potencialmente la silicificación de diatomeas y, consecuentemente, la exportación de carbono en el margen continental de la zona de estudio. Se discuten posibles diferencias en los registros obtenidos por el Imaging FlowCytobot (IFCB) con aquellos determinados con métodos de microscopía tradicional, subrayando la necesidad de considerar estas diferencias para mejorar el registro de datos en futuros estudios. En conclusión, los resultados obtenidos representan los primeros registros de alta resolución de fitoplancton en la plataforma continental frente a la Patagonia chilena y contribuyen a la identificación de patrones espaciales en la variabilidad de productores primarios y a comprender mejor la conexión entre los procesos oceanográficos que dominan el intercambio de aguas entre fiordos y el océano. Finalmente, estos hallazgos permiten proyectar el efecto de probables escenarios resultantes de la acción del cambio climático sobre las comunidades fitoplanctónicas en el ecosistema de la Patagonia.
Impulsores antropogénicos y abióticos del aumento del riesgo de extinción de Copiapoa.
(Universidad de Concepción., 2023) Villalobo López, Angélica Maria; Peña, Carol; profesora guía
La biodiversidad mundial está en peligro debido a la extinción acelerada causada por la destrucción del hábitat, la explotación directa, el cambio climático, la contaminación y la invasión de especies exóticas. Las plantas vasculares son particularmente afectadas, y la amenaza aumenta debido a los impulsores antrópicos. Aunque solo el 10% de las especies de plantas con flores han sido evaluadas según la Lista Roja de la UICN, este estudio se centró en el estado de conservación de las especies del género Copiapoa. Se evaluaron amenazas, área de ocupación, extensión de presencia y factores de riesgo de extinción. Se utilizaron datos de herbarios y campo para evaluar cada especie según los criterios de la UICN. Se identificaron impulsores antropogénicos, biológicos y ambientales que afectan el riesgo de extinción de Copiapoa. 29 especies tenían una ocupación menor a 10 km² y 16 están en Peligro Crítico. El tráfico ilegal y la estacionalidad de frecuencias nubosas fueron impulsores de amenaza. Este estudio destaca la creciente amenaza a la biodiversidad en el desierto Costero de Atacama y el riesgo de extinción de Copiapoa. Nueve especies anteriormente de "Preocupación Menor" están ahora en Peligro Crítico, En Peligro o son Vulnerables debido a sequía, cambio climático y recolección ilegal. Se deben establecer estrategias de conservación y manejo que consideren estos impulsores y la participación de las comunidades locales.
Principales forzantes de las olas de calor marinas en el Pacífico Sur Oriental.
(Universidad de Concepción., 2023) Carrasco Flores, David Ignacio; Pizarro Arriagada, Óscar; profesor guía
Los eventos oceanográficos extremos como las Olas de Calor Marinas (OCMs) han despertado gran interés tanto en la comunidad científica como en la sociedad en general. Este interés surge por la diversidad de impactos que ellas han generado en las distintas cuencas oceánicas y por sus severas consecuencias socioeconómicas. Los impactos de las OCMs podrían ser aún más severos y variados en el futuro ya que se proyecta un aumento en su frecuencia, duración, intensidad y extensión espacial a causa del calentamiento global. En el presente estudio se caracterizan las OCMs en el Pacífico Sur Oriental (PSO) y se examinan los mecanismos que las fuerzan y modulan. Para este fin se utilizaron datos del reanálisis global GLORYS2 y datos atmosféricos de ERA-Interim. Los resultados muestran que las OCMs en el PSO se caracterizan por intensidades promedios de ~1.2 °𝐶 e intensidades máximas que pueden alcanzar ~3 °𝐶, ambos valores por sobre la climatología del periodo de estudio (1982-2018). Estas OCMs presentaron extensiones espaciales típicas entre 103 y 104 𝑘𝑚2 y duraciones que en promedio superan un mes. Durante los eventos ENOS el impacto de las OCMs alcanza sus mayores intensidades, sus extensiones espaciales abarcan gran parte del PSO y sus duraciones son tan grandes como la presencia de los mismos eventos ENOS. Para cuantificar los forzantes de las diferentes OCM se realizó un balance de calor en la capa de mezcla y se identificaron los principales mecanismos que fuerzan y modulan las OCMs en el PSO. En específico, se estudiaron 3 regiones frente a Chile: norte (18-26°S), centro (26-39°S) y sur (39-50°S) cuyas regiones se extienden zonalmente desde la costa hasta 4° de longitud hacia el oeste. En la región norte la mayoría de las OCMs se forman principalmente por una disminución de la pérdida de calor latente desde el océano a la atmósfera, y en segundo lugar, por un aumento de la radiación térmica y calor sensible hacia el océano. Asimismo, en la región central la reducción de la evaporación también jugó un papel dominante en la generación de la mayoría de OCMs, aunque aquí este proceso se combina con un considerable aumento de la radiación solar hacia el océano durante los eventos de OCMs. En la región sur se observó que la mayoría de OCMs se generan por advección oceánica de calor, la cual es dominada por anomalías en las corrientes hacia el suroeste y un gradiente medio de temperatura en esa misma dirección. En la región sur, el único proceso atmosférico que presenta un claro aporte a la generación de calor es la reducción de la evaporación, aunque con una importancia relativamente menor comparada con la advección. Por otro lado, la advección de calor también juega un papel importante en las regiones norte y centro, presentando un patrón principalmente meridional cerca de la costa en la región norte y zonal frente al centro de Chile, encontrándose que este mecanismo se puede combinar con el intercambio de calor aire – mar anteriormente mencionado para producir OCMs de características extremas. En las tres regiones el entrainment mostró una relevancia bastante inferior a la de los otros mecanismos mencionados anteriormente durante los periodos y regiones afectadas por OCMs.
TAPIWE, (1825): ¿Independencia, Autonomía o Rendición Mapuche? TAPIWE, (1825): Independence, Autonomy or Mapuche Surrender?
(Universidad de Concepción., 2022) Lobos Camerati, Nelson Javier; Téllez Lugaro, Eduardo, profesor guía
La investigación propuesta tiene como propósitos centrales explicar la intención que tuvo cada nación para celebrar el Parlamento y Tratado de Tapiwe y los efectos jurídicos del mismo considerando su texto legal, la armonía o contradicciones con las disposiciones constitucionales o de otras leyes y con el admapu, sumando a lo anterior el contexto en el que fue celebrado. Se trabajará en un análisis exhaustivo de cada una de las fuentes y estudios históricos y jurídicos disponibles sobre la problemática, como por ejemplo: Los tratados anteriores a Tapiwe del período tardo colonial y posteriores a éste, hasta el término del gobierno de Prieto, celebrados con españoles y chilenos respectivamente, el texto del tratado de Tapiwe, la Constitución Política de 1823 y demás legislación chilena vigente, las discusiones parlamentarias, el admapu de aquel entonces, los periódicos de la época, la historiografía y doctrina jurídica que existe sobre la materia. Tapiwe constituye un arreglo diplomático de conveniencia para ambos incumbentes, toda vez que: I) El tratado de Tapiwe habría implicado la unión confederada de mapuche y chilenos en una misma “familia” simbólica, conservando sus individualidades socioculturales, bajo la institucionalidad del estado de Chile con un Supremo Gobierno y Congreso Constituyente integrado por ambas naciones, que les reconocía un régimen jurídico especial dentro del territorio delimitado por los ríos Biobío y Toltén. II) Para el Estado de Chile, constituía un instrumento legal de carácter internacional que aseguraba su soberanía sobre el territorio mapuche y permitía poner fin de la guerra en la frontera sur, y para los mapuche representaba una forma de normalizar sus relaciones políticas y comerciales con la sociedad chilena, manteniendo su autonomía dentro del territorio e influir en los destinos de la naciente Gran Familia chilena.
Evaluación de la Variación Espacial de la Riqueza y Abundancia en las Especies de Pulgas (Siphonaptera) en Abrothrix Olivacea (Waterhouse, 1839).
(Universidad de Concepción., 2023) Cifuentes Castro, Camila Andrea; Moreno Salas, Lucila Del Carmen, profesor guía
Conocer la distribución de los parásitos es relevante desde el punto de vista de la salud pública. Aunque, existen diversas hipótesis para explicar la distribución de la riqueza y abundancia de las especies (ej. “hipótesis del centro de abundancia”, “hipótesis de óptimo de abundancia”, “hipótesis latitudinal”, “gradiente latitudinal de diversidad”, entre otras), la mayoría de ellas han sido evaluadas en vertebrados de vida libre, mientras que para invertebrados no se ha encontrado evidencias suficientes que sustenten estas hipótesis y menos aún para las especies parásitas. En las hipótesis señaladas, los factores ambientales serían los que determinan la distribución de las especies, sin embargo, para el caso de las especies parásitas, cobran importancia la disponibilidad de recursos representados por las distintas especies de hospedadores que estos parasitan. Dado el comportamiento generalista o especialista de las especies de parásitos, se podrían generar diferencias en la distribución de la riqueza de especies parásitas a través de la distribución de los hospedadores. Las pulgas son parásitos que habitan en todo el mundo, incluso en desiertos y la Antártica, son muy importantes epidemiológicamente, ya que transmiten microorganismos patógenos responsables de cerca de 45 enfermedades, afectando tanto a humanos, como a animales, formando parte de ciclos zoonóticos. Parasitan al 95% de los mamíferos, entre ellos roedores cricétidos los que cuentan con una mayor riqueza de pulgas. En la presente investigación utiliza como modelo de estudio la especie Abrothrix olivacea (Waterhouse, 1839) y sus pulgas, para evaluar los factores que determinan la distribución de la abundancia y riqueza de especies de pulgas en este roedor a lo largo de su distribución en Chile. A. olivacea es uno de los roedores con más amplia distribución en Chile, abarcando desde el límite con Perú hasta Tierra del Fuego. A través de esta amplia distribución, este roedor habita distintas regiones ecológicas y tiene interacciones estrechas con otras especies de roedores que pueden influir en la distribución de la abundancia y riqueza de pulgas que posee. Como hipótesis se planteó que: 1) La riqueza de pulgas en A. olivacea se encuentra determinada por el número de especies de roedores con los que cohabita a lo largo de su distribución geográfica, esperando encontrar que A. olivacea presente mayor riqueza de pulgas en localidades donde cohabita con un mayor número de especies, 2) La reproducción de las pulgas está determinada por la humedad y la temperatura, donde a menor temperatura y humedad la reproducción disminuye, por lo tanto, se espera encontrar menor abundancia en ambientes donde estos parámetros ambientales sean menores; y 3) Existe competencia interespecífica entre pulgas que cohabitan en un hospedador, por lo que se espera que las especies que conforman una comunidad co ocurran menos de lo esperado por azar. La primera hipótesis fue evaluada a nivel de comunidades componentes, para ello se estimó la riqueza y abundancia de las pulgas en cada una de las localidades, adicionando datos de temperatura y humedad (mínima y máxima) de cada una de ellas, y la riqueza de especies de roedores que viven en simpatría con A. olivacea. Las variables se relacionaron a través de un modelo lineal generalizado aplicando la función de Poisson. Para la segunda hipótesis se realizó un análisis estadístico de MLG utilizando la función de Poisson, relacionando temperatura y humedad de las localidades donde se distribuyeron las 5 especies más abundantes y con más amplia distribución en el muestreo. Para la tercera hipótesis se evaluó la existencia de patrones de co ocurrencia de especies de pulgas a nivel de infracomunidades, a través del índice C-score. Los resultados indican que no hay una relación estadísticamente significativa entre el número de especies de roedores que cohabitan con A. olivacea y la riqueza de pulgas. La distribución de la riqueza de especies de pulgas no mostró asociación con los factores ambientales a lo largo de la distribución geográfica de A. olivacea. Se encontró una relación positiva entre abundancia de pulgas y riqueza. Para C-score se obtuvo un valor observado mayor al esperado, lo que indicaría que las especies no interactúan de una manera positiva ni negativa, sino que la estructura de las comunidades es al azar. Por lo tanto, se rechazan las tres hipótesis. Este estudio contribuyó a evaluar los factores que podrían determinar la distribución de estos ectoparásitos en A. olivacea e insta a investigar los efectos de otros factores no considerados en este estudio.
¿Una Mariposa Sin Mal de Altura?: Ecología y Morfometría Alar de Vanessa Carye (Hüber 1812) (Lepidoptera: Nymphalidae) A Distintos Gradientes Altitudinales en el Altiplano Chileno.
(Universidad de Concepción., 2022) Escobar Suárez, Scott Mauricio; Benítez de la Fuente, Hugo Alejandro, profesor guía
La migración es el movimiento de un lugar a otro en la búsqueda de condiciones más favorables. Las alas de los animales migratorios voladores son el rasgo principal involucrado en el movimiento y su forma ha sido documentada entre especies migratorias y no migratorias. La mariposa de la tarde, Vannesa carye (Hüber 1812) que presenta una extensa distribución en América del Sur, ha sido observada volando en el Altiplano chileno desde la costa hasta las montañas, desde los 0 a los 5200 msnm. Sin embargo, poco se conoce sobre las adaptaciones de V. carye a los gradientes altitudinales, por lo que el amplio rango latitudinal y altitudinal junto con las diferentes condiciones climáticas hacen a esta especie un sujeto interesante para estudios migratorios y adaptativos. La presente tesis determinó la diversidad genética y estructuración poblacional de esta especie usando el marcador molecular COI en los diferentes rangos altitudinales de V. carye en el Altiplano Chileno y en el Desierto de Atacama. Se usó morfometría geométrica para determinar la presencia de morfotipos de la forma alar asociados a la altitud y geografía, para esto se utilizaron 16 landmarks en el ala anterior y 15 en el ala posterior. Los principales resultados de la presente tesis indican que la baja variabilidad de la forma alar (diferencias sutiles) junto con la baja estructuración genética son indicios de un posible comportamiento migratorio para esta especie y se proponen dos posibles rutas migratorias. Este es el primer trabajo que use morfometría geométrica para evaluar la forma alar de una mariposa nominalmente migratoria, sin embargo, estudios complementarios hacen falta para confirmar el comportamiento migratorio de esta especie.
Variabilidad interanual del tamaño reproductivo funcional en hembras de Lithodes santolla (Molina 1782) y su relación con esfuerzo pesquero en las regiones de los Lagos y Magallanes, Chile.
(Universidad de Concepción., 2022) Mora Vásquez, Paulo Marcelo; Cubillos Santander, Luis Antonio; supervisor de grado
El estudio y la comprensión de la biología reproductiva de las poblaciones de crustáceos explotados y el vínculo con sus rasgos de historia de vida son fundamentales para el manejo. Los litódidos tienen un alto valor comercial y sustentan las pesquerías de todo el mundo en latitudes altas. En América del Sur, la pesquería de Lithodes santolla se encuentra entre las más importantes económica y socialmente en Chile y Argentina. Su manejo en Chile sigue lineamientos internacionales a lo largo de la estrategia 3S (tamaño, sexo, temporada). Sin embargo, aún no ha sido posible evaluar a largo plazo, el efecto que tiene el esfuerzo de pesca en características del ciclo vital como el crecimiento, la madurez o el potencial reproductivo. Este estudio evaluó las variaciones interanuales y espaciales en parámetros asociados al proceso reproductivo de L. santolla en las regiones de Los Lagos y Magallanes y su relación con el esfuerzo de pesca. Se estimó el tamaño de reproducción funcional en hembras (TRF) y se evaluó el efecto del esfuerzo de pesca sobre su variabilidad. Para estimar el TRF, se utilizó como proxy el tamaño al que el 50% de las hembras portaron embriones durante la temporada de pesca, y las estimaciones consideraron modelos lineales generalizados con una distribución binomial, cubriendo los años 2012 a 2019 en las regiones de Los Lagos y Magallanes en el extremo sur de Chile. Las estructuras de tamaño de hembras y machos también se evaluaron con regresión por cuantiles y la proporción de sexos y hembras ovígeras se estudiaron utilizando modelos aditivos generalizados. Los resultados mostraron variaciones interanuales significativas del TRF, tanto en Los Lagos como en Magallanes. Sin embargo, el efecto directo del esfuerzo de pesca sobre el TRF fue bajo y su variabilidad probablemente se deba a las características ambientales. La presión pesquera podría impactar indirectamente en los parámetros reproductivos de las hembras, evidenciado por un truncamiento en la estructura de tamaño de los machos, lo que llevó a un sesgo en la proporción de sexos que produjo una baja tasa de encuentros de apareamiento y una disminución en la proporción de hembras ovígeras. En las áreas de estudio se identificaron posibles limitaciones espermáticas y sobrepesca, generando desafíos para el manejo sustentable del recurso.
Monitoreo del salmón chinook en la zona baja de la cuenca del Río Toltén, Chile: estimación de retornos y nivel de establecimiento de la especie.
(Universidad de Concepción., 2023) Espinoza Henríquez, Luciano Alejandro; Ernst Elizalde, Billy; supervisor de grado
El salmón Chinook es una especie de complejo ciclo de vida y alta plasticidad fenotípica, características que le han permitido ser introducida fuera de su rango nativo. Su establecimiento en Chile desde la década de los 80 ha provocado el desarrollo de actividades económicas alrededor de esta especie y al mismo tiempo ha generado interacciones negativas con su medio. Esta doble problemática genera un complejo escenario para la toma de decisiones frente al salmón Chinook, se hace necesaria la implementación de iniciativas para monitorear y recopilar información biológica y demográfica a través de los años. Esto para generar medidas de manejo para esta especie introducida, así como aplicación de medidas de conservación respecto a especies nativas. Conocer el número de salmones que ingresan a la cuenca es de las primeras interrogantes a explorar, se realizó un seguimiento de las capturas de la pesca artesanal que opera dentro del estuario del río Toltén, junto con el uso de un ecosonda científico EK60 para determinar la fracción no capturada. Durante la temporada 2018/19 al complementar los registros con un sonar DIDSON se observaron diferencias significativas en el número de salmones registrados por ambos equipos. La disminución del desempeño del ecosonda EK60 se atribuye a factores tecnológicos, físicos, operacionales y de comportamiento del salmón, para evitar la subestimación de los datos se desarrollaron factores para corregir la estimación final y estos fueron aplicados al resto de temporadas donde no se contó con el sonar DIDSON. Se estimó el retorno entre las temporadas 2014/15-2019/20, esta información junto con el registro de variables biológicas del salmón Chinook nos permite conocer su nivel de establecimiento en la cuenca. Al comprobar su consistencia en el tiempo y si estas se desarrollan de forma similar a los salmones dentro de su rango nativo. Se observaron dos “tipos” de retornos a partir de las características biológicas de los salmones, en dos temporadas hubo una alta proporción de machos de pequeño tamaño, bajo peso y de menor edad que las hembras, mientras que para el resto de las temporadas hubo una proporción sexual homogénea, con tallas, peso y edad media similar entre sexos. En la mitad de las temporadas se encontraron diferencias significativas entre el número de salmones vistos en el día y la noche, las capturas estuvieron significativamente relacionadas con el aumento de la altura de marea. Estas dinámicas biológicas y factores físicos del sistema son similares a los ciclos migratorios de los salmones en su rango nativo, mostrando un alto nivel de establecimiento de esta especie, dada la capacidad para mantener biomasas autosuficientes a través del tiempo y una consistencia en las variables biológicas y demográficas observadas. Se hace necesario mantener estos monitoreos con el fin de generar información que permita la creación de medidas para el manejo y control de esta especie, de la misma manera se proponer replicar este monitoreo en zonas con problemáticas similares.
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; supervisor de grado
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.
Dependencia espacial en la producción diaria de huevos de dos peces pelágicos pequeños de la zona centro-sur de Chile.
(Universidad de Concepción., 2023) Antón Heredia, Juan Víctor; Cubillos Santander, Luis Antonio; supervisor de grado
La biomasa del stock desovante de los peces pelágicos pequeños se evalúa habitualmente a través del Método de Producción Diaria de Huevos (MPDH), como en el caso de la anchoveta (Engraulis ringens) y la sardina (Strangomera bentincki) de la zona centro-sur de Chile. La tasa de producción diaria de huevos (P0), es uno de los parámetros estimados en el MPDH a través de un modelo de supervivencia exponencial negativo sin considerar efectos espaciales de la distribución de las cohortes diarias de huevos. Los efectos espaciales en la distribución del desove pueden ser endógenos (autocorrelación) como exógenos (influencia de variables físico-químicas), determinando una dependencia espacial. Se analizó la dependencia espacial de las cohortes diarias de huevos de anchoveta y sardina en la zona centro-sur de Chile (33ºS 41º30'S). Se utilizaron datos del MPDH de un estudio realizado en 2018. Los recuentos de huevos fueron clasificados en estadios de desarrollo y se les determinó la edad en horas con un modelo de desarrollo estadio-temperatura dependiente, para posteriormente agrupar en cohortes diarias. Se ajustó modelos jerárquicos Bayesianos con distribución binomial negativa a la abundancia de de huevos en función de la edad, efectos aleatorios espacio temporales y la profundidad del fondo, con diferentes campos espaciales gaussianos. Se contrastó un modelo no espacial (Modelo 0) con los siguientes modelos espaciales: a) campo espacial constante o distribución diaria de huevos recurrente (Modelo 1), b) campo espacial cambiante diariamente u oportunista (Modelo 2), y c) campo espacial correlacionado diariamente (Modelo 3). Se encontró efectos espaciales significativos, cuando el campo espacial cambia diariamente siguiendo una distribución espacial oportunista (Modelo 2). La dependencia espacial se debió a los efectos de la profundidad del fondo, que se interpretaron como una representación de frentes y mezcla del agua. La distribución oportunista reveló que los pequeños cambios diarios en la distribución espacial de los huevos podrían estar asociados a efectos de dispersión y mortalidad, que son difíciles de separar. La dependencia espacial de la profundidad del fondo sugiere una retención costera de huevos, probablemente debida a un hábitat espacial heterogéneo en el que los frentes y los procesos de retención están asociados a la batimetría.
Variabilidad interanual de la hidrografía y productividad en el complejo de fiordos Baker-Martínez.
(Universidad de Concepción., 2022) Figueroa Guenante, Pedro; Tapia Jorquera, Fabián; supervisor de grado
El complejo de fiordos Baker-Martínez es un extenso sistema estuarino compuesto por dos fiordos de orientación zonal, ubicado en Patagonia Central, que recibe la descarga de los dos ríos más caudalosos de la región: el río Baker y el río Pascua. Ubicado entre los Campos de Hielo Norte y Sur, y conectado con el Océano Pacífico a través del Golfo de Penas, este sistema ha sido el foco de un creciente interés para la investigación científica y la conservación, dado su aparente rol en conectar los ecosistemas marinos de la Patagonia con los ríos y glaciares de la región. Este interés ha llevado a un incremento en las observaciones hidrográficas y de diversas variables ambientales en la zona, generando durante la última década numerosos trabajos científicos que han permitido caracterizar aspectos de la variabilidad hidrográfica, hidrodinámica, productividad biológica y biogeoquímica de este sistema, demostrando su estrecha conexión con las fluctuaciones en descargas de agua dulce, y revelando tendencias potencialmente asociadas al cambio climático. Si bien el conocimiento en la zona ha aumentado, los estudios publicados hasta ahora se han enfocado en fenómenos de escala estacional, mareal o incluso sinóptica, mientras que la variabilidad del sistema a escala interanual ha recibido escasa atención. Dado el volumen de información generado en la última década por mediciones in-situ, así como la disponibilidad de información remota para esta zona, en esta tesis se buscó recopilar y sintetizar dicha información con el fin de caracterizar la variabilidad interanual de las condiciones hidrográficas en este sistema de fiordos, y XVI índice de tablas XVII entender cómo esta variabilidad responde a cambios en el forzamiento atmosférico e hidrológico de la región. Específicamente, se analizó la variabilidad interanual de forzantes físicos relevantes para las condiciones hidrográficas del sistema (radiación, viento, precipitación y des cargas de ríos) y su relación con variabilidad climática de gran escala. Se caracterizó la estructura hidrográfica y las distribuciones de nutrientes en el sistema, y cómo éstas responden a fluctuaciones en la interacción océano-río. Finalmente, se combinó información in situ con datos satelitales para estudiar la variabilidad de la concentración de Clorofila-a, como un proxy de la productividad del sistema, y los cambios en cualidades ópticas de la columna de agua en escalas estacionales e interanuales. Los resultados indican que la variabilidad interanual en el caudal de los ríos Baker y Pascua responde a la variabilidad de la radiación solar neta (Qnet) y de la precipitación en la zona, y que estos a la vez se correlacionan estacionalmente con índices para El Niño (MEI) y la Oscilación Antártica (AAO). Además de la señal estacional, las series de tiempo de variables físicas revelaron variabilidad significativa en periodos de 2.5 años, lo que indica una posible influencia de procesos de escala regional sobre el sistema. La hidrografía y condiciones de nutrientes responden principalmente a la variabilidad en descarga de los ríos, la cual impone las condiciones de estratificación y gradientes horizontales en el sistema. En términos biológicos, los registros disponibles (in situ y satelitales) indican la ausencia de un ciclo anual marcado en la biomasa fitoplanctónica, y posiblemente en la productividad del sistema. La fluorescencia satelital (nFLH) mostró un patrón temporal que sugiere el acople con el ciclo anual del caudal de ríos. Sin embargo, la variabilidad temporal en características ópticas (i.e. espectro de reflectancia) de la columna de agua en la zona es mucho más compleja que la variabilidad de los ríos de la zona. Adicionalmente, los resultados revelaron que el invierno de 2016 fue altamente anómalo en el sistema. Una combinación de índice de tablas XVIII entradas de agua dulce reducidas, lo que permitió una mayor influencia oceánica en el sistema, mayor radiación solar y mayor absorción de ésta en la columna de agua se proponen como el mecanismo para explicar la alta biomasa fitoplanctónica observada en el invierno de 2016, superando a otros inviernos en el registro e incluso a algunos veranos en algunas secciones del fiordo. En conjunto, estos resultados revelan la necesidad de estudios específicamente dirigidos a conectar las variaciones en color y propiedades ópticas de la columna de agua en el fiordo con las condiciones de productividad y composición del fitoplancton. Llenar estas brechas de conocimiento permitirá una caracterización y comprensión más detallada de los procesos que generan la variabilidad interanual en el complejo de fiordos Baker-Martínez, así como la influencia de este sistema estuarino en las tramas tróficas y flujos biogeoquímicos de esta sección de la Patagonia.
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; supervisora de grado; Schoebitz, Mauricio; supervisor de grado
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.

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