Respuesta de la comunidad fitoplanctónica superficial a la hipoxia natural.
| dc.contributor.advisor | Ulloa Quijada, Osvaldo Iván | es |
| dc.contributor.advisor | Aldunate Chinchón, Montserrat Gabriela | es |
| dc.contributor.author | Cortes Lillo, Fabián Matías | es |
| dc.date.accessioned | 2026-08-10T14:50:14Z | |
| dc.date.available | 2026-08-10T14:50:14Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al grado de Magíster en Ciencias con mención en Oceanografía. | es |
| dc.description.abstract | Las zonas de mínimo oxígeno son áreas del océano caracterizadas por presentar concentraciones de oxígeno extremadamente bajas (<20 μM O2). Las observaciones, en distintos cruceros oceanográficos, han mostrado una relación estrecha entre la clorofila a y el O2 disponible, con una distribución representada en tres capas principales: 1) Máximo primario de clorofila que se encuentra en la parte más oxigenada (>250 μM O2); 2) un mínimo de clorofila que ocurre en la base de la oxiclina (2,1-21,3 μM O2); y, si las condiciones son favorables 3) un máximo secundario de clorofila en anoxia, donde solo pueden habitar algunos linajes específicos de la cianobacteria Prochlorococcus. Si bien se desconoce concretamente la razón del por qué el fitoplancton superficial es excluido de la zona del mínimo de clorofila, algunas hipótesis recientes sugieren que la escasez de O2, actúa inhibiendo rutas metabólicas del fitoplancton moderno y altamente adaptado a las condiciones de O2 disponibles en superficie. Comprender como la hipoxia afecta al fitoplancton superficial es crítico en el contexto actual de la desoxigenación oceánica. Este fenómeno, impulsado por cambios en la temperatura y la solubilidad del agua, favorece la expansión de zonas deficientes en O2, exponiendo a estos organismos que sustentan cerca del 50% de la producción primaria global. Esta tesis, evaluó directamente el efecto de las condiciones del mínimo de clorofila sobre el fitoplancton moderno, tanto para la comunidad de fitoplancton natural, como en cultivos específicos, utilizando el cocolitofórido Gephyrocapsa huxleyi o la diatomea Thalassiosira cf. tenera. Este efecto fue determinado mediante los cambios en la abundancia de organismos, en la fluorescencia in vivo, la eficiencia fotosintética y las tasas de fijación de C. Los resultados a nivel comunitario no fueron concluyentes, por un lado, sugieren que los cambios de abundancia y fluorescencia son mínimos dentro de una comunidad natural, afectando sólo a algunos grupos dentro de la misma. Por ejemplo, Synechococcus o nanoplancton >3 μm, junto con cambios percibidos en la tasa de fijación de C al ser incubadas con las condiciones del mínimo de clorofila alcanzando valores cercanos a 0 μmol C L-1 d-1. Sin embargo, los efectos a los cambios en la concentración de O2, u otros factores del agua deficiente en O2, en una comunidad natural de fitoplancton fueron complejos de interpretar debido a dificultades metodológicas en la concentración de biomasa para las incubaciones potencialmente dañando parte de la comunidad. Los resultados a nivel de cepas indican que las respuestas de diferentes grupos funcionales del fitoplancton pueden ser contrastantes, ya que el tratamiento bajo en O2 presentó un efecto inhibitorio en G. huxleyi, con menor abundancia (1799-5203 células mL- 1) y eficiencia del fotosistema II (0,4-0,6 Fv/Fm) después de 72 h de incubación, que lo obtenido con T. cf. tenera, la cual presentó mayor tolerancia a las condiciones de O2 (abundancia de 1368-1803 células mL-1 y >0,6 Fv/Fm). Adicionalmente, se realizaron perfiles de alta resolución en la columna de agua de ambas estaciones que describieron las condiciones fisicoquímicas a la que se encontraba y la distribución vertical de especies presente usando citometría de flujo. Notablemente, la falta de diatomeas en el mínimo de clorofila, pese a su alta tolerancia durante las incubaciones experimentales, sugiere que el mínimo de clorofila puede no solo estar causado por el bajo oxígeno, sino también por varios factores combinados como luz, bioquímica del agua o, incluso el efecto del pastoreo. | es |
| dc.description.abstract | Oxygen Minimum Zones are regions of the ocean characterized by extremely low oxygen concentrations (<20 μM O₂). Observations from multiple oceanographic cruises have revealed a close relationship between chlorophyll and available O₂, with a vertical distribution characterized by three main layers: 1) a Primary Chlorophyll Maximum located within the most oxygenated layer (>250 μM O₂); 2) a Chlorophyll Minimum occurring at the base of the oxycline (2.1–21.3 μM O₂); and, when environmental conditions are favorable, 3) a Secondary Chlorophyll Maximum under anoxic conditions, inhabited exclusively by specific lineages of the cyanobacterium Prochlorococcus. Although the specific reason why surface phytoplankton is excluded from the chlorophyll minimum zone is unknown, recent hypotheses suggest that O2 limitation inhibits key metabolic pathways in modern phytoplankton, which have evolved under the oxygen-rich conditions of the surface ocean. Understanding how hypoxia affects surface phytoplankton has become critical in the context of ongoing ocean deoxygenation. This phenomenon, driven by changes in temperature and solubility, promotes the expansion of O2 deficient waters exposing these organisms responsible for nearly 50% of global primary production. This thesis directly evaluated the effects of chlorophyll minimum conditions on modern phytoplankton by combining experiments with natural phytoplankton communities and cultures of the coccolithophore Gephyrocapsa huxleyi and the diatom Thalassiosira cf. tenera. Responses were determined through changes in community composition and cell abundance, in vivo fluorescence, photosynthetic efficiency, and carbon fixation rates. At the community level, the results were inconclusive. Overall, changes in abundance and in vivo fluorescence were minimal, with detectable responses observed only in specific groups, like Synechococcus and nanophytoplankton >3 μm. Furthermore, the carbon fixation rates of the entire community declined under chlorophyll minimum conditions, reaching values close to 0 μmol C L⁻¹ d⁻¹. However, the effects of reduced O2 concentrations, or other factors associated with oxygen-deficient waters, were complex to interpret due to methodological difficulties related to the biomass concentration for the incubations, this procedure may have potentially damaged part of the community. The results at the strain level indicate that the responses of different functional groups of phytoplankton can be contrasting, since the low-O2 treatment showed an inhibitory effect on G. huxleyi, with lower abundance (1799-5203 cells mL-1) and photosystem II efficiency (0.4-0.6 Fv/Fm) after 72 h of incubation, compared to T. cf. tenera, which showed greater tolerance to the O2 conditions (abundance of 1368-1803 cells mL-1 and >0.6 Fv/Fm). Additionally, high-resolution water column profiles were performed at both stations, describing the physicochemical conditions and the vertical distribution of species present using flow cytometry. Notably, the absence of diatoms at the chlorophyll minimum, despite their high tolerance during experimental incubations, suggests that the chlorophyll minimum may not only be caused by low oxygen, but also by several combined factors such as light, water biochemistry, or even the effect of grazing. | en |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Oceanografía | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto Fondecyt Postdoctorado N°3210281. | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto Fondecyt Regular N°1231703. | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto Instituto milenio de Oceanografia (IMO) ICN12_019N. | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Proyecto Nucleo milenio DEOXS NCN2024_113. | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/14327 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Océano | es |
| dc.subject | Oxígeno | es |
| dc.subject | Clorofila | es |
| dc.subject | Fitoplancton | es |
| dc.title | Respuesta de la comunidad fitoplanctónica superficial a la hipoxia natural. | es |
| dc.type | Thesis | en |