EVALUACIÓN DE LA TASA DE CAPTACIÓN DE NITRATO EN POBLACIONES EXPUESTAS Y PROTEGIDAS AL OLEAJE DE MACROCYSTIS PYRIFERA EN EL SUR DE CHILE. Fernández1, P.A.; Varela2, D.A.; Leal1, P.P.; Henríquez2, L.; Buschmann2, A.H.; Hernandez2, M.C. 1 Dpto. de Acuicultura, Universidad de Los Lagos, Casilla 933, Osorno. P.ferná[email protected] Centro i-mar, Universidad de los Lagos, Casilla 557, Puerto Montt. 2 RESUMEN Los antecedentes en la lituratura indican que existen diferencias en los patrones de abundancia entre poblaciones de M. pyrifera en áreas expuestas y protegidas al oleaje, diferencias que pueden estar influenciadas por la limitación de nitrógeno en el ambiente. Por ello se procuró evaluar si la tasa de captación de nitrato tiene alguna relación con estas diferencias. Para ello se recolectaron frondas de individuos provenientes de localidades expuestas (B-Mansa y Pucatrihue) y protegidas (Dalcahue y Metri) del Sur de Chile, en las cuales se evalúo la tasa de captación de nitrato bajo tres intensidades luminosas y dos tratamientos de temperatura, observándose diferencias significativas entre las intensidades luminosas entre poblaciones, siendo las más óptima para la determinación de la captación de nitrato la correspondiente a los 40 µmol fotón m-2 s-1. Definida esta intensidad se determinó la tasa de captación de nitrato bajo los dos tratamientos de temperaturas (10ºy 15ºC), donde existieron diferencias significativas entre las poblaciones de ambientes protegidos con los expuestos, apreciándose además, un efecto significativo de la temperatura sobre la tasa de captacion de nitrato sólo para las poblaciones protegidas. INTRODUCCIÓN A lo largo de su distribución M. pyrifera muestra patrones distintos en relación a su abundancia y reproducción (Buschmann et al., 2004): (1) en áreas protegidas, se ha podido observar notables bajas en su abundancia, comenzando a declinar en época de primavera-verano, desapareciendo finalmente en época de otoño, presentando un claro patrón estacional de reproducción (2) sin embargo, en hábitat más expuestas, no muestran una clara variación estacional en su abundancia y reproducción. Algunos autores sugieren que el declinamiento en el crecimiento resultan de la limitación de nitrógeno (Hernández-Carmona et al., 2001). El NO3disuelto es la mayor fuente de nitrógeno para las poblaciones de M. pyrifera (Gerard, 1982) y las reservas internas de nitrógeno son usadas para el soporte del crecimiento cuando la disponibilidad externa de NO3- es baja. La acumulación y utilización de estas reservas internas dependen de la tasa de captación de NO3- y asimilación. No obstante, la tasa de captación de nitrógeno depende de factores ambientales tales como la irradianza, temperatura y movimiento del agua, siendo proporcional a la concentracuión de nitrato presente. Por ello, el conocimiento de las tasas de captación y de los factores que la influencian, son esenciales para el entendimiento de la dinámica del nitrógeno y para las consecuencias ecológicas que puede traer para las poblaciones de M. pyrifera (Gerard, 1982). Asi, el objetivo de este estudio es poder observar diferencias significativas en la captacion de nitrato entre las poblaciones expuestas y protegidas de M. pyrifera MATERIAL Y MÉTODOS Para determinar la tasa de captación de nitrato se colectaron 20 ejemplares juveniles de M. pyrifera de 4 poblaciones distribuidas entre las coordenadas 40°28’S, 73º02’W y 43°33’S, 73º46’W considerando distinto grado de exposición al oleaje (expuetas y protegidas). Con estas muetras se realizó el experimento, el primer experimento fue una prueba a priori para determinar la intensidad luminosa mas adecuada para la capatacion de nitrato, y el segundo experimento fue la estimación de la tasa de captación de nitrato bajo distintos tratamientos de temperatura. Para ambos experimentos se usó un disco de 0.6 g., cada uno de estos disco fue puesto en un matraz con 250 ml de agua de mar filtrada (filtro de 0.45 µM) enriquecida con 30 µM de NO3- con cinco réplicas por muestra. Para el ensayo a priori se incubaron bajo tres intensidades luminosas: una saturante (120 µmol fotón m -2 s-1), y dos no saturante (20 µmol fotón m-2 s-1) (40 µmol fotón m -2 s-1); todos a una temperatura de 15ºC, fotoperíodo de 16 :8 h. Para el segundo experimento, discos semegantes fueron incubados bajos dos tratamientos de temperatura (10º y 15ºC) , manteniendo la intensidad luminosa determinada en el experimento a priori, con un fotoperíodo de 16 :8 h . Para ambos experimentos la captación de nitrato se estimó por la desaparición de nitrato en el medio, según la metodología de Strickland & Parsons (1972). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Ensayo a priori de la captación de nitratoa diferentes intensidades luminosas : En este ensayo se observaron difrencias significativas (ANCOVA, p<0,05) entre las intensidades luminosas. La intensidad más alta (120 µmol fotón m-2 s-1) difirió significativamente de la más baja (20 µmol fotón m-2 s-1) (test-Duncan); presentando la menor reducción de nitrato en el tiempo. Sin embargo ambas intensidades mostraron un comportamiento irregular, apreciándose una fuerte disminución de la concentración de NO 3- durante las dos primeras horas, pero, posteriormente se generó un aumento de la concentración de NO3- , para luego de la sexta hora declinar nuevamente. Con respecto a la intensidad luminosa de 40 µmol fotón m-2 s-1, si bién no existieron diferencias significativas con las otras dos intensidades, presentó un comportamiento más regular y una disminución más rápida del nitrato en el tiempo (Fig 1). Ésta intensidad luminosa de incubación fue escogida para el experimento de comparación de ambientes expuestos y protegidos. La intensidad luminosa ha sido descrita como un factor físico importante en la regulación de la captación de nitrato. Wheeler (1978) determinó, bajo condiciones de laboratorio, que la captación de NO3- por discos de láminas de frondas de M. pyrifera fue saturada con una luz sobre 100 µE m -2 s-1, nivel típico de irradianza a 1m de profundidad. Sin embargo, las intensidades de luz subsaturantes, al parecer, causan una tendencia de decrecimiento en la las tasas de captación de NO 3- para los tejidos localizados a grandes profundidades (Gerard, 1982a). En este estudio se observó que la intensidad subsaturante de 20 µmol fotón m -2 s-1 provocó una disminución en la captación de nitrato. Sin embargo, la intensidad de 40 µmol fotón m-2 s-1, presentó un patrón de decrecimiento más rápido en el tiempo, y un comportamiento más regular. Aunque sin presentar diferencias significativas con la intensidad más alta. Experimento para comparar entre poblaciones: A través de éste experimento se pudo observar diferencias significativas (ANCOVA, p<0,0001) entre los ambientes expuestos y protegidos al oleaje. A los 15ºC la mayor tasa de captación de nitrato se observó en las poblaciones protegidas (Dalcahue y Metri), durante las primeras horas del experimento. Sin embargo, a los 10ºC este patrón no fue evidente. Los resultados también evidenciaron diferencias significativas (ANCOVA, p<0,0001) entre las poblaciones dentro de los ambientes protegidos como expuestos. En este último ambiente, se pudo observar que la población de B. Mansa mostró una mayor captación de nitrato que Pucatrihue, en ambos tratamientos de temperatura. Sin embargo, para estas poblaciones no se observaron diferencias significativas (ANCOVA, p>0,05) entre los tratamientos de temperatura (10º y 15ºC). No obstante los ambientes protegidos no mostraron un patrón similar. Si bién existen diferencias significativas (ANCOVA, p<0,0001) entre los tratamientos de temperatura, se observó que la mayor captacion de nitrato, para las poblaciones de Metri y Dalcahue, ocurrió a temperaturas distintas (10º y 15ºC respectivamente) (Fig. nº2 a y b). Diferentes estudios han demostrado la fuerte influencia de la temperatura en la captación de nutrientes (Pedersen et al., 2004) En general, la temperatura óptima para la captación coincide con el óptimo de la temperatura para el crecimiento (Pedersen et al., 2004). Por ejemplo, en M. integrifolia la tasa de captación de nitrato incrementa con temperaturas de 17°C, y que a temperatura superiores comienza a declinar,observándose además que a temperaturas inferiores a los 17ºC la tasa de captación es menor (Wheeler & Srivastava, 1984). Concentracion NO3 - 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Tiempo (h) 120 uM 20 uM 40 uM Fig nº1: Concentración de nitrato v/s tiempo, bajo tres intensidades luminosas. a b Fig nº2: Rate uptake NO3- bajo dos Tº, 15ºC y 10ºC (a y b respectivamente) para ambientes protegidos (Dalcahue y Metri) y expuestos (B. Mansa y Pucatrihue) CONCLUSIONES Se observó un efecto significativo de la intensidad luminosa sobre la tasa de captación de nitrato , apreciándose una disminución a una intensidad luminosa de 20 µmol fotón m-2 s-1. También se pudo observar que la tasa de captación de nitrato es influenciada por la temperatura sólo en los ambientes protegidos, estimando que este parámetro puede ser un buen indicador para reflejar las diferencias entre poblaciones con distinto grado de exposición al oleaje. BIBLIOGRAFÍA BUSCHMANN, A., VÁSQUEZ, J.; OSORIO, P.; Reyes, E.; FILÚN, L. HernándezGonzález, M. & Vega, A. 2004. The effect of water movement, temperature and salinity on abundance and reproductive patterns of Macrocystis spp. (Phaeophyta) at different latitudes in Chile. Mar. Biol.145: 849-862. GERARD, V. 1982. In situ rates of nitrate uptake by giant kelp, Macrocystis pyrifera (L.,) C. Agardh: Tissue differences, environmental effects, and predictions of nitrogen-limited growth. Mar. Biol. Ecol., Vol. 62: 211-224. HERNÁNDEZ-CARMONA, G., ROBLEDO, D.; & SERVIERE-ZARAGOZA, E. 2001. Effect of nutrient availability on Macrocystis pyrifera recruitment and survival near its Southern limit off Baja California. 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