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Revista Peruana de Biología
On-line version ISSN 1727-9933
Rev. peru biol. vol.10 no.1 Lima ene./jul. 2003
Variabilidad temporal de pequeña escala en el fitoplancton de Bahía Independencia, Pisco, Perú
Small scale temporal variability in the phytoplankton of Independencia Bay, Pisco, Peru
Noemí Ochoa* y Juan Tarazona
Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos.
Presentado: 17/06/2003
Aceptado: 07/07/2003
Resumen
Se estudió la variación temporal a pequeña escala de la comunidad fitoplanctónica costera en una estación fija en Bahía Independencia. Las muestras fueron colectadas del 28 de marzo al 25 de abril de 1988, dos veces al día, a las 08:00 y 15:00 horas. La temperatura superficial del mar fluctuó entre 15,4 a 17,2°C. Las diatomeas fueron el principal componente de la comunidad fitoplanctonica y estuvieron relacionadas con el total de fitoplancton. Otros grupos tales como los dinoflagelados, cocolitofóridos, silicoflagelados y microflagelados fueron de menor importancia. Durante los primeros nueve días la especie dominante fue Skeletonema costatum, la que fue sustituida posteriormente por Thalassionema nitzschioides hasta el final del estudio. Se encontró escasa variabilidad en composición de especies, pero muy alta en densidad en períodos de sólo algunas horas. Los cambios en la estructura fitoplanctónica estuvieron relacionados con pequeños cambios de la temperatura.
Palabras clave: Fitoplancton, diatomeas, variación temporal, Bahía Independencia, Perú.
Abstract
Temporal variations at small scale of the coastal marine phytoplankton assemblages were studied. Water samples were collected at a fixed station in Bahia Independencia (Pisco-Peru). The sampling took place in the morning (08:00h.) and afternoon (15:00 h) over a period of 29 days (March 28 to April 25, 1988). Surface temperatures also were taken, fluctuating from 15,4 °C to 17,2 °C.
Diatoms were the principal component of the phytoplankton community and were more related with the total of phytoplankton. Other groups as Dinoflagellates, Coccolitophorids, Silicoflagellates and small flagellates were present but were less important. Skeletonema costatum was the dominant specie during the first nine days of sampling, after that it was substituted by Thalassionema nitzschioides, which remained as dominant until the end of the study. Small variation in species composition but large fluctuations in density of phytoplankton were recorded over a period of few hours. Small increments in temperature influenced in the phytoplankton assemblages.
Keywords: Phytoplankton, Diatoms, temporal variation, Independencia Bay, Perú.
Introducción
La alta producción fitoplanctónica registrada en el área de Pisco sustenta la importante actividad extractiva de peces y mariscos para consumo humano. Es por ello que los estudios sobre las características y dinámica de la comunidad fitoplanctónica concita el interés de científico y administradores ya que permite conocer mejor el funcionamiento del ecosistema y de sus recursos.
Estudios sobre variación espacial y estacional del fitoplancton en esta área han sido efectuados por Barreda (1958), Sánchez et al. (1988), Antonietti (1989) y Tarazona et al. (1989).
El principal objetivo de este estudio es analizar la variabilidad temporal del fitoplancton a nivel de su estructura comunitaria y especies dominantes, en períodos cortos de tiempo en una estación fija en Bahía Independencia, Pisco, Perú.
Material y métodos
Del 28 de marzo al 25 de abril de 1988, se colectaron 56 muestras de agua superficial utilizando una botella Niskin, en una estación situada a un metro de la orilla en la isla Independencia, Pisco, (76° 08' W-14° 15' S), (Fig. 1). Los muestreos se realizaron dos veces al día, a las 08:00 y 15:00 horas, simultáneamente se registraron las temperaturas superficiales del mar.
El análisis cuantitativo de fitoplancton siguió el método de sedimentación de Utermöhl (1958) y las recomendaciones de UNESCO, (1978), utilizándose cámaras de sedimentación de 50 mL. La densidad del fitoplancton fue expresada en número de células por 50 mL.
Los organismos, en lo posible, fueron identificados hasta el nivel de especie; en el caso de los microflagelados no identificables debido a su pequeño tamaño, fueron reunidos en un grupo, como "fitoflagelados".
El índice de diversidad (H') se calculó aplicando la fórmula de Shannon y Wiener (1963). Para el análisis de similitud entre muestras se utilizó el índice de Bray Curtis. Previamente los valores de densidad fueron transformados a log(n+1). Los valores de similitud obtenidos fueron sometidos a un análisis de ordenación no-métrica multidimensional (MDS) y a un análisis de clasificación jerárquica en modo Q (entre estaciones) y su dendrograma fue construido utilizando el método UPGMA, Sneath y Sokal (1973).
Resultados
Temperatura
Las temperaturas registradas fluctuaron entre 15,4 °C y 17,2 °C. Las mayores temperaturas se registraron del 3 al 9 de mayo, observándose valores mayores a 16,2 °C (Fig. 2).
Composición y abundancia del fitoplancton
Se identificaron 114 especies, de las cuales 68 fueron diatomeas, 38 dinoflagelados, 2 cocolitoforidos, 2 silicoflagelados y 4 microflagelados.
La densidad del fitoplancton varió entre 2540 y 59 669 cel.50 mL-1, con un valor promedio de 16 549 cel.50 mL-1 (Fig. 2).
Las diatomeas fueron el grupo dominante y constituyeron el 91,53% del total de fitoplancton (Fig.2), con densidades que fluctuaron entre 2294 y 58 977 cel.50 mL-1. La especie Thalassionema nitzschioides fue la más abundante, representando el 54,65% del total de fitoplancton, estuvo presente durante todo el período de estudio y se constituyó en la especie dominante a partir del 6 de abril, décimo día del estudio (Fig.3). La segunda especie en abundancia fue Skeletonema costatum, que constituyó el 16% de la población fitoplanctónica; esta especie fue dominante en los primeros nueve dias y disminuyó drásticamente a partir del décimo día pero sin llegar a desaparecer, ya que su frecuencia fue del 100% (Fig. 3).
Otras diatomeas importantes por su frecuencia, presentes en más del 90% de las muestras, aunque de bajas densidades fueron, Thalassionema bacillaris, Asterionellopsis glacialis, Guinardia delicatula, Detonula pumila, Pleurosigma nicobaricum, Thalassiosira anguste lineata, Thalassiosira mendiolana, Grammatophora marina, Amphiprora sp., Gyrosigma sp. y Navicula sp.
Los fitoflagelados constituyeron sólo el 6% del total de fitoplancton; sin embargo fueron muy frecuentes y estuvieron presentes en el 90% de las muestras. Igualmente los dinoflagelados cuantitativamente no fueron importantes pero sí frecuentes, especialmente Ceratium fusus var. fusus, Gymnodinium sanguineum, Ceratium furca, Ceratium tripos, Dinophysis acuminata, Protoperidinium obtusum y Scripsiella trochoidea.
La presencia de cocolitoforidos y silicoflagelados no fue significativa; juntos constituyeron sólo el 0,01% de la población. El índice de diversidad fue bajo, con valores generalmente menores de 3 bits por individuo (Fig. 4).
Variación temporal
La distribución de la densidad total de fitoplancton a las 08:00 y 15:00 horas (Fig.2) mostró una variabilidad muy grande pasando de valores máximos a mínimos y viceversa. En general el fitoplancton fue más denso a las 8:00 horas, con un valor promedio de 20 685 cel.50 mL-1, mientras que a las 15:00 horas fue de 12 816 cel.50 mL-1 (Fig. 5); esta misma tendencia se presentó en la especie más abundante, T. nitzschioides (Fig. 6).
S. costatum la segunda especie en abundancia, en cambio, fue ligeramente más abundante a las 15:00 horas (Fig. 7). Algunas especies mostraron un patrón de distribución similar al de T. nizschioides, tales como T. bacillaris, C. fusus var fusus y G. sanguineum; otras siguieron el patron de S. costatum, entre ellas, A. glacialis.
Los promedios diarios de densidad de fitoplancton total (Fig. 8) y de las principales especies mostraron el mismo carácter oscilatorio que la densidad del fitoplancton a las 08:00 y 15:00 horas. Durante los primeros nueve días, S. costatum fue la especie dominante y contribuyó con un máximo de 10 162 cel.50 mL-1 al primer pico de fitoplancton; posteriormente fue reemplazada por T. nitzschioides, que alcanzó un máximo de 29 225 cel.50 mL-1 (Fig.3 ).
Los porcentajes de similitud entre muestras fueron altos (Fig. 9), no obstante la variabilidad del fitoplancton. Se discriminaron dos bloques; uno integrado por las muestras de los primeros 9 días hasta el 5 de abril, caracterizado por la dominancia de S. costatum con 57% de contribución, seguida de T. nitzschioides con 11%, A. glacialis con 6% y fitoflagelados con 4% y otro bloque constituido por las muestras del 9 al 22 de abril con dominancia de T. nitzschioides con 66% de contribución, seguido de fitoflagelados con 8%, Thalassiosira anguste lineata con 4%, T. bacillaris 4% y Thalassiosira mendiolana 2%. Las muestras restantes que corresponden a un período intermedio entre los dos bloques y a las muestras de los últimos días, forman pequeños grupos separados o se encuentran aisladas de las demás.
El ajuste multidimensional no métrico, NMDS, (Fig. 10) ordenó las muestras en forma similar que el dendrograma de similitud.
Discusión
El fitoplancton de Bahía Independencia durante el período estudiado, como es típico en un área de surgencia presentó una alta producción, dominancia de diatomeas pequeñas de rápido crecimiento que se unen en cadena y tipifican la primera fase de la sucesión, con índices de diversidad bajos que corresponden a poblaciones en activo crecimiento y con pocas especies dominantes (Margalef 1958, 1968 y 1978). Estas características son concordantes con lo reportado por Blasco (1971), Rojas de Mendiola y Estrada (1976), Ochoa y Gómez (1981 y 1988), Rojas de Mendiola (1981), Delgado y Villanueva (1998) y Chang et al. (1999) en estudios a nivel mesoescala en las aguas costeras de la Corriente Peruana.
Sánchez et al. (1988) en el invierno de 1986 y Antonietti (1989) en abril de 1987 encontraron para el área de Bahía Independencia la misma composición especiológica con predominancia de T. nitzschioides y frecuencia de S. costatum, A. glacialis, D. pumila, G. marina y Pleurosigma. Estos resultados permiten establecer una constancia en la composición específica del fitoplancton de esta área.
La sustitución cronológica en la dominancia de las especies S. costatum y T. nitzschioides muestra un ligero avance en la sucesión fitoplanctónica, sin alcanzar el climax. S. costatum es una especie típica de la etapa inicial y T. nitzschioides es típica de una etapa algo más avanzada de la sucesión (Blasco, 1971).La alta variabilidad de las poblaciones fitoplanctónicas en cortos períodos de tiempo encontrada en este estudio coincide con lo reportado para otras áreas costeras someras, Harrison et al. (1981) para Chimbote, Alvial y Avaria (1982) para las aguas costeras de Chile, Abboud-Abi Saab (1992) para aguas costeras libanesas.
Aún cuando la temperatura no varió mucho durante la investigación, los incrementos de fitoplancton están asociados con los pequeños incrementos de temperatura.
Conclusiones
Las aguas de bahía Independencia son altamente productivas con un fitoplancton típico de áreas de afloramiento costero, con predominancia de diatomeas pequeñas, baja diversidad y con fuertes variaciones de densidad en cortos períodos de tiempo.
La estructura comunitaria corresponde a un estado inicial de la sucesión.
Literatura citada
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Correspondencia
* Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Apartado 1898. Lima 100 Perú.
E-mail: Noemi Ochoa aochoal@unmsm.edu.pe