de la productividad primaria a nivel del fitoplancton...

Boletín de lã Sociedad Argentina de Botánica

Volumen XV, Xo 1 (Enero 1973), págs. 12-22

ANALISIS DE LA PRODUCTIVIDAD PRIMARIA A NIVELDEL FITOPLANCTON Y PRINCIPALES VARIARLES

ASOCIADAS, EN EL BRAZO CATEDRALDEL LAGO MASCARD1

POR ROQUE E. MAGLIANESI MARTHA S. RADICI ', MARIA O. GARCIA 1

SUMMARY

Phytoplankton primary production and its main associated variables in CatedralBranch, Mascardi lake.

Variations in phytoplankton concentration and in the absolute and relative produc¬tivity occuring in the East branch (Catedral) of Mascardi lake (Rio Negro Province,Argentine Republic) which seçms to behave as a closed ecosystem, are described inthis work. The cell concentration per unit surface, calculated for the euphotic zone,rapidly increased from mid winter until spring and then progressively decreased. Thewinter circulation causes the increase of nutrients concentration in the euphotic zoneand consequently a greater phytoplankton productive capacity towards this season.The daily phytoplankton gross productivity ranged between 20 and 200 mg C/m2/day,with two maxima: one in August and another in January. These data lead to an annualprimary production estimation of 46 g C/m’/year.

El lago Mascardi está formado por dos brazos netamente definidos, delos cuales el occidental fuera designado como “Tronador” y el orientalcomo “Catedral”. De las primeras investigaciones sinópticas ( 1 ) realiza¬das en seis estaciones de muestreo, surgieron diferencias en el contenidobiótico y abiótico de ambos brazos, indicando una mayor productividadgeneral del “Catedral”, el que se caracterizaría, además, por una permeabi¬lidad lumínica y un grado de homogeneidad superior a los observados enel brazo “Tronador”.

Estas diferencias, atribuidas a la influencia de la corriente del río Mansoa lo largo de este último brazo (2), se advierten en diversos caracteres delas aguas, siendo detectadas también en el fitoplancton durante los mués¬

treos estacionales de los años 1968 y 1969, así como en la productividadprimaria a nivel de esta comunidad en agosto y noviembre de 1969.

1 Instituto Nacional de Limnología (Consejo Nacional de Investigaciones Científicasy Técnicas). Santo Tomé (Santa Fe), Argentina.

MAGLIANESI, RADICI, GARCíA, Análisis de la productividad primaria 13

Con motivo de estas diferencias, y ante la imposibilidad material deabarcar el estudio simultáneo de la productividad de todo el lago, se reali-2aron durante el afio 1970 determinaciones estacionales en el brazo ‘"Ca¬tedral”, tendientes a establecer las variaciones productivas dentro de lazona eufótica.

METODOLOGIA

La técnica empleada para las determinaciones de productividad primariamediante el isótopo radioactivo carbono-14, ya fue detallada suficiente¬mente en publicaciones anteriores, habiéndose mejorado sólo en algunosaspectos de orden práctico tendientes a facilitar el manipuleo del materialradioactivo1 y las condiciones de seguridad y comodidad del operador. Atal efecto se emplearon dos cajas de reducidas dimensiones construidasen madera: una para el trabajo de inoculación de muestras en embarca¬ciones, y la otra para las tareas de filtración con vaciado automático dellíquido residual filtrado, para ser usada tanto en embarcaciones como enestaciones de apoyo terrestre.

En cuanto a las mediciones radioactivas, fueron realizadas en el labo¬ratorio de Bioproducción del Instituto Nacional de Limnología con undetector a flujo de gas, con ventana delgada de aproximadamente 0,80mg/cm2, de geometría 2 ir, cuyo sistema de montaje y tensado ele mem¬brana tipo Mylar aluminizada fuera mejorado considerablemente, merceda un nuevo diseño del laboratorio, que permitió además, elevar la efi¬ciencia del contador en un 31 % con respecto al sistema original de fá¬brica. Este equipo fue complementado por un escalímetro transistorizadomarca Nuclear modelo BCD 70203.

Las determinaciones fueron realizadas en los meses de marzo, agosto yoctubre de 1970, y en enero de 1971, con tiempo bueno y cielo comple¬tamente despejado durante la mayor parte del día. De cada muestra ex¬traída a distintas profundidades mediante botella de Ruttner para deter¬minaciones de productividad, se tomaron alícuotas para el recuento celu¬lar por el método de Utermóhl, usándose para la fijación líquido de Rhode.

Se realizaron en cada oportunidad, 5 incubaciones diarias con duracióncomprendida entre 1,5 y 3,5 horas, cubriendo todo el tiempo de ilumina¬ción natural. Para la determinación de cada perfil de productividad seusaron dos botellas claras y una oscura, en 7 diferentes profundidades den¬tro de la zona eufótica.

RESULTADOS

Los datos obtenidos se presentan, en la tabla I, consignándose: fijaciónhoraria de carbono por unidad de volumen y fijación relativa horaria pormil millones (109) de células, como índice de la capacidad de producción.

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16 BOLETíN DE LA SOCIEDAD ARGENTINA DE BOTáNICA, XV (1), 1973

En la figura 1 se representaron las variaciones diarias que se registra¬ron en los valores de productividad durante el 26 de marzo de 1970 (ta¬bla I), y la correspondiente curva acumulativa, cuya integración gráficapermite calcular en 121,5 mg C/m2/día el carbono incorporado por foto¬síntesis, sin correcciones por respiración. El cálculo de la concentraciónmedia celular por metro cuadrado dentro de la zona fotoproductiva du¬rante las horas de producción (tabla II) arroja el valor de 2,098 109 cé-lulas/m2, de donde la capacidad productiva media resulta 57,9mgC/109células/día, equivalente a 5,1 mgC/109 células/hora, teniendo en cuentala duración del período de iluminación solar.

Representaciones similares se tienen en las figuras 2, 3 y 4, para el 6de agosto de 1970, 6 de octubre de 1970 y 24 de enero de 1971 respec¬tivamente, con sus correspondientes productividades diarias: 131,5, 102,3y 203,1 mg C/m2/día, que a concentraciones celulares medias (tabla II)de: 1,494 109, 5,153 109 y 4,083 109 células/m2, permiten estimar las ca¬pacidades productivas medias de: 88,0, 19,9 y 49,7 mgC/109 células/día,o sus equivalentes: 9,2, 1,7 y 3,6 mgC/109 células/hora, para cada unade las fechas mencionadas.

Para una mejor interpretación de estos resultados, se grafican en formacíclica (3) en función de los meses y estaciones del año en la figura 5,conjuntamente con la duración del período fotoproductivo diario y la tem¬peratura del agua a la profundidad de 10 metros, considerada como re¬presentativa de la zona de mayor productividad.

Se puede apreciar que el mayor contenido celular tuvo lugar en prima¬vera (fig. 5-a), después de un progresivo incremento que se inicia enpleno invierno, coincidente con el menor registro de temperatura de! aguay con la máxima capacidad productiva, evidenciando la renovación denutrientes por el proceso de circulación invernal. La disminución de laconcentración de fitoplancton tendría lugar durante el verano y otoño,llegando a su mínima expresión durante los meses de mayo y junio.

El estudio sistemático de los integrantes de esta comunidad no ofreciómayores dificultades, en razón de que ya se han llevado a cabo trabajospreliminares, no siendo, por otra parte, muy numerosas las especies en¬contradas. Durante los muéstreos efectuados estuvieron representados 4grupos de algas ( tabla II ) : Cyanophyta, Chlorophyta, Chrysophyta y Pyrro-phyta, cuyas participaciones en el total celular oscilaron entre: 0-4,7 %,9,0-42,0%, 16,8-25,6% y 38,5 -63,0 %, respectivamente. Se ob¬servó en general una mayor concentración entre los 10 y 25 metros deprofundidad, de magnitud variable entre el 44 y 103 % con respecto alos valores superficiales, correspondiendo el primero al muestreo de otoño,y el último al de primavera. En invierno y verano existieron diferenciasintermedias del orden del 75-85 %.

Rhodomonas minuta resultó ser la especie más importante numérica¬mente durante el ciclo anual, con proporciones en el total del fitoplancton

MAGLIANESI, RADICI, GARCíA, Análisis de la productividad primaria

mg c/m3/dia

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8.25-19.45h7.30-19.4515.00 - 1730

Fig. 1. — ¿VjtMÓa f«>b ) sintética horaria y diaria de carbono durante el 26 de rnarzo

de 1970, en el brazo .Catedral del lago Mascardi

12.00-15.0018.25-10.00 10J00 -12.00

mg c/m3/diamg C/m3/hora9' H «70.6 1.0 0.2 06 1.0 0.2 0.6 151 3 510 0.1O.l O.Ç, 0.2 o.*o

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9.00-11.051 11.05-13.00 I 13.00-15.10 15.10-16.55 116.55-18.35

Fig. 2., — Fijación fotosintética horaria y diaria de carbono, durante el 6 de Agosto»

de 1970, en el brazo Catedral del lago Mascardi

9.00-18.35

BOLETíN DE LA SOCIEDAD ARGENTINA DE BOTáNICA, XV (1), 197318

mg c/mÿ/diamg C/m3/ hora

i 7 9 II Í3I0.3 05 0.1 03 0,5 0.1 0.3 06 S0.3 0.5 Oí OS 0.5 010.1

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30

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Fig. 3. — Fijacióu fotosintética horaria y diaria de carbono, durante el 6 de octubrede 1970, en el brazo Catedral del lago Mascardi:

13.15 -15.20

mg c/rrfy/hora mg c/ m3/dia1.4 0.2 0.6> ».0 0.1 0.0 2 6 10 14 10 22 26 io0.1 0.6 0.1 0.6 1.0 0.2 0.6 1.0

0

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mg c/mÿ/áia10

15-24 1-1971

c 20-£

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30

35-

12.40 -14.451700-10.301 10.30-12.40 7.00-21.0014.45-17.45 07.45-21.00

Fig. 4. — Fijación fotosintética horaria y diaria de carbono, durante -el 24 de enerode 1971, en el brazo Catedral del lago Mascardi

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Fig, 5. — a, concentración celular media en la zona eufótica : b, capacidad de fijaciónfotosintética media de carbono : c, temperatura del agua a 10 metros ; d, horas deiluminación solar y e, productividad diaria por unidad de superficie en el brazo Ca¬tedral del lago Mascardi.


TABLA II

Concentración media de fitoplancton dentro de la zona eufótica, en millones

de células por metro cuadrado

26-3-7024-1-716-8-70 6-10-70

Cyanophyta

Gomposphaeria lacustris

Aphanocapsa spCyanophyta (no identificadas)

Chlorophyta

Eudorina elegans.

Sphaerocystis schroeleri

Elakatothrix sp. .Oocystia solitaria

Crucigenia fenestrataClosterium sp

Ankistrodesmus gracilis

Chlorococcales (no identificadas)Nephrooytium limneticum

Chlamydomonas sp..

Kirchneriella lunaris

nictyosphaerium reniformeGolenkinia radiola

Staurastrum paradoxum

Staurodesmus quiriferus

Chrysophyta

Mallomonas sp

Mallomonas akroksomos

Mallomonas elongata

Dinohryon divergens

Dynobryon sertalaria

Chrysomonadales (no identificadas). . .Synedra acns

Synedra ulna

Melosira pseudogranulata

Rkizosolenia eriensis

Cyolotella slelligera

Cyclntella sp

Naricilla sp .Ceratonessis sp

Gyrosigma sp

83010 31

0 150 000 34 0

6991 0 T3 26 152 10

7 400 6911

4 •3 0 0

60 10 0

0 70 33 18

293 1367 292 64

54 104 9 9

0 07 1

0 460 660 0

0 16 0 6

1 2 0 0

2 35 21

00 2 0

06 35 6

29 28 18 14

104 25 165 157

6 0 0 26

35 3 319 94

12 61 64274

0 0 75 54

20 621 0

11 7 61

40 124 12 2

43 173 23 59

19 110 13 4

17949 0 0

13812 0 . 3

2 1 7 0

01 0 0


TABLA II (Concl.)

26-3-706-8-70 6-10-70 24-1-71

Pyrrophyta

Cryptomonas erosa.Cryptomonas sp....

Bhodomonas minuta

Peridinium volzii. . .

59 94 207 170

15 0 01

577 1923 1366 1151

0 20 00

Células/raVIO6Células /mi. . . .

1494 5153 20984083

40 115 109 56

que oscilan entre el 34 y 55 %. Esta especie, conjuntamente con Ankis-Irodesmus gracilis y Chlamydomonas sp., muestra un .pronunciado incre¬mento a fines de invierno pero, en tanto que esta última continúa aumen¬tando su concentración hasta febrero-marzo y declina luego hasta desapa¬recer prácticamente en otoño y parte del invierno, Rhodomonas minuta•disminuye desde primavera hasta julio-agosto y Ankistrodesmus gracilisdecrece hasta otoño, período en que se inicia un nuevo incremento.

Aunque con variaciones menos pronunciadas y menor concentracióncelular, Elakatothrix sp., Mallomonas akroksomos y Dinobryon divergens,tienen tendencia a evolucionar en forma un tanto diferente a las especiesanteriores, con máximos valores en verano y sostenido aumento en pri¬mavera. Las concentraciones de otoño e invierno son poco significativasdentro de la comunidad, al igual que las demás especies citadas en. latabla II.

La capacidad de producción horaria media durante el período estudiadopresenta una variación interesante. Como ya se dijera, el máximo valorse da a mediados de invierno, disminuyendo bruscamente al comienzo deprimavera, período en el que la tasa reproductiva es máxima, provocandoel rápido agotamiento de nutrientes. De aquí en más la .capacidad pro¬ductiva del fitoplancton crece progresivamente durante el verano, otoñoy parte del invierno, llegando en éste a su máximo valor. Este sostenidoincremento a partir de octubre (fig.' 5-b), coincide en su primer partecon el aumento de la temperatura hasta los meses de enero-febrero(fig. 5-c), y a partir de diciembre y hasta fin de otoño con la disminucióndel contenido celular y con el aumento de la concentración del zooplanc-ton (1), hechos, estos dos últimos, que a través de la descomposición ce¬lular y los productos de excreción podrían ser una fuente importante denutrientes durante el período de estratificación y hasta el “overturn” in¬vernal.


Como consecuencia de los factores analizados, y del período diario deproducción, variable durante el año (fig. 5-d), la curva de productividadno presenta mayores problemas interpretativos. Se advierte un incrementode la producción (fig. 5-e ) al aumentar la concentración del fitoplanctondurante el período julio-agosto, a pesar del bajo número de horas de ilu¬minación, en tanto que los máximos valores se registrarían en diciembre-enero, coincidente en términos generales, con el mayor contenido celular,máximo período de iluminación, y relativamente elevada temperatura, apesar de la baja capacidad productiva.

Por integración gráfica de esta curva durante todo el año, se puedeestimar en 46gC/m2/año la productividad primaria máxima al nivel dela comunidad fitoplanctónica en el brazo “Catedral” del lago Mascardi,durante el período de estudio considerado. Si bien se acota este valorcomo máximo, no diferirá mayormente con el real, dado que existe unacierta compensación entre la inhibición que se observa en días de intensaradiación solar, y la menor penetración lumínica en días con nubosidadpronunciada, siendo necesario una reducción muy notoria de la ilumina¬ción natural (4), para que la productividad del fitoplancton resulte signi¬ficativamente inferior a la de niveles de radiación solar normal.

BIBLIOGRAFIA

1. BONETTO, A. A., DIONI, W., DEPETRIS, P. (eds.), 1971. Informe preliminar sobrelas investigaciones limnológicas en la cuenca del río Manso y lago Mascardi(Rio Negro - Patagonia). Fundación Bariloche, Dpto. de Recursos Natu¬rales y Energía. Publicación N? 4. San Carlos de Bariloche, Argentina.

2. GARCíA, M. O., MAGLIANESI, R. E., 1972. Consideraciones preliminares acerca dela estructura y producción del fitoplancton del lago Mascardi (Río Negro,Argentina). En prensa.

3. MAGLIANESI, R. E., 1972. El uso de funciones sinusoidales para la descripción deprocesos armónicos en ecosistemas cerrados. Ira. Reunión Argentina deecología y seminario latinoamericano de problemas ecológicos. Vaquerías,Córdoba, Argentina. Abril 1972.

4. STEEMANN NIELSEN, E., 1965. Primary production in the sea. Advance Course inMarine Biology. UNESCO.

de la productividad primaria a nivel del fitoplancton...

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