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Origen de las proliferaciones de microalgas en el Mediterráneo
Dr. Gotzon BasterretxeaDepartamento de Ecología Marina
IMEDEA (UIB-CSIC)
HYDROALGALRTC-2016-4812-5
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Un problema social
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Microalgas/fitoplancton
• Generan oxígeno, fija CO2 y es la base de las cadenas tróficas en el océano.
• Cuando su abundancia es anormalmente elevada, provocan problemas ambientales y socio-económicos.
• Puede ser tóxico para la fauna marina y los humanos.
Microrganismos unicelulares fotosintéticos que viven suspendidos en el agua.
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ProliferaciónAguas azules
Fitoplancton y proliferaciones
Cianobacteria
Procariota
No-motiles
0.8 - 1.5 µm
Asexuales
Bajos requerimientos
nutricionales
Ubícuos
Autótrofos
Ciclo vital sencillo
Dinoflagelados
Eucariota
Motiles
40 - 50 µm
Fase sexual
Altos requerimientos
nutricionales
Aguas
estratificadas
Auto/Hetero/Mixo
Ciclo vital complejo
CO2 (ppm)500,000
300,000
100,000
4,000
3,000
2,000
1,000
3,000 2,000 1,000 500 400 300 200 100
Cyanobacteria
Eukaryotes
Green
algaeDinoflagellates
Diatoms
Haptophytes
Millions years B.P.
Hallegraeff (2010)
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Un problema de origen conocido pero multifactorial
Intervienen tres aspectos principales:
Biogeoquímicos
Físicos
Biológicos
Nutrientes y otros elementos
Temperatura y renovación aguas
Metabolismo e interacciones
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Aspectos biogeoquímicos
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Si
Ca
P
KNa
Moléculas
Letras
30-90 elementos
Biogeoquímica de los bloomsE
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Organismos
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Nutrientes y otros elementos
Moore et al (2013)
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Variaciones del fitoplancton
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Fuentes costeras de nutrientes
fertilizantes
aguasresiduales
redesurbanas
NUTRIENTESCOSTEROS
deposición atmosférica
agua subterránea
escorrentía
resuspensióndifusión
recirculación
(naturales+antropogénicos)
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Nutrientes y metales traza descargados por los Acuíferos de Mallorca. EDASE
30’ 3oE 30’
20’
40’
40oN
100
200
100
1
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39
40
4142
43
44
45 4647
0.1 0.2 0.4 0.8 mg m-3
MODIS ACQUA
Influencia aguas subterráneas
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Aspectos físicos
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Renovación del agua
Grados de renovación del agua y proliferaciones
• Alto
• Bajo
• Muy Bajo
Bloom se dispersa. Biología irrelevante
Sistema excitable.
Biología determina el sistema
Zonas a redoso Frentes litorales
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Dinámica de las proliferaciones: los nutrientes.
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Patrones de circulación
Sánchez-Garrido et al. 2010
Zonas a redoso: dependen de la dirección del viento y oleaje ySu interacción con la morfología de la costa
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Distancia a la costa
Ab
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célu
las Influencia del viento
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Convección natural
Frentes litorales: influencioa de la temperatura y aportes de aguas continentales
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Aspectos biológicos
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Términos positivos Términos negativos
Crecimientof(t,nutrientes,luz)
Acumulaciónf (Corrientes, motilidad)
Mortalidadnatural
Dinámica del fitoplancton
Interacciones(predación, parasitismo,
Infección vírica)
Dispersión(corrientes, turbulencia)
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P1 P2P3
P4Z1
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Z3
Z4
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a
b c
d
Fitoplancton
Zooplancton
Parásito
P1=f(Z1,Z2,Z3,a,b)P2=f(Z1,Z5,a,b)P3=f(Z3,a,c,d)P4=f(Z4,Z5,c)
Dinámica de las proliferaciones: interacciones biológicas.
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Podemos predecir las proliferaciones?Existen dos tipos de procesos que determinan la dinámica del bloom y su composición: procesosdeterministas y procesos estocásticos.
Deterministas: normalmente relacionados con procesos ecoógicos no aleatorios que determinan el nicho(temperatura, salinidad, radiación solar) y algunas interaciones biológicas (e.g., competición por recursos, predación, infecciones)
Estocásticos: generalmente determinados con eventos relacionados con la meteorología, colonización de nchos y dispersión por corrientes.
20
10
0
Ch
l(m
g m
)-3
May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dec Ene Feb Mar Abr
Gymnodinium sp
Alexandrium taylori
Gymnodinium sp
Gymnodinium sp
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Conclusiones
• Las PANs que ocurren en en playas de Baleares son la manifestación local de un fenómeno de carácter general.
• Los incrementos de nutrientes (naturales y antropogénicos), la geomorfología y su efecto sobre la renovación de las aguas y los procesos de convección natural favorecen su aparición en ciertas zonas de la costa.
• En Baleares es un fenómeno típicamente asociado a los aportes de aguas subterráneas y, marginalmente a torrentes, que descargan en calas protegidas.
• La dinámica de las PANs se caracteriza por una serie de ciclos o picos de biomasa que están determinados por las interacciones complejas entre nutrientes, medio físico e interacciones entre organismos que presentan un elevado componente de estocasticidad.
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Gracias por su atención
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Fósforo P Azufre SPotasio KCalcio CaCloro ClSodio NaMagnesio Mg
Hierro FeCobalto CoSilicio SiCobre CuIodo IMolibdeno Mo…..
Carbono COxígeno OHidrógeno HNitrógeno N
Elementos necesarios vida
Carbono COxígeno OHidrógeno H
Cloro ClSodio NaAzufre SCalcio CaPotasio KMagnesio Mg…….
Elementos enel océano
Importancia de la geoquímica
C:N:P =106:16:1
Elementos limitantes
Nitrógeno NFósforo P
