Correa, Karen

EFECTOS DE FACTORES ABIÓTICOS EN LA GERMINACIÓN DE QUISTES
DE ALEXANDRIUM CATENELLA Y SU RELEVANCIA EN LA GENERACIÓN
DE FLORACIONES.
K. Correa1, Jaen Mayorga1, Bianca Olivares1, D. Varela1,Adrian Villarroel1 y Javier Paredes1
1.- Centro í-mar, Universidad de Los Lagos, Puerto Montt, Chile. karenm.correa@gmail.com
Introducción.
El ciclo de vida de muchos dinoflagelados es caracterizado por un estado vegetativo plantónico, y de estos
al menos el 10% de las especies también tiene un estado bentónico (Head, 1996), este estado es un quiste de
resistencia no móvil y comúnmente producido a través de reproducción sexual (Walker, 1984; Figueroa et al.,
2008), una vez sedimentados los quistes permanecen viables por extensos periodos (Lundholm et al., 2011).
La capacidad de producir quistes de resistencia le otorga a estas especies la capacidad de garantizar su
supervivencia, facilitar la recurrencia de floraciones y dispersión (Angle` s et al., 2012).
Son varios los factores que regulan el tiempo del estado resistencia. Algunos son internos, incluyendo un
tiempo de maduración mandatorio; periodo posterior al enquistamiento, días o meses dependiendo de la
especie (Anderson, 1980; Bravo and Anderson, 1994), y exógenos un reloj anual como el observado en
Alexandrium fundyense (Perez et al., 1998; Matrai et al., 2005). La germinación es controlada por factores
ambientales, de tal manera que un quiste maduro continua en estado de resistencia si la condiciones son
desfavorables, por ejemplo temperaturas por sobre o bajo la “ventana” que favorece la germinación (Dale,
1983; Anderson, 1998). Así mismo algunos quistes requieren de luz para germinar y otro solo germinan más
lentamente en oscuridad que en luz (Anderson et al., 1987).
Muchos aspectos del ritmo, ubicación y duración de las floraciones algales nocivas (FAN) están
relacionados al ciclo de células vegetativas-quistes de resistencia.
Entre los géneros de dinoflagelados responsable de las FANs, el género Alexandrium es sin duda uno de
los más importantes en términos de gravedad, diversidad y distribución de los impactos de la floración.
(Anderson et al, 2012)
En Chile Alexandrium catenella ha sido reportada durante las cinco últimas décadas, afectando no solo la
salud humana si no también recursos marinos naturales y de cultivo debido a la producción de saxitoxinas
(Fuentes et al., 2006). Esta especie se reportó por primera vez en 1972 en la región de Magallanes (52° S) y
desde entonces se ha asociado a floraciones algales nocivas (FANs) recurrentes que afectan el norte de los
canales y fiordos de la región austral (desde el 52°S al 42°S) (Mardones et al., 2010). Entre las
aproximaciones para el manejo de esta especie se encuentran la determinación periódica de abundancia de
células vegetativas y quistes a nivel espacial y temporal. Estas medidas de manejo han incrementado el
conocimiento de la dinámica de esta especie, y por ejemplo, se ha observado que el crecimiento de células
vegetativas puede ser modulado por factores como la temperatura y la salinidad (Navarro et al., 2006:
Aguilera–Belmonte et al., 2013). Aunque actualmente existen pocos estudios que intenten vislumbrar si los
factores ambientales pueden afectar la germinación de quistes de A. catenella.
Justificación del estudio.
El conocimiento de quistes de A. catenella en Chile es aun rudimentario. Se han realizado varios trabajos
que caracterizan la distribución y abundancia de quistes en el sedimento de diferentes localidades, pero solo
recientemente se está trabajando en los factores que afectan la germinación (Seguel et al. 2005, Alves et al.
2008).
Siguiendo la línea de evidencia de la relevancia del estado quistes en las especies FANs y especialmente
en dinoflagelados, es crucial comprender el rol de los quites de A. catenella en las costas chilenas, determinar
cuales serían los factores que impulsan la germinación de nuestra especie de Alexandrium, o que estrategia de
ciclo de vida predomina en los canales interiores del sur de Chile, como es la relación entre bancos de quistes
y la dinámica poblacional o incluso con los eventos FANs.
Objetivos.
Determinar la significancia del estado quiste en la dinámica poblacional de A. catanella y en los inicios de
los eventos FANs a través de los mecanismos o factores que afectan la germinación.
Metodología.
La toma de sedimento se realizó en los alrededores de la localidad de Quellón (43,1º S; 73,4º W). Las
muestras fueron recogidas en los 3 primeros cm de profundidad utilizando cores. Estos se almacenaron a 4°C
en oscuridad, Adicionalmente se agregó Nitrogeno gaseoso para remover el Oxigeno y evitar la germinación.
La aislación de quistes se realizó a través de tamizado del sedimento y con un gradiente de densidad con
Ludox. Posteriormente se identificaron en microscopio invertido. Para evaluar germinación se depositó
individualmente un quiste por celda en placas multipocillos. Cada pocillo fue utilizado como unidad de
réplica, considerando por cada tratamiento 3 placas con a lo menos 15 quistes cada una. La germinación fue
evaluada a lo largo de 20 días y se registró el día de germinación de cada quiste. Los factores ambientales que
se evaluaron fueron; temperatura con los niveles (8, 13 y 18°C), fotoperiodo con los niveles (16:8, 12:12 y
8;16 horas luz:oscuridad), intensidad de luz con los niveles (5, 30 y 90 umol), salinidad con los niveles (25,
30 y 35 PSU) y finalmente medio de crecimiento con los niveles (agua de mar, agua de mar artificial y medio
L1). Adicionalmente se realizó un estudio de temporalidad estacional, para ellos se realizó un experimento en
condiciones establecidas como estándar (16:8 horas luz:oscuridad, 30 umol, 13° C, 30 PSU y Agua de mar)
con 3 repeticiones en primavera y dos en verano.
Analisis estadísticos: Para evaluar el efecto de la temperatura, fotoperiodo, intensidad de luz, salinidad y
medios de cultivo en el porcentaje de germinación después de 20 días de experimentación, se realizó un
análisis de varianza en el marco de un modelo lineal generalizado (GLM), utilizando un modelo de
distribución de residuales Binomial. Además, cuando se encontraron diferencias se utilizó un test de
comparación múltiple Tukey HSD.
Por otra parte, para evaluar el efecto de la temperatura, fotoperiodo, intensidad de luz, salinidad y medio
de cultivo, en el patrón de germinación en 20 días de experimentación, se ajustó un GLM utilizando un
modelo de distribución de residuales multinomial. En general, se compararon dos modelos: (a) uno que
explicaba la variación del patrón en función de una media (h0). (b) y otro que explicaba la variación del
patrón en función de 2 o más medias (h1). Para la comparación de los modelos se utilizó un test Chi2 y el
criterio de información de Akaike (AIC, Akaike information criterion). Todos los análisis fueron realizados
en el programa R.
Resultados
La germinación de quistes de Alexandrium no presenta diferencias significativas (p>0,05) respecto de los
factores temperatura, intensidad lumínica y fotoperiodo (Fig. 1) Sin embargo La salinidad tiene un efecto
sobre la germinación, siendo favorecida a 30 PSU con un promedio de 62% versus a 35 PSU con 36%, sin
embargo a 25 PSU (40% germinación) no difiere significativamente de 30 y 35 PSU.
El medio de crecimiento muestra un claro efecto en el porcentaje de germinación luego de 20 días de
incubación, siendo significativamente mayor (p>0,05) en agua de mar artificial y agua de mar (86,7 y 75,6%
respectivamente) versus medio L1 (11,1%) (Fig. 1)
La temporalidad no tiene un efecto significativo en la capacidad de germinación, sin embargo se observa
una tendencia a disminuir la germinacíon a medida que los quistes permanecen mayor cantidad de tiempo en
almacenamiento (tiempo previo a ser puestos en condiciones de germinación) Fig. 2
Conclusiones.
Este estudio permite concluir que la capacidad de germinación de los quistes de Alexandrium catenella de
la costa sur de Chile se ve favorecida en un medio libre de nitratos y fosfatos, así mismo la salinidad tiene un
efecto en la germinación siendo el porcentaje más alto en 30 PSU que es la salinidad aproximada al medio
desde donde se obtienen los quistes, bajas en la salinidad hasta 25 PSU no generan una baja significativa e n
la cantidad que quiste s que dejan el estado de resistencia, sin embargo si lo hace un aumento a 35 PSU.
Temperatura e intensidad lumínica son ampliamente citados como factores ambientales que regulan la
germinación, (Rengefors and Anderson, 1998; Itakura and Yamaguchi, 2001; Kim et al., 2002) sin embargo
en el rango que trabajamos no obtuvimos diferencias, por lo que podemos establecer que la germinación
puede ocurrir en un rango bastante amplio de temperatura e intensidad lumínica y además puede variar en
función del origen geográfico de las cepas (Genovesi-Giunti et al.,2006). Además Anderson and Keafer
(1987) proponen que variaciones de luz y temperatura tienen efecto en bancos de quistes de aguas profundas
los cuales se encuentran en condiciones prácticamente constantes, lo cual no es el caso para quistes de A.
catenella de aguas poco profundas que están recibiendo continuamente los cambios ambientales.
En nuestro estudio no observamos diferencia de estacionalidad o reloj temporal externo, lo que sugiere
que los quites podrían estar germinando durante todo el año y cuando se da la ventana de factores ambientales
serían las células vegetativas las que verían favorecido su crecimiento (Anderson et al., 1982). Estos
resultados junto a observaciones previas tienden a confirmar que A. catenella en Chile parece ser una especie
más bien oportunista.
a)
Germinación (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
b)
d)
c)
e)
a
a
b
ab
a
b
Figura 1: Efectos del a) medio de crecimiento, b) temperatura (°C), c) intensidad lumínica (µmols), d)
salinidad(PSU) y e) fotoperiodo (horas luzoscuridad) en la capacidad de germinación en quistes de
Alexandrium catenella.
Figura 2: Efecto de la temporalidad en la capacidad de germinación de Alexandrium catenella.
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