Tesis Doctorado
Actividad enzimática catabólica en las comunidades planctónicas y bentónicas asociadas a la zona de mínimo oxígeno en el sistema de la corriente de humboldt.
Autor
Quiñones-Bergeret, Renato Andrés
Universidad de Concepción
Institución
Resumen
En el Sistema de la Corriente de Humboldt (SCI-1), el flujo de energía que pasa a
través del catabolismo de la comunidad expuesta a la condición de bajo oxígeno, ha sido
escasamente investigado. Esta Tesis estudió por primera vez en el SCH, las actividades
enzimáticas involucradas en el catabolismo anaeróbico y sus interrelaciones con el
catabolismo aeróbico y el espectro de tamaños de la comunidad zooplanctónica (300 -
1000 j.tm), bentónica (> 500 hm), plancton de red (65 - 1000 im) y microplanctónica (<
lOOp.m), que habitan en la zona norte y centro-sur de Chile. Se estableció que la actividad
específica de lactato dehidrogenasa (LDH) tiene una relación alométrica positiva (log-log)
en todas las especies y espectros de tamaños analizados en ambas áreas de estudio. No
obstante, al considerar todas las especies analizadas en esta comunidad, la relación
alométrica conforma una cascada de actividad específica de LDH. Los valores mínimos de
la cascada corresponden a los organismos grandes y menos activos (poliquetos), en tanto
los valores máximos se observan en los organismos más livianos y activos (zooplancton).
Aunque los poliquetos bentómcos se localizan en el limite inferior de la cascada
alométrica de actividad de LDH, estos organismos también presentan otras actividades del
grupo de las piruvato oxidoreductasas análogas a la LDH. Los resultados indican que las
especies de poliquetos capaces de resistir la hipoxia ambiental, como Parapriono.spio
pinnata, tienen más de una piruvato oxidoreductasa que presentan diferentes tasas de
oxidación de NADI-I. Esta característica, concuerda con la regulación que se requiere para
disminuir el flujo glicolitico que induce una depresión metabólica general. Esta depresión,
ha sido observada en los organismos menos activos que son incapaces de evadir los eventos
de hipoxia ambiental severa, tal como los registrados estacionalmente sobre la plataforma
continental frente a la zona centro-sur de Chile. En contraste, el crustáceo zooplanctónico
Euphausia mucronata, representa el límite superior de la cascada alométrica de actividad
LDH en las especies analizadas. Esto es consistente con su migración vertical activa que
realiza diariamente a través de la zona de mínimo oxígeno en el SCH. En todas las
comunidades analizadas en este estudio, se observó una buena correlación entre la actividad
específica de malato dehidrogenasa (MDH) y la actividad específica de LDH. Esta correlación constituye una regularidad bioquímica del SCU, que unifica la cascada
alométrica de la actividad de LDH, a través de la relación positiva entre la tasa LDH/MDH
y el tamaño corporal.
Al considerar todas las comunidades analizadas, las relaciones que se establecen
entre las actividades enzimáticas que participan en el equilibrio redox NADH/NAD,
muestran que la comunidad microplanctónica representa la máxima actividad específica
para la oxidación del NADH. En las dos áreas estudiadas, esta comunidad tiene un patrón
conservativo común para la relación entre las actividades enzimáticas catabólicas. En
ambas localidades la actividad de MDH representa la máxima tasa específica de oxidación
de NADH en el microplancton. Dado que el flujo de energía química dentro de la célula
cubre el gradiente termodinámico, desde el estado de alta energía almacenada en los
electrones de los enlaces químicos de los substratos, hasta el estado de baja energía
representada por los aceptores finales de electrones, el equilibrio principal que utiliza el par
redox NADHINAD, debería corresponder a la actividad catabólica máxima que mantiene
el flujo de energía a través de una comunidad. Por este motivo se propone el uso de la
actividad de MDH como un índice de la tasa catabólica máxima de la comunidad
microplanctónica que es biogeoquímicamente activa dentro de la zona de mínimo oxígeno
(ZMO) en el SCH. Finalmente, se analizan las posibles implicancias de la potencial
actividad biogeoquímica detectada sobre los procesos oceanográficos biológicamente
mediados en este sistema de alta productividad.