Estructura de la comunidad del holoplancton y meroplancton durante invierno y verano en el Golfo de California

Abstract

Se analizó cuantitativamente la variabilidad espacio-temporal de la distribución, abundancia, diversidad y biomasa de ocho grupos del holoplancton (Copepoda, Euphausiacea, Pteropoda, Heteropoda, Nudibranquia) y meroplancton (larvas de peces, Paralarvas de cefalópoda y larvas de crustáceos Galatheidae) en función de múltiples variables ambientales bajo condiciones ambientales contrastantes en Enero (temporada fría, 26 estaciones) y Julio (temporada cálida, 12 estaciones) 2007 en la parte Centro y Norte del Golfo de California. La temperatura, salinidad, densidad, concentración de oxígeno disuelto, concentración de Cl-a y otros 7 pigmentos fotosintéticos y accesorios fueron analizados para caracterizar el ambiente del ecosistema epipelágico. Enero se caracterizó por bajas temperaturas superficiales (14-18 °C), mayores concentraciones de chl-a (21.5-128.8 mg m-2) una columna de agua bien oxigenada (50-80% de saturación O2), una capa de mezcla profunda (95 m) y el límite superior de la zona con condiciones hipóxicas profunda (>150 m, < 1.5 ml O2 L-1, ZCH). En contraste, durante Julio prevalecieron temperaturas elevadas (24-30 °C), bajas concentraciones de chl-a (3.6-26.3 mg m-2), menores porcentajes de oxigenación (40%), una capa de mezcla somera (24 m) y una ZCH similar a enero. Se identificaron 215 especies; las larvas de peces tuvieron la mayor proporción de especies (44 y 71 spp respectivamente) durante ambos periodos, seguidos de Copepoda (46 y 40 spp.), Pteropoda (21 y 14 spp.), Heteropoda (9 y 11spp.), Cephalopoda (9 y 3 spp), Euphausiacea (7 y 4 spp.). Galatheidae (3 y 1 spp) y Nudibranquia (1 spp) tuvieron una riqueza de especies característicamente baja. 23 especies del zooplancton en su mayoría Copepoda, pero destacando hincalanus nasutus, Pleuromamma gracilis, Centropages furcatus, lausocalanus furcatus, y el krill Nyctiphanes simplex representaron el 95% del total de la abundancia y biomasa de ambos cruceros. Estas especies aunado con su alta frecuencia de aparición y heterogeneidad espacial fueron consideradas especies que potencialmente pueden tener una función ecotrofodinámica relevante en el ecosistema epipelágico del Golfo de California. La temperatura, concentración de pigmentos accesorios zeaxantina (Cianophyceae), fucoxantina (Bacillarophyceae), diadinoxantina (Haptofitas) y en menor magnitud la salinidad y la profundidad de la capa de mezcla fueron las variables de mayor influencia en la estructura de la comunidad con marcadas diferencias estacionales pero con un número total de especies similar que sugiere un cambio sucesional de especies pero controlado por la capacidad de carga del sistema. Se confirma la existencia dos provincias faunísticas (norte de las grandes islas y parte central del Golfo de California) y se detecta que la estructura de la comunidad de especies no fue significativamente distinta entre muestreos diurnos y nocturnos pero si entre la región nerítica (<200 m) y oceánica (>200 m). Los mayores cambios en la composición de especies a escala estacional se observaron en especies poco frecuentes, en su mayoría incluidas por larvas de peces y moluscos holoplanctónicos. Del análisis y síntesis simultáneo de 8 grupos taxonómicos emergente una visión sin precedentes la estructura de la comunidad del zooplancton del Golfo de California dominada por relativamente pocas especies (41 especies) y que la fuente de mayor variabilidad en la estructura de la comunidad es causada principalmente por especies poco abundantes (con supuesta menor influencia trofodinámica). Esto sugiere que la trofodinámica del ecosistema epipelágico del golfo es fuertemente influenciada por especies nodo del zooplancton altamente abundantes y de amplia distribución que causan la mayor parte de la producción de biomasa del zooplancton en el Golfo de California. ABSTRACT This research analyzed quantitatively the spatio-temporal variability of the distribution, abundance, index aggregation, diversity, and biomass of eight groups of holoplankton (Copepoda, Euphausiacea, Pteropoda, Heteropoda, Nudibranquia) and meroplankton (fish and crustacean Galatheidae larvae, and cephalopod paralarvae) in function of multiple environmental variables during seasonal environmental contrasting conditions (January = cold season and July = warm season 2007) in the central and northern Gulf of California. Temperature, salinity, density, dissolved oxygen concentration, concentration of Chl-a and other 11 photosynthetic and accessories pigments were analyzed to characterize the environment of epipelagic ecosystem. During January prevailed low surface temperatures (14-18° C), high chl-a concentrations (21.5-128.8 mg m-2), well-oxygenated water column (50-80% O2 saturation), and deep upper boundary of the hypoxic conditions (>150 m, < 1.5 ml O2 L-1, ZCH), and deep mixed layer (95 m). In contrast, during July prevailed high temperatures (24-30° C), low chl-a concentrations (3.6-26.3 mg m-2), low percentages of oxygen saturation (40%), shallow mixed layer (24 m) and deep ZCH similar to January. We identified a total of 215 species; fish larvae had the highest proportion of species (44 and 71 spp.) during both periods, followed by Copepoda (46 and 40 spp.), Pteropoda (21 and 14 spp.), Heteropoda (9 and 11 spp.) and Euphausiacea (7 and 4 spp.). Only 23 species of zooplankton (mostly copepods, oustanding Pleuromamma gracilis, Clausocalanus furcatus, and krill N. simplex) accounted for 95% of the total abundance and likely biomass during both cruises. Because their high frequency of occurrence and spatial heterogeneity these were considered species with potential to form dense aggregations playing a relevant role in the trophodynamics in the Gulf of California epipelagic ecosystem. The temperature, concentration of accessory pigments zeaxanthin (cyanobacteria), fucoxanthin (diatoms), diadinoxantina (haptophytes) and with lower influence salinity and depth of the mixed layer were the most influential variables that modify zooplankton community structure with marked differences seasonal variability, however small changes in the total number of species in January and July suggests a seasonal change of species controlled by the load capacity of the epipelagic ecosystem. I confirmed the existence of two faunal provinces (north of the larger islands and the central Gulf of California) and detects the community structure of species was not significantly different between day and night samples but between the neritic (<200 m) and oceanic (> 200 m) regions. The greatest changes in species composition were observed on seasonal rare species, mostly by including fish and holoplanktonic mollusks. From the simultaneous analysis and synthesis of 8 taxa emerge an unprecedented perspective that the zooplankton community structure in the Gulf of California is dominated by relatively few holoplanktonic species (41 species), and that great part of plankton variability in community structure is caused by low abundance species (probably with small influence in the pelagic trophodynamics). This suggests that epipelagic trophodynamics in the Gulf of California ecosystem is strongly influenced mostly by relatively few highly abundant zooplankton species, widely distributed, perhaps causing high biomass production in the Gulf of California.