Controlling factors in planktonic communities over a salinity gradient in high-altitude lakes

Abstract

-This study aimed to determine the factors affecting plankton structure along a salinity gradient during the summer in high-altitude endorheic lakes in Catamarca Province (Argentina). During the summer 2013, eight lakes located between 3000 and 4300 meters above sea level were sampled in a 6-day period being analysed plankton, limnological variables and flamingo abundance. Principal Component Analysis explained 80% of the system variability, permitting lakes to be ordered by salinity: subhaline (SH), hypohaline (HH) and mesohaline (MH). A total of 101 phytoplankton taxa were registered, having Bacillariophyceae the highest richness (43 species registered). HH lakes were dominated by Bacillariophyceae (between 65 and 100%), while Chlorophyceae and Euglenophyceae were more abundant in SH and MH lakes. Zooplankton was poorly represented in richness (only 21 species were registered). MH lakes were dominated by Copepoda ( > 85% of total abundance) and HH lakes by Rotifera ( > 51% of total abundance). It was not found a clear pattern in SH lakes. The redundancy analysis explained 70.7% of phytoplankton variability and 75.7% of zooplankton variability. Bacillariophyceae presence was associated with availability of dissolved silica (Si), while Euglenophyceae and Chlorophyceae were associated with a higher nitrogen:phosphorus ratio. Cladocera and Copepoda abundance were linked to Euglenophyceae abundance and the area of lakes while Rotifera displayed a positive relation with the concentration of dissolved organic matter. We conclude that both phytoplankton and zooplankton abundance are mainly controlled by Bottom-Up forces including dissolved Si for Bacillariophyceae, and availability of Euglenophyceae for zooplankton while salinity and altitude have an effect on plankton richness distribution.

Consideraciones sobre la comunidad de diatomeas en relación a gradientes de altitud y salinidad en humedales de la Puna y los Altos Andes (Catamarca y Jujuy, Argentina)

“…Estos estudios, en su mayoría, se centraron en la taxonomía, quedando como incógnita la información relacionada con los factores que regulan la riqueza y abundancia de las comunidades planctónicas y bentónicas. Rejas et al (2012) y Frau et al (2015) propusieron, de acuerdo a sus registros, que la disponibilidad de nutrientes (principalmente nitrógeno y fósforo), salinidad y altitud eran los factores que controlaban principalmente la composición y abundancia de las algas. En ambientes de altura, la riqueza específica de las diatomeas no siempre mostró una relación clara con la salinidad (Blanco et al, 2013;Frau et al, 2015;Maidana et al, 2009).…”

“…Rejas et al (2012) y Frau et al (2015) propusieron, de acuerdo a sus registros, que la disponibilidad de nutrientes (principalmente nitrógeno y fósforo), salinidad y altitud eran los factores que controlaban principalmente la composición y abundancia de las algas. En ambientes de altura, la riqueza específica de las diatomeas no siempre mostró una relación clara con la salinidad (Blanco et al, 2013;Frau et al, 2015;Maidana et al, 2009). Servant-Vildary & Blanco (1984) consideran a la química del agua como la restricción limnológica principal que modela la estructura de las comunidades algales.…”

“…Servant-Vildary & Blanco (1984) consideran a la química del agua como la restricción limnológica principal que modela la estructura de las comunidades algales. En humedales salinos de altura Frau et al (2015) hallaron en Catamarca que en los lagos hipohalinos (3-20 gL -1 ) y mesohalinos (20-50 gL -1 ), según la clasificación dada por Hammer (1986), las muestras tuvieron como dominantes a las Bacillariophyceae, con los géneros Surirella Turpin y Navicula Bory.…”

“…En ambientes montañosos, el incremento en altura va acompañado de una disminución de la temperatura y un aumento de la radiación UV, dos factores que afectan la actividad fotosintética disminuyendo, en consecuencia, el número de aquellas especies capaces de adaptarse a estas condiciones (Lukavsky, 1994;Sommaruga, 2001;Álvarez Blanco et al, 2011;Frau et al, 2015, entre otros) además de la reducida disponibilidad de recursos (Rautio, 2001). En nuestros estudios registramos, por un lado, una alta variabilidad en composición específica de las diatomeas en humedales ubicados a altitudes similares, como es el caso del Complejo Lagunar Vilama y, por otro, encontramos que, en el rango altitudinal entre 2300 y 3300 m snm, la riqueza fue menor (133 especies) que a mayor altitud (4500-4700 msnm) donde registramos 167 especies.…”

“…En el gradiente altitudinal analizado, la comunidad de diatomeas estuvo formada principalmente por especies de los géneros Navicula y Nitzschia, especies típicamente bentónicas cuya presencia en las muestras de agua libre se podría atribuir a las altas tasas de turbulencia de estos sistemas (Alvial et al 2008;Frau et al, 2015). Si bien la altitud y salinidad interactúan y son importantes estresores determinantes de la riqueza específica como lo señalan Frau et al (2015), existen otros factores que afectan el número de especies, tales como como la permanencia del cuerpo de agua, la composición química, la irradiación, los vientos, la herbivoría, etc. En este sentido, los cambios que pueden ocurrir en la estructura de la comunidad fitoplanctónica están probablemente asociados con alta tasas de turbulencia (Blanco et al, 2013).…”