Size matters: Physiological sensitivity of the scallop Argopecten purpuratus to seasonal cooling and deoxygenation upwelling-driven events

Environment imposes physiological constraints which are life-stage specific as growth-maintenance and/or growth-reproduction energetic requirements are size and volume-dependent. The scallop Argopecten purpuratus, one of the most important bivalve species subjected to fishery and aquaculture along the Humboldt Current System, inhabits spaces affected by continuous changes in temperature, pH, oxygen, and food availability driven by remote and local oceanographic processes. Specifically, in Chile, this species is mainly cultured in central-north Chile where is permanently affected by upwelling events of dissimilar intensity and duration which generate local conditions of acidification, deoxygenation, and cooling with different magnitudes. However, to date, it remains unknown how this economic valuable resource is physiologically affected throughout its life cycle by the continuous environmental changes driven by upwelling events of different intensities and duration along the year. Here, for the first time, A. purpuratus life-stage physiological sensitivity was assessed at a seasonal scale through a year-field experiment where growth, calcification, and survivorship were evaluated. Our study shows how seasonal differences in the upwelling phenology (here measured as changes in temperature, dissolved oxygen, pH, and primary productivity, but also as the number, duration, and intensity of cooling and de-oxygenation events) notably impacted the A. purpuratus physiological performance from juvenile to adult life-stages. This was especially noticeable during the spring season which showed the most intense cooling and deoxygenation events driven by stronger favorable-upwelling winds and the lowest growth and gross calcification rates (the highest decalcification rates) where adult stages showed the lowest performance. On the other hand, A. purpuratus survivorship was not significantly affected by upwelling intensity which would be providing evidence of the high physiological flexibility and well-locally adapted is this species to fluctuating and occasional stressful environmental conditions. Our results are significantly relevant in the climate change context as some upwelling systems are at risk to change shortly (i.e., an upwelling intensification in frequency and intensity) as a consequence of changes in the atmospheric pressures that modulate favourable-upwelling winds. These changes may certainly increase the climate related-risks of the entire socio-ecological systems related to the fishery and aquaculture of A. purpuratus along the Humboldt Current System

Efectos de la variabilidad ambiental asociada a la surgencia en la bahía de Tongoy sobre el crecimiento, calcificación y mortalidad del ostión del norte Argopecten purpuratus

Tesis (Biólogo Marino)La presente tesis fue financiada directamente por la beca postdoctoral FONDECYT 3170156 adjudicada a la doctora Laura Ramajo y apoyada por el proyecto MINECON NC 120086 “Centro para el Estudio de Forzantes Múltiples sobre Sistemas Socio-Ecológicos Marinos” (MUSELS) del Ministerio de Economía, Fomento y Turismo.Los sistemas costeros influenciados por eventos de surgencia son dinámicos y están expuestos a una alta variabilidad ambiental. El ascenso de aguas frías, hipóxicas, ácidas y ricas en nutrientes generado por los eventos de surgencia puede afectar el desempeño fisiológico de las especies que habitan estos sistemas. El ostión del norte (Argopecten purpuratus) es un molusco bivalvo de importancia comercial cultivado, principalmente, en la Bahía de Tongoy. Esta localidad se encuentra influenciada estacionalmente por el foco de surgencia de Punta Lengua de Vaca. A pesar de que A. purpuratus se ha descrito como una especie tolerante al estrés ambiental, no se ha determinado aún cómo la surgencia puede afectar el desempeño fisiológico del ostión, siendo particularmente significativo entender como el conjunto de variables oceanográficas asociadas a los eventos de surgencia impacta sobre rasgos que son importantes en términos comerciales. Se llevó a cabo el seguimiento de una línea de producción de ostión cultivado en la Bahía de Tongoy entre los años 2016 y 2018 para la estimación de las tasas de crecimiento, calcificación y mortalidad en relación con la variabilidad ambiental en términos de intensidad de surgencia. Nuestros resultados muestran que hay una diferencia tanto en el comportamiento de los parámetros ambientales como en las respuestas fisiológicas evaluadas entre las distintas temporadas de surgencia. Durante la intensa-surgencia se registraron menores tasas de crecimiento, y, mayores tasas de calcificación y mortalidad en comparación con las temporadas de no-surgencia. En adición se encuentran diferencias importantes entre los dos años de estudio, producto del fenómeno El Niño durante el 2016. Concluimos que la surgencia en Tongoy tiene efectos negativos sobre la fisiología del ostión. En términos productivos y frente a un escenario de intensificación de la surgencia, estos demorarían un tiempo mayor en alcanzar la talla comercial, generando a su vez conchas más gruesas