Respuesta ecofisiológica y capacidad de fotoaclimatación de las praderas de Caulerpa prolifera (Forsskal) J.V. Lamouroux y Cymodocea nodosa (Ucria) Ascherson en el Mar Menor (Murcia, España)

Tras el ensanchamiento en 1972 del principal canal de comunicación con el Mediterráneo, la macroalga Caulerpa prolifera colonizó el Mar Menor. Durante más de tres décadas, su expansión gradual ha reducido las praderas de Cymodocea nodosa, existentes en la laguna, a manchas dispersas en zonas arenosas someras. El objetivo principal es describir la respuesta ecofisiológica y la capacidad de aclimatación de ambas especies con el fin de determinar la influencia de estos mecanismos en la distribución actual de las mismas. La fluorescencia de la clorofila a asociada al fotosistema II se empleó para determinar los parámetros fotosintéticos. Se midieron diversos mecanismos fotoprotectores y antioxidantes (concentración de fenoles, actividad antioxidante mediante el método de DPPH), concentración de clorofilas y carotenoides, así como el contenido interno de C y N, para caracterizar la respuesta fisiológica de ambas especies. Asimismo, se llevaron a cabo experimentos de exposición a altas irradiancias y recuperación en oscuridad para valorar su capacidad de aclimatación. Se encontraron valores bajos de los parámetros fotosintéticos (tasa de transporte electrónico máximo, eficiencia fotosintética) en C. prolifera. Sin embargo, se observó una mayor capacidad fotosintética y la ausencia de fotoinhibición en C. nodosa, además de una alta concentración de luteína y un alto grado de de-epoxidación correlacionado con un mayor amortiguamiento no fotoquímico. Los resultados muestran que C. prolifera se comporta como una especie de sombra con una baja capacidad fotoprotectora, siendo la luz uno de los principales factores que determinan su distribución en la laguna. Sin embargo, C. nodosa muestra estar altamente fotoaclimatada a altas irradiancias y su distribución no está directamente relacionada con el ambiente lumínico. Así la regresión de las praderas de Cymodocea, que se observó antes del deterioro de la calidad del agua de la laguna, podría estar relacionada con otros factores ambientales (exceso de materia orgánica, carbonatos en sedimentos, hipoxia…) o con la competencia con C. prolifera. Es necesario realizar experimentos manipulativos para profundizar en el conocimiento de la actual distribución de ambas especies.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Connectivity between coastal lagoons and sea: asymmetrical effects on assemblages' and populations' structure

Connectivity among marine populations plays a fundamental role in the dynamic of metapopulations and communities. Moreover, genetic connectivity is important for the evolutionary history and adaptive capability of species while demographic connectivity is essential to maintain ecological processes. In coastal lagoons, isolation degree or confinement is considered the main factor structuring biological assemblages. These environments also function as nursery areas for many marine species that colonize the lagoons as larvae or juveniles, returning to the sea for reproduction. It is therefore essential to know the connectivity between lagoons and sea for the management of biodiversity and the exploitation of coastal living resources. This work anases the role that connectivity between coastal lagoons and sea plays in the assemblages and subpopulations structure of the first. To this purpose, a finite element hydrodynamic model was used coupled with a lagrangian module to simulate the potential exchange of organisms between Mar Menor lagoon (Western Mediterranean) and the adjacent sea. Connectivity parameters from 40 stations, located inside and outside the Mar Menor, have been estimated. The outcomes of the eight simulations carried out were compared with field data, including ichthyoplankton species composition and genetic fluxes in 6 species with different life stories. The results suggest that pelagic larval phases are longer than expected or the species can extend PLD within certain limits if the conditions for the settlement are not adequate. Repetition can improve the chance of self-recruitment, coupling larval duration, competency period and finding the adequate location for settlement. The results also show that connectivity between all lagoon and Mediterranean stations is very low and is independent of geographical distance. There is a strong asymmetry in the probability of receiving particles, being lower the probability of colonization of the lagoon stations from the sea than vice versa. Despite its low values, connectivity can explain up to 65% of the similarities in species composition of the ichthyoplankton and between 30 and 96% of the variance in genetic differentiation of the studied species. The low value of connectivity and colonization rates is enough, however, to maintain the genetic fluxes between populations and, at the same time, restricted connectivity can play an important role in maintaining high diversity and heterogeneous assemblage structure

Long-Term Dynamic in Nutrients, Chlorophyll a, and Water Quality Parameters in a Coastal Lagoon During a Process of Eutrophication for Decades, a Sudden Break and a Relatively Rapid Recovery

Coastal lagoons are considered among the marine habitats with the highest biological productivity, and support a great variety of human activities and pressures that make them especially vulnerable to trophic imbalances. While dystrophic crises are common in many lagoons, others like the Mar Menor show homeostatic mechanisms, high resilience, and clear waters. This paper analyses the water column descriptors dynamic during the last 22 years in this coastal lagoon, in the context of a eutrophication process produced by an increase in nutrient inputs, mainly derived from agriculture. Despite water column nitrate concentration increased by one order of magnitude, the lagoon maintained homeostatic regulation for two decades, keeping the water transparency and relatively low levels of nutrients and chlorophyll a (Prebreak phase), followed by a sudden change of state in 2016 with an abrupt increase in average nutrients and chlorophyll a concentration and loss of water transparency (Break phase), and a relatively rapid recovery after the reduction of nutrient discharges (Recovery phase). The activation of the regulation mechanisms seems to manifest through an ammonium production in the water column, as a consequence of the activity in the trophic web. The low correlation between chlorophyll a and nutrients concentration, mainly at small spatio-temporal scales, is in disagreement with eutrophication traditional models, and suggests a rapid response of primary producers to nutrient inputs and a zooplankton control in the short-term, which in turn is controlled by the rest of the trophic web components. Homeostatic properties that in the Mar Menor lagoon have provided resistance to eutrophication are based on several mechanisms: channeling its production toward the benthic system (maintaining high biomasses of primary producers, filter feeders, and detritivores), a top-down control of the pelagic trophic web exerted by ichthyoplankton and jellyfish, and exporting surplus production outside the system. Resilience of the system would be based on the high turnover in the species composition related to the restricted connectivity to the sea, the spatio-temporal variability of the environmental conditions, and the multiplicity of spatial–temporal scales involved in lagoon processes. TRIX index was sensitive to the trophic and water quality changes. However, in our study, its current score does not allow to anticipate or alert the eutrophication risk and the trophic breakpoint of the system

Etnobotánica "apprehendere et iocari"

Depto. de Biodiversidad, Ecología y EvoluciónFac. de Ciencias BiológicasFALSEsubmitte

Etnobotánica "apprehendere et iocari" II

Depto. de Biodiversidad, Ecología y EvoluciónFac. de Ciencias BiológicasFALSEsubmitte

Mar Menor: una laguna singular y sensible. Evaluación científica de su estado.

Este libro recopila las aportaciones que equipos de investigación de la Universidad de Murcia, Universidad Politécnica de Cartagena, Instituto Geológico-Minero de España, Universidad de Alicante, el Instituto Español de Oceanografía y otros organismos hicieron en las Jornadas Científicas del Mar Menor, celebradas en diciembre de 2014.La información recogida en este libro se estructura en dos grandes bloques, uno de Biología y Ecología del Mar Menor (capítulos 1 al 8) y otro de Condiciones fisicoquímicas e impacto de actividades humanas en la laguna (capítulos 9 al 14). El primer bloque resume buena parte de los estudios ecológicos realizados en el Mar Menor, que han servido para mejorar su conocimiento y también para cambiar antiguas asunciones sobre la naturaleza y el funcionamiento de estos ecosistemas lagunares (Capítulo 1). El segundo capítulo muestra que esta laguna alberga en zonas someras de su perímetro hábitats fundamentales para mantener y conservar tanto especies migratorias como residentes, que es necesario conocer para paliar el impacto de las actividades humanas que les afectan. En este sentido la reducción de la carga de nutrientes y contaminantes orgánicos e inorgánicos que fluyen hacia el Mar Menor puede ayudar a preservar la laguna en mejores condiciones, bien sea tratando las escorrentías (plantas de tratamiento, humedales artificiales u otras técnicas) y recuperar este agua para uso agrícola o evitar su descarga en la laguna (Capítulo 3). Estas actuaciones serán clave para la conservación de especies emblemáticas como el caballito de mar (Capítulo 4) y reducir el impacto de las proliferaciones masivas de medusas que se producen en la laguna desde 1993 (Capítulo 5). En este mismo sentido los cambios acaecidos en la laguna han favorecido la incursión de invertebrados marinos alóctonos (Capítulo 6) y han afectado a la respuesta de la dinámica poblacional de las aves acuáticas a distintas escalas (Capítulo 7). Para completar este bloque se ofrece una perspectiva histórica de la importancia que ha tenido la investigación sobre acuicultura realizada en esta laguna, que ha servido de base para su gran desarrollo actual (Capítulo 8). El segundo bloque se inicia con una evaluación del origen y evolución del Mar Menor desde el punto de vista geológico, y evidencia su vulnerabilidad ante el deterioro que puede sufrir la desaparición de la barrera de cierre y/o su colmatación (Capítulo 9). En el Capítulo 10 se describe la relevancia que tiene la interacción de los acuíferos del Campo de Cartagena con la laguna, que se produce no sólo a nivel superficial sino también subterráneo. Esta interacción permite el acceso de nutrientes a la laguna, a pesar de la cierta capacidad de depuración de los humedales que le circundan, y también de metales traza por los aportes de residuos mineros (Capítulo 11). De hecho los metales traza están presentes en los sedimentos de la laguna, y su distribución se ha caracterizado en la columna sedimentaria relacionándola con la granulometría y el contenido de materia orgánica del sedimento (Capítulo 12). Posteriormente se describe la entrada de diversos contaminantes orgánicos, incluyendo pesticidas y fármacos a través de la rambla del Albujón, y su distribución estacional en agua y sedimento de la laguna (Capítulo 13). Este segundo bloque finaliza con el Capítulo 14 en el que se describe la bioacumulación de hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas y fármacos en moluscos y peces del Mar Menor, así como los efectos biológicos que la carga contaminante que accede a través de la rambla del Albujón produce en los organismos que allí habitan. El libro concluye con un breve epílogo redactado por los editores de este libro

Mar Menor: una laguna singular y sensible. Evaluación científica de su estado.

Este libro recopila las aportaciones que equipos de investigación de la Universidad de Murcia, Universidad Politécnica de Cartagena, Instituto Geológico-Minero de España, Universidad de Alicante, el Instituto Español de Oceanografía y otros organismos hicieron en las Jornadas Científicas del Mar Menor, celebradas en diciembre de 2014.La información recogida en este libro se estructura en dos grandes bloques, uno de Biología y Ecología del Mar Menor (capítulos 1 al 8) y otro de Condiciones fisicoquímicas e impacto de actividades humanas en la laguna (capítulos 9 al 14). El primer bloque resume buena parte de los estudios ecológicos realizados en el Mar Menor, que han servido para mejorar su conocimiento y también para cambiar antiguas asunciones sobre la naturaleza y el funcionamiento de estos ecosistemas lagunares (Capítulo 1). El segundo capítulo muestra que esta laguna alberga en zonas someras de su perímetro hábitats fundamentales para mantener y conservar tanto especies migratorias como residentes, que es necesario conocer para paliar el impacto de las actividades humanas que les afectan. En este sentido la reducción de la carga de nutrientes y contaminantes orgánicos e inorgánicos que fluyen hacia el Mar Menor puede ayudar a preservar la laguna en mejores condiciones, bien sea tratando las escorrentías (plantas de tratamiento, humedales artificiales u otras técnicas) y recuperar este agua para uso agrícola o evitar su descarga en la laguna (Capítulo 3). Estas actuaciones serán clave para la conservación de especies emblemáticas como el caballito de mar (Capítulo 4) y reducir el impacto de las proliferaciones masivas de medusas que se producen en la laguna desde 1993 (Capítulo 5). En este mismo sentido los cambios acaecidos en la laguna han favorecido la incursión de invertebrados marinos alóctonos (Capítulo 6) y han afectado a la respuesta de la dinámica poblacional de las aves acuáticas a distintas escalas (Capítulo 7). Para completar este bloque se ofrece una perspectiva histórica de la importancia que ha tenido la investigación sobre acuicultura realizada en esta laguna, que ha servido de base para su gran desarrollo actual (Capítulo 8). El segundo bloque se inicia con una evaluación del origen y evolución del Mar Menor desde el punto de vista geológico, y evidencia su vulnerabilidad ante el deterioro que puede sufrir la desaparición de la barrera de cierre y/o su colmatación (Capítulo 9). En el Capítulo 10 se describe la relevancia que tiene la interacción de los acuíferos del Campo de Cartagena con la laguna, que se produce no sólo a nivel superficial sino también subterráneo. Esta interacción permite el acceso de nutrientes a la laguna, a pesar de la cierta capacidad de depuración de los humedales que le circundan, y también de metales traza por los aportes de residuos mineros (Capítulo 11). De hecho los metales traza están presentes en los sedimentos de la laguna, y su distribución se ha caracterizado en la columna sedimentaria relacionándola con la granulometría y el contenido de materia orgánica del sedimento (Capítulo 12). Posteriormente se describe la entrada de diversos contaminantes orgánicos, incluyendo pesticidas y fármacos a través de la rambla del Albujón, y su distribución estacional en agua y sedimento de la laguna (Capítulo 13). Este segundo bloque finaliza con el Capítulo 14 en el que se describe la bioacumulación de hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas y fármacos en moluscos y peces del Mar Menor, así como los efectos biológicos que la carga contaminante que accede a través de la rambla del Albujón produce en los organismos que allí habitan. El libro concluye con un breve epílogo redactado por los editores de este libro.Versión del edito

Fitobentos de una laguna costera : el Mar Menor / M. Isabel Pérez Ruzafa ; directores Joandomenec Ros i Aragonés, Mario Honrubia García

Tesis-Universidad de Murcia.Consulte la tesis en: BCA. GENERAL. ARCHIVO UNIVERSITARIO. D 243.Consulte la tesis en: BCA. GENERAL. ARCHIVO UNIVERSITARIO. T.M.-358

Can an oligotrophic coastal lagoon support high biological productivity? Sources and pathways of primary production

Coastal lagoons are among the most productive systems in the world. Many marine species make use of this by entering the lagoons as juveniles for nursery and growth before returning to the sea for reproduction. Humans take advantage of such fish migration processes by fishing, and exploit the high productivity for aquaculture activities. The Mar Menor is one of the largest coastal lagoons in the Mediterranean, sustaining relatively high fishing intensity despite the fact that it has traditionally been characterized as highly oligotrophic. However, in the last decades, this lagoon has suffered drastic changes induced by human activities. This has led to eutrophication, which started mainly as a consequence of changes in agricultural practices in the lagoon watershed, and triggered such fundamental changes in the system, as the mass development of jellyfish. The aim of this work is to capture and analyse the structure and functioning of the trophic web of the Mar Menor when it was still, in contrast to other coastal lagoons, oligotrophic, to provide a start point for analysing the consequences of changes in the distribution of macrophyte meadows and of eutrophication. We have compiled a detailed trophic model of this lagoon, comprising 94 compartments, using an ECOPATH model to capture the period 1980–1995. At this time the lagoon was an autotrophic system with a high net surplus of production that reached 9124.31gC/m2/year, while the production/biomass (P/B) ratio reached 34.56 and the total primary production/total respiration ratio was 7.01. The lagoon exported a 38.46% of total flows, including the catch by fishing, and 44.40% went to detritus. The primary production was mainly benthic (99.4%) due to the microphytobenthos and macrophytes. However, despite the fact that total fishery landings in the study period ranged between 144,835.5 and 346,708.5 kg, the gross efficiency was low, making up only 0.005% of the net primary production. This could partly be explained by the high trophic level of the fish catch (2.9), but mainly because most of the primary production (10,532.06 gC/m2/year) went directly to the detritus pool and was accumulated in the sediment in the Caulerpa prolifera meadows. We suggest several reasons why such high productivity coincided with low chlorophyll concentrations and good overall water quality: 1) the domination of both benthic biomass and primary production over pelagic ones with a high biomass of filter feeders, detritus feeders and scavengers, 2) high species diversity, complex and long food webs characterized by low connectance,3) the export of a significant part of the production from the system, and 4) the accumulation of surplus organic matter (as detritus) in sediments. We compare the food web of the Mar Menor in this mentioned oligotrophic stage to those of ten other lagoons in pursuit of more general implications regarding lagoon ecosystem functioning