Comportamiento del microfitoplancton marino en el Golfo de Nicoya, Costa Rica : variación estacional, floraciones nocivas y efectos de el niño y la niña durante 2008 a 2010

Abstract

Las estaciones marinas de muestreo isla Pajarita, muelle de Puntarenas, bahía Caldera y Tárcoles, localizadas a lo largo de la costa este del golfo de Nicoya, permitieron hacer un estudio a largo plazo (de enero 2008 a diciembre 2010) del comportamiento del microfitoplancton marino bajo condiciones estacionales y efectos de eventos globales de El Niño y La Niña. El estudio de campo incluyó el muestreo periódico del agua y mediciones de parámetros ambientales a 1 y 5 m de profundidad, dos veces por mes. Durante el estudio, 54 especies microfitoplanctónicas fueron identificadas (51 dinoflagelados, 2 cianobacterias, y 1 silicoflagelado) y se registraron 1 1 floraciones algales (8 de las cuales ocurrieron en época lluviosa y 3 en época seca). Las especies involucradas en estos eventos son características de áreas eutróficas, comprendiendo los dinoflagelados A. monilatum, G. instriatum, C. catenatum, P. minimum, la diatomea S. costatum, y la cianobacteria T. erythraeum. Los resultados obtenidos, en términos de riqueza de especies, abundancia y los índices de equidad de Pielou, y de diversidad de Margalef, mostraron un patrón estacional fuerte en el comportamiento del microfitoplancton, determinado principalmente por la entrada de agua dulce de los ríos Tempisque, Barranca, y Grande de Tárcoles durante la época lluviosa. Los eventos globales de El Niño y La Niña marcan el comportamiento estacional. En particular, El Niño 2009 fue responsable de una estación lluviosa de baja intensidad y de valores promedios anuales más altos de temperatura del agua, sólidos totales, salinidad, saturación de oxígeno y oxígeno disuelto. Este evento causó cambios significativos en la comunidad microfitoplanctónica, incluyendo la presencia exclusiva o no de especies de microalgas según: (1) ausencia de especies comunes C. lineatum, O. steinii, y Alexandrium sp.; (2) disminución de la concentración de los dinoflagelados C. furca, C. fusus, P. conicum, C. tripos, G. catenatum, A. fraterculus, A. molinatum, D. caudata, N. scinti/lans, Tipo 1, C. lineatum, G. verior, L. polyedrum, y la diatomea S. costatum; (3) incremento de la concentración de los dinoflagelados P. micans, C. macroceros, P. kofoidii, y las cianobacterias T. erythraeum y M. elegans; y (4) presencia exclusiva de los dinoflagelados P. bipes, C. massiliense, G. instriatum, Ceratocorys sp., P. balticum, y la diatomea Aulacodiscus sp. En general, las concentraciones de diatomeas y dinoflagelados disminuyeron durante 2009, mientras que las concentraciones de cianobacterias y silicoflagelados permanecieron similares en los tres años de estudio. La presencia exclusiva de microalgas y la composición del microfitoplanton son consideradas indicadores biológicos marinos de los eventos El Niño y La Niña en el golfo de Nicoya. Se recomienda para los siguientes años, muestrear las condiciones hidrográficas y la composición fitoplanctónica con especial atención las especies consideradas indicadoras biológicas, e incluir los nutrientes principales. Con el fin de determinar la recurrencia de las floraciones algales se deben implementar además estudios de quistes de resistencia.Four marine sampling stations situated along the eastern coast of the gulf of Nicoya provided a long-term approach (from January 2008 to December 2010) to the marine microphytoplankton behavior under changing seasonal conditions and El Niño and La Niña global events. The field study included periodical water sampling and measuring of related environmental parameters at 1 and 5 m depths, two times per month. During the study, 54 phytoplankton species were identified (51 dinoflagellates, 2 cyanobacteria, and 1 silicoflagellate) and 1 1 algae blooms monitored (8 of them occurred in rainy seasons and 3 in dry seasons). The bloom species are all characteristic of eutrophic areas, comprising the dinoflagellates A. monilatum, G. instriatum, C. catenatum, P. minimum, the diatom S. costatum, and the cyanobacterium T. erythraeum. The results, in terms of species richness, abundance, and both Evenness and Margalef biodiversity indexes, show a strong seasonal pattern in microphytoplankton behavior, mainly determined by fresh-water input from the rivers Tempisque, Barranca, and Grande de Tárcoles during the rainy seasons. Both El Niño and La Niña global events overprint the seasonal behavior. In particular, the 2009 El Niño event was responsible for low intensity rainy season and higher annual mean values of water temperature, total solids, salinity, oxygen saturation, and dissolved oxygen contents. This event caused significant changes in the microalgae community in 2009, including the occurrence of both exclusive algae species and assemblages by (1) absence of the common species C. lineatum, O. steinii, and Alexandrium sp.; (2) decreasing concentrations of the dinoflagellates C. furca, C. fusus, P. conicum, C. tripos, G. catenatum, A. fraterculus, A. molinatum, D. caudata, N. scintillans, Type 1, C. lineatum, G. verior, L. polyedrum, and the diatom S. costatum; (3) increasing of the dinoflagellates P. micans, C. macroceros, P. kofoidii, and the cyanobacteria T. erythraeum and M. elegans; and (4) exclusive appearance of the dinoflagellate species P. bipes, C. massiliense, G. instriatum, Ceratocorys sp., P. balticum, and the diatom Aulacodiscus sp. In general, diatom and dinoflagellate concentrations decreased during 2009, while cyanobacteria and silicoflagellate concentrations still remain similar in all years. Such exclusive algae species and species assemblages are considered as useful marine biological indicators of El Niño events in the gulf of Nicoya. During the next years, hydrographic conditions and phytoplankton composition need to be monitored, but also main nutrients to be related. Special attention to microalgae species considered as both El Niño and La Niña potential indicators is also recommended. Cyst resistance studies will be implemented in order to know the blooms recurrence.