Variaciones espaciales y temporales en los valores de δ13C y δ15N en aguas costeras y oceánicas de Chile y su aplicación en la ecología trófica de depredadores tope / Carmen Lucía Barrios Guzmán.

Grado de Doctor en Ciencias, Mención Recursos Naturales Acuáticos.

Para caracterizar cómo funcionan los ecosistemas marinos y cómo los consumidores individuales utilizan estos sistemas se debe considerar muchos factores complicados, pero esenciales que a menudo interactúan y varían a través de escalas espaciales y temporales. Estos incluyen factores fisicoquímicos (corrientes, temperatura, intensidad de surgencia, composición química) y biológicos (variación en la fuente y el nivel de producción primaria). Aunque estos factores pueden evaluarse individualmente, hacerlo a gran escala suele ser logísticamente complejo, costoso y lento. Un enfoque alternativo es utilizar una medida proxy para evaluar la variación espacial y temporal de estos diferentes factores. Una de estas medidas proxy, son los valores de isótopos estables de los materiales biológicos para registrar y mapear la variación fisicoquímica y biológica a lo largo de la costa chilena. Dado que los tejidos del consumidor se sintetizan a partir de los materiales que asimilan de su dieta, el análisis de isótopos estables puede cuantificar la contribución relativa de diferentes presas en la dieta del consumidor, identificar el hábitat utilizado por los consumidores y rastrear la importancia relativa de las fuentes de energía primaria (por ejemplo, productores primarios) que alimentan las tramas tróficas. En este estudio se investigó la variabilidad espacial y temporal de δ13C y δ15N en muestras de materia orgánica particulada tanto de las aguas costeras como oceánicas de Chile permitiendo confeccionar mapas isotópicos en el área de estudio, los que a su vez sirven como base para comprender el uso de hábitat y conducta de forrajeo de depredadores tope. Particularmente durante este estudio se demostró de que el mismo patrón de variación isotópica (δ13C y δ15N), encontrado en los depredadores tope, en este caso en particular el lobo marino común, se encontró en sus potenciales presas y en la línea base. Lo que sugiere que las diferencias isotópicas encontradas en los depredadores tope reflejan principalmente las diferencias geográficas en la composición de isótopos del fitoplancton en la base de la trama trófica y se relacionan principalmente con las diferencias en la productividad y mezcla vertical de la columna de agua, influenciados además por la biogeografía marina y las importantes condiciones oceanográficas a escala espacial que presenta Chile. Por tanto, el lobo marino común no necesariamente se alimenta de presas de diferentes niveles tróficos o en diferentes áreas, sino que las diferencias isotópicas encontradas en sus tejidos se deben a diferencias generadas en la base de la trama trófica en el área de estudio, que se incorporan en la base y se propagan a lo largo de la trama trófica, reflejándose en el valor isotópico de los consumidores, incluidos los depredadores tope.

To characterize how marine ecosystems, work and how individual consumers utilize these systems, many complicated but essential factors that often interact and vary across spatial and temporal scales must be considered. These include physicochemical (currents, temperature, upwelling intensity, chemical composition) and biological (variation in the source and level of primary production) factors. Although these factors can be assessed individually, to do so over large scales is often logistically complex, expensive, and time-consuming. An alternative approach is to use a proxy measure to assess spatial and temporal variation for these different factors. One of these proxy measures is the stable isotope values of biological materials to record and map physicochemical and biological variation along the Chilean coastline. Since consumer tissues are synthesized from the materials they assimilate from their diet, stable isotope analysis can quantify the relative contribution of different prey items in the consumers diet, identify the habitat utilized by consumers, and trace the relative importance of primary energy sources (e.g. primary producers) that fuel food webs. In this study was investigated the spatial and temporal variability of δ13C and δ15N in samples of particulate organic matter from both coastal and oceanic waters of Chile, allowing the construction of isotopic maps in the study area, which in turn are the basis for understanding the use of habitat and foraging behavior of top predators. Particularly during this study, it was shown that the same pattern of isotopic variation (δ13C and δ15N), found in the top predators, in this case the South American sea lion, was found in its potential prey and in the baseline. Which suggests that the isotopic differences found in the top predators mainly reflect geographical differences in the composition of phytoplankton isotopes at the base of the food web and are mainly related to differences in productivity and vertical mixing of the water column, influenced by marine biogeography and important oceanographic conditions at spatial scale that Chile presents. Therefore, the South American sea lion does not necessarily feed on prey of different trophic levels or in different areas, but the isotopic differences found in its tissues are due to differences generated at the base of the food web in the study area, which they are incorporated into the baseline and spread along the food web, reflecting on the isotopic value of consumers, including top predators.