El nitrógeno y la relación zona eufótica/zona de mezcla explican la presencia de cianobacterias en pequeños lagos subtropicales, artificiales de Uruguay

Abstract

Las floraciones de cianobacterias potencialmente tóxicas son un problema global causado por el incremento de la eutrofización. Las causas del desarrollo de cianobacterias han sido ampliamente estudiadas en sistemas templados. Estos estudios son escasos en latitudes intermedias, sin embargo, son importantes para evaluar los efectos potenciales del cambio climático. Nuestro objetivo fue explicar las diferencias en la comunidad fitoplanctonica y la presencia de cianobacterias de siete lagos artificiales y eutróficos del sudeste uruguayo, en función de sus variables ambientales. Estudiamos la disponibilidad de recursos, mezcla, depredación y morfometría. Evaluamos experimentalmente la importancia relativa de nitrógeno y fósforo en el crecimiento de las comunidades naturales con cianobacterias. La composición específica del fitoplancton fue diferente en cada lago. Los factores determinantes de la estructura comunitaria fueron la disponibilidad de nitrógeno disuelto y la relación zona eufótica/mezcla. Algunos lagos estuvieron dominados por cianobacterias (Microcystis aeruginosa y Cylindrospermopsis raciborskii) a pesar de las bajas temperaturas (11-12ºC). Encontramos aumento del crecimiento especies de gran tamaño (>10μm), incluyendo cianobacterias fijadoras de nitrógeno, frente al enriquecimiento con nitrato. Sin embargo, los organismos más pequeños (<10μm) aumentaron con adición de fosfato. Finalmente, observamos que los sistemas con crecimiento masivo de cianobacterias no presentaron una menor diversidad.

Toxic cyanobacterial blooms are a global problem that is mainly exacerbated by cultural eutrophication. Although the factors driving the occurrence of blooms have been extensively studied in temperate systems, the evaluation of these processes at intermediate latitudes is limited. Given predicted increases in global average temperature, the study of subtropical lakes may also provide insights into the future dynamics of temperate lakes. Our aim was to explain the environmental factors influencing community structure and occurrence of cyanobacteria, including resources, mixing conditions, system morphology and zooplankton. We studied the phytoplankton and environmental characteristics of seven subtropical lakes in the southeast of Uruguay. We evaluated the relative importance of nitrogen and phosphorus on phytoplankton with cyanobacteria in laboratory microcosms. Our analyses indicated that the main environmental factors determining community structure were dissolved nitrogen and the euphotic/mixing zone ratio. Despite low temperatures (11-12 ºC) some systems were dominated by cyanobacteria (Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii). Our experiments showed that larger species (>10 μm), including nitrogen fixing cyanobacteria, increased their growth rates with increasing nitrate concentration. In contrast, smaller species (<10 μm) responded to increased phosphate concentration. We observed that there was no correspondence between massive growth of cyanobacteria and lower diversity systems.