Effect of the Puyehue-Cordon Caulle volcanic complex eruption on crustacean zooplankton of Andean lakes

Abstract

We studied the effect of volcanic ash on the crustacean zooplankton (mainly cladocerans) in the Andean North-Patagonian lakes that were affected by the eruption of the Puyehue-Cordón Caulle complex. The study was carried out at three different scales: sub cellular, population and ecosystemic. Cladocerans are filter feeding organisms that cannot distinguish between food (algae less than 30 µm) and suspended ash, therefore when feeding they ingest this material. The ash affected negatively the individuals at a biochemical level, increasing the oxidative stress reacting enzymes like Glutation-S-transferase and the biomarker Acetyl cholinesterase. At the population level, we recorded a decrease in survival and fecundity, in particular, when ash concentration exceeded 8 mg/L, we observed that individuals did not reach adulthood. At the ecosystem level, we recorded a significant decrease of the intermediate trophic level (primary consumers) although producers were positively enhanced by the eruption. The absence of these primary consumers may affect upper trophic levels like fishes. Later, in the year following the eruption, we observed the resurgence of zooplankton populations suggesting a fast recovery from the initial conditions.En este trabajo analizamos el efecto de las cenizas en el zooplancton crustáceo (cladóceros en particular) de lagos andinos norpatagónicos afectados por la erupción volcánica del Complejo PuyehueCordón Caulle. Los estudios se llevaron a cabo en tres escalas diferentes, subcelular, poblacional y ecosistémica. Los cladóceros son organismos filtradores que no pueden discriminar eficientemente entre el alimento (algas de tamaño menor a 30 µm) y la presencia de cenizas, por lo cual éstas son ingeridas. Las cenizas en suspensión impactaron negativamente en los individuos a nivel bioquímico incrementando el estrés oxidativo, provocando cambios en enzimas como la Catalasa y Glutatión-S-transferasa así como en el biomarcador Acetilcolinesterasa. A nivel poblacional se registró una disminución en la supervivencia y en la fecundidad con concentraciones crecientes de cenizas. En particular con valores de concentración de cenizas superiores a los 8 mg/L se observó que los individuos no llegaban a la edad de primera reproducción. A escala ecosistémica se verifica una disminución significativa del nivel trófico intermedio de consumidores primarios a pesar del incremento del nivel de los productores. La ausencia de este nivel trófico podría redundar en cambios en niveles tróficos superiores como los peces. Por último, la recuperación de las poblaciones del zooplancton fue verificada al año subsiguiente de la erupción, lo que sugirie una restauración rápida de las condiciones originales.