Temporal and spatial distribution of the ichthyoplankton in the Canary Islands

A pesar del creciente interés en el estudio de las primeras fases de desarrollo de los peces, aún existen zonas donde esta comunidad es relativamente desconocida. Este es el caso de las Islas Canarias. En la presente tesis, gracias a una serie de muestreos semanales en la región costera de la isla de Gran Canaria durante más de dos años, se ha caracterizado de manera precisa la composición, estructura y variabilidad del ictioplancton presente en esta región subtropical. Clupeidos, Espáridos y Góbidos dominaron la comunidad neríticas, mientras que Mictófidos, Gonostomátidos y Photíctidos prevalecieron dentro de las familias oceánicas. La variabilidad temporal de la comunidad larvaria parece estar más relacionada con la temperatura y efectos a pequeña escala (hidrografía, productividad local, ciclo lunar), que con el aumento de productividad anual durante el bloom de finales de invierno. Se definieron dos asociaciones estacionales de larvas estrechamente ligadas a las características de la columna de agua: (1) invierno-primavera, en la que dominan Sardinella aurita, Boops boops y Cyclothone braueri, y son características especies como Pomacentridae sp1, Trachurus picturatus o Scomber colias; y (2) verano-otoño, donde Góbidos y Cyclothone braueri dominan, pero cuyas especies características son Ceratoscopelus warmingii, Pomacentridae sp2 y Anthias anthias, entre otras. Respecto a la variabilidad horizontal, se confirmó la presencia de dos zonas de retención para los huevos y larvas neríticas a barlovento y sotavento (estela cálida) de la isla. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas en la composición de la comunidad larvaria entre las diferentes zonas de la plataforma de la isla. La Zona de Transición Costera Canario-Africana se caracteriza por una gran actividad de mesoscala, que afectará a la distribución de las larvas neríticas de las costas africanas. Esta interacción resulta especialmente evidente en el caso de las larvas, principalmente sardina y anchoa, transportadas en filamentos de afloramiento generados en la región de Cabo Juby-Cabo Bojador. Estos filamentos pueden ser atrapados por remolinos ciclónicos situados al sur de Gran Canaria. Este sistema remolino-filamento podrá, en función de su evolución, actuar como un mecanismo de retención o dispersión para las larvas de especies neríticas africanas. Parte de estas larvas pueden llegar a las costas de Gran Canaria, suponiendo un aporte para las poblaciones larvarias locales, al menos durante el verano. A pesar de la gran cantidad de información obtenida a partir de esta tesis, es necesario continuar con este tipo de estudios para evaluar la importancia de este transporte larvario y su aplicación a la gestión pesquera.

Temporal and along-shelf distribution of the larval fish assemblage at Gran Canaria, Canary Islands

Temporal and spatial variations of the larval fish community off the island of Gran Canaria (Canary Islands) were studied in weekly surveys from October 2005 to June 2006. A total of 156 taxa, belonging to 51 families and 15 orders, were identified. Myctophidae was by far the most abundant family (30%), followed by Sparidae (11%), Clupeidae (9%) and Gonostomatidae (7%). As expected for an oceanic island, neritic and oceanic taxa contributed in similar proportions. Leeward and windward retention areas were found for total egg and neritic larval abundance. However, seasonality showed a stronger influence on the annual larval assemblage than sampling site, as the latter was not significant on a long time scale. Results suggest that there are two seasonal larval assemblages corresponding to the two main characteristic periods of the water column in these waters: mixing (winter) and stratification (summer). In addition, a significant relationship was recorded between lunar illumination and small mesozooplankton biomass, suggesting that this relationship may be extended to certain neritic families. The most abundant neritic larvae (Sparidae) showed this lunar pattern, which partially supports a recent hypothesis about the effect of lunar illumination on larval fish survival and development in subtropical waters.

Oxidación de Cu(I) en agua de mar

La cinética de oxidación de Cu(I) con oxígeno, a concentración nanomolar, se ha estudiado en función de la concentración de cobre (I), pH, concentración de bicarbonato y de la temperatura, al objeto de obtener las ecuaciones de dependencia de la constante de velocidad con cada variable, en NaCl (0.7M) con bicarbonato (2mM) y en agua de mar. Los estudios a escala nanomolar se han comparado con los estudios realizados por otros autores a escala micromolar. El tiempo de vida medio a nivel nanomolar es superior en ambos medios, lo que justifica la presencia de concentraciones medibles de Cu(I) en aguas superficiales. La constante de velocidad de segundo orden (k) es independiente de la concentración de Cu(I), en el rango de 20 a 200 nM, con lo que los resultados permiten una visión más realista de lo que ocurre en el océano. En los estudios del efecto del pH en la cinética de oxidación se obtienen rectas próximas para disolución de NaCl (0.7M) con bicarbonato (2mM) y en agua de mar, por lo que las interacciones específicas pueden despreciarse o quedar compensadas entre sí. La ecuación obtenida para cada caso es: Logk(NaCl) = −2.453(±0.341) + 0.611(±0.044)pH (para NaCl) Logk(sw) = −1.484(±0.266) + 0.489(±0.034) pH (para agua de mar) La concentración de bicarbonato produce un aumento en la constante de segundo orden (k) hasta 5mM, comportándose de acuerdo con la ecuación siguiente: [ ] [ ]2 3 2 3 3 2 2 ( ) 1.54 10 ( 3.518 10 ) 3.963( 58.17 10 ) 0.212( 3.242 10 ) 3 NaHCO Logk NaHCO NaHCO − − − ⋅ ± ⋅ = − ± ⋅ + ± ⋅ − El aumento de la temperatura produce un aumento en la constante de velocidad relacionándose este efecto con la entalpía y entropía de activación del proceso. Oxidación de Cu(I) en agua de mar 8 El trabajo realizado supone un mejor conocimiento de los procesos que controlan la cinética de oxidación del Cu(I) en medios naturales y servirán de base para futuros experimentos.

Oxidation of Copper(I) in seawater at nanomolar levels

The oxidation and reduction of copper in air-saturated seawater and NaCl solutions has been measured as a function of pH (7.17-8.49), temperature (5-35ºC) and ionic strength (0.1-0.7 M). The oxidation rate was fitted to an equation for sodium chloride and seawater valid at different pH and media conditions: k . . pH- . /T- . I . I k . . pH- . /T- . I . I (sw) (NaCl) log 5 036 0 514 1764 915 1101 0 233 log 5 221 0 609 1915 433 1818 0 408 = + + = + + The reduction of Cu(II) was studied in both media for different initial concentration of copper(II). When the initial Cu(II) concentration was 200 nM, the copper(I) produced was 20% and 9% for NaCl and seawater, respectively. Considering the copper(I) reduced from Cu(II), the speciation and the contribution of these species to the kinetic process was studied. The Cu(I) speciation is dominated by the CuCl2 - species. On the other hand, the neutral chloride CuCl species dominates the Cu(I) oxidation in the range 0.1 M to 0.7 M chloride concentrations.

Evaluación de la actividad del sistema de transporte de electrones en zooplancton con presencia o ausencia de sustratos específicos

Se comparan dos métodos de detección del sistema de transporte de electrones (Båmastedt, 2000 y Owens & King, 1975), hallando que la no adición de sustratos específicos, propios del sistema, no es lo suficientemente sensible para la detección de la capacidad respiratoria y que no presenta ninguna relación con la biomasa. Se demuestra que el receptor artificial de electrones INT, es reducido en reacciones no enzimáticas por algunas sustancias (ácido ascórbico, glutatión, cisteína y potencialmente la vitamina B12), presentes en concentraciones intracelulares.

Oxygen and Chlorophyll Distribution in the Eastern Atlantic Ocean from 0º to 35ºS.

Programa de doctorado en Oceanografía. Trabajo presentado para la obtención del Diploma de Estudios Avanzados.

Regional and temporal variability of sinking organic matter in the subtropical northeast Atlantic Ocean: a biomarker diagnosis

Sinking particles through the pelagic ocean have been traditionally considered the most important vehicle by which the biological pump sequesters carbon in the ocean interior. Nevertheless, regional scale variability in particle flux is a major outstanding issue in oceanography. 5 Here, we have studied the regional and temporal variability of total particulate organic matter fluxes, as well as chloropigment and total hydrolyzed amino acid (THAA) compositions and fluxes in the Canary Current region, between 20–30 N, during two contrasting periods: August 2006, characterized by warm and stratified waters, but also intense winds which enhanced eddy development south of the Canary Islands, 10 and February 2007, characterized by colder waters, less stratification and higher productivity. We found that the eddy-field generated south of the Canary Islands enhanced by >2 times particulate organic carbon (POC) export with respect to stations (FF; farfield) outside the eddy-field influence. We also observed flux increases of one order of magnitude in chloropigment and 70% in THAA in the eddy-field relative to FF stations. 15 Principal Components Analysis (PCA) was performed to assess changes in particulate organic matter composition between stations. At eddy-field stations, higher chlorophyll enrichment reflected “fresher” material, while at FF stations a higher proportion of pheophytin indicated greater degradation due to microbes and microzooplankton. PCA also suggests that phytoplankton community structure, particularly the dominance of 20 diatoms versus carbonate-rich plankton, is the major factor influencing the POC export within the eddy field. In February, POC export fluxes were the highest ever reported for this area, reaching values of 15 mmolCm−2 d−1 at 200m depth. Compositional changes in pigments and THAA indicate that the source of sinking particles varies zonally and meridionally and suggest that sinking particles were more degraded at 25 near-coastal stations relative to open ocean stations.

El erizo de mar Diadema antillarum Phillipi, 1845 influye sobre la diversidad y composición de la comunidad de mega-invertebrados vágiles en fondos rocosos del Archipiélago Canario

Abstract.- The effect of the sea urchin Diadema antillarum density over the diversity and composition of the mobile megainvertebrate community (> 2 cm) inhabiting shallow rocky reefs off the Canary Archipelago (eastern Atlantic) is described. Specifically, it was predicted that (1) high densities of D. antillarum produce a low diversity of the mobile megainvertebrate community, and (2) the composition of this community changes between rocky bottoms (= reefs) under different densities of D. antillarum. The presence of megainvertebrate taxa, and the density of D. antillarum individuals were recorded visually using 2 x 2 m quadrats (n = 16 replicates) in each of 24 locations (three locations in each of the eight main islands of the archipelago), which were visited in four occasions between February-2003 and October-2004. Thritythree taxa of mobile mega-invertebrates were observed. We registered a decline in the richness of such assemblages with increasing densities of D. antillarum (rs = -0.20; P<0.001). Species richness fluctuated considerably (0-16 species) in those locations with low densities of D. antillarum (< 2 ind. m-2). However, species richness was always low (< 9 species) in those locations with high densities of D. antillarum (> 8 ind. m-2). A CAP ordination analysis showed significant differences in the composition of the mega-invertebrate community between rocky bottoms under different densities of D. antillarum, and we registered a negative correlation between the presence of some taxa and the densities of sea urchin. Consequently, the sea urchin D. antillarum influences the diversity and composition of the mobile mega-invertebrate community on rocky bottoms off the Canary Archipelago. Resumen.- Se describe el efecto de la densidad del erizo Diadema antillarum sobre la diversidad y composición de la comunidad de mega-invertebrados vágiles (> 2 cm) que habita fondos rocosos del Archipiélago Canario (Atlántico oriental). Específicamente, se predijo que (1) las altas densidades de D. antillarum producen una baja diversidad de la comunidad de mega-invertebrados vágiles, y (2) la composición de las comunidades de mega-invertebrados varía entre fondos con diferentes densidades de D. antillarum. La presencia de especies mega-invertebradas, y la densidad de individuos de D. antillarum, se registraron visualmente en cuadrados de 2 x 2 m (n = 16 réplicas) en un total de 24 localidades (tres localidades en cada una de las ocho islas principales del archipiélago), visitadas en cuatro ocasiones entre febrero-2003 y octubre-2004. Se observaron 33 taxones de mega-invertebrados vágiles. Se registró una relación inversa entre la riqueza específica y la densidad de D. antillarum (rs = -0,20; P<0,001). En localidades con bajas densidades de D. antillarum (< 2 ind. m-2), la riqueza de especies fluctuó considerablemente, entre 0-16 especies. Sin embargo, en localidades con altas densidades de D. antillarum (> 8 ind. m-2), la riqueza de especies fue siempre baja (< 9 especies). Un análisis de correspondencia canónicas (CAP) mostró diferencias significativas en la composición de la comunidad de mega-invertebrados entre fondos sometidos a diferentes densidades de D. antillarum, y se detectó una correlación negativa entre la presencia de ciertas taxa y las densidades de D. antillarum. Consecuentemente, el erizo D. antillarum influye sobre la diversidad y composición de la comunidad de mega-invertebrados vágiles en fondos rocosos del Archipiélago Canario.

Efectos potenciales del marisqueo sobre moluscos gasterópodos de interés comercial ("Osilinus" spp. y "Patella" spp.) en el Archipiélago Canario

Abstract.- This study assessed the effects of human influences over the abundance and size patterns of five species of gastropods (top-shell snails and limpets) commonly collected in the Canarian Archipelago: ‘burgado hembra’ (Osilinus atrata), ‘burgado macho’ (Osilinus sauciatus), ‘lapa blanca’ (Patella aspera), ‘lapa negra’ (Patella candei crenata) and ‘lapa de sol’ (Patella rustica). We studied patterns of abundance and size of these species across three islands (Lanzarote, La Graciosa and Alegranza) corresponding to three levels of human influence: high, medium and low, respectively; which were quantified through three indicators: human pressure (inhabitants km-1 d-1), accessibility to the coast (km of sealed and unsealed roads), and volumes of capture (kg). The abundances of O. atrata and P. aspera were statistically higher at Alegranza than at La Graciosa and Lanzarote, whereas the density was 10 to 15 times larger at Alegranza for four of the five studied species. Significant differences in the size structure of the species among islands (= levels of human influence) were also observed. Not only all large-sized individuals disappeared at Lanzarote and La Graciosa, yet there was a decrease in numbers for the majority of size ranges. Thought populations of top-shell snails and limpets were affected by natural variability, human activities turned out to be the major driver for the observed differences among islands. These results seriously question the effectiveness of the current shellfish regulations contained in the Regional Fish Law. Resumen.- Este estudio determinó los efectos de la influencia humana sobre la abundancia y la estructura de talla de cinco especies de moluscos gasterópodos comúnmente recolectados en el Archipiélago Canario: el ‘burgado hembra’ (Osilinus atrata), el ‘burgado macho’ (Osilinus sauciatus), la ‘lapa blanca’ (Patella aspera), la ‘lapa negra’ (Patella candei crenata) y la ‘lapa de sol’ (Patella rustica). Se analizaron tres islas (Lanzarote, La Graciosa y Alegranza) correspondientes a tres categorías de influencia humana: alta, media y baja, respectivamente; cuantificadas a través de tres indicadores: la presión humana (hab km-1 d-1), la accesibilidad a la costa (km de red viaria) y los volúmenes de extracción de los recursos (kg). La abundancia de O. atrata y P. aspera fue estadísticamente mayor en Alegranza que en La Graciosa y Lanzarote, mientras que los valores de densidad fueron de 10 a 15 veces superiores en Alegranza para cuatro de las cinco especies estudiadas. Para la estructura de talla, se detectaron notables diferencias entre islas (= niveles de influencia humana). En Lanzarote y La Graciosa no sólo desaparecieron los ejemplares de mayor talla, sino que disminuyeron los ejemplares para la mayoría de rangos de talla. A pesar que la variabilidad natural de las poblaciones de burgados y lapas es alta, la actividad humana parece ser la causa principal de las diferencias observadas entre islas. Estos resultados cuestionan seriamente la efectividad de las normas sobre marisqueo de la actual Ley de Pesca de Canarias.

Shedding light on the role of the prokaryotic assemblage in the biogeochemical cycles of the dark ocean

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Asignación de profundidad significativa a las observaciones remotas de la temperatura superficial del mar

Se asigna una profundidad efectiva para las medidas de temperatura superficial del mar obtenida mediante AVHRR en aguas del Atlántico Centro-Oriental. Las distribuciones espaciales de temperatura a cierta profundidad pueden definirse por satélite. En la mesoescala (l° mes) y para una precisión absoluta de 1ºK. Se encuentra que el espesor de la capa homogénea varía entre unos 100 m en febrero aproximadamente 20m de septiembre. ABSTRACT: Using a 11 years time series of monthly mean AVHRR sea surface temperatures and a comparable time series of XBT data for Central Eastem Atlantic, a representative depth is assigned to satellite measurements. At mesoscale (1 degree, month resolution) the thickness of fue homogeneous surface layer varíes from approximately 100 m in February to only 20 m in september, for an accuracy of loK in the temperature deterrnination.

Variabilidad del nivel del mar a partir de datos del altímetro del satélite ERS-2 al sur del Archipiélago Canario en 1998

En este trabajo se presentan algunos resultados obtenidos del análisis de la variabilidad de la altura de la superficie del mar a partir de las anomalías del nivel del mar proporcionadas por los datos del altímetro a bordo del satélite ERS-2. La finalidad del estudio has sido la determinación de la variación estacional que las estructuras oceanográficas mesoescalares presentan en las proximidades del archipiélago canario durante el año 1998. En esta zona, caracterizada por la generación de remolinos ciclónicos y anticiclónicos al sur de las islas debida a la perturbación que experimenta la corriente de Canarias a su paso por los canales entre las islas, y por los filamentos de agua fría procedente del afloramiento, el altímetro se muestra como una herramienta importante en la detección y posterior análisis de estas estructuras oceanográficas. Los resultados muestran que la variabilidad espacial y temporal del nivel del mar es máxima en el segundo semestre del año, y ésta se centra, fundamentalmente, en una estrecha banda situada al sudoeste del archipiélago. ABSTRACT: Some results obtained from the analysis of the sea surface height variability using sea level anomalies given by ERS-2 altimeter data are shown in this work. The aim of the study is to work out the seasonal variations of the mesoscale oceanographic features that appear in the vicinity of the Canary Archipelago during 1998 year. This area is characterized by cyclonic and anticyclonic eddies southward of the islands, which are generated by the interference suffered by the Canary Current through the canals between the islands, and also owing to cold water filaments coming from the Upwelling. The altimeter demonstrates to be an important tool in the detection and posterior analysis of these features. The results show that the temporal and spatial variability of the sea level is associated, fundamentally, to a narrow band located to the southwest of the archipelago, and which has been clearly seen with greater intensity during the periods of summer and autumn of 1998.