ISÓTOPOS ESTABLES DE OXÍGENO (δ18O)

COMO INDICADORES DE MOVIMIENTOS

DEL CALAMAR GIGANTE (Dosidicus gigas)

EN LA COLUMNA DE AGUA

Biol. Mar. Lizeth DanielaTrasviña-Carrillo

Hernández-Herrera Agustín

Torres-Rojas Yassir E.

CICIMAR-IPN

Introducción

¿Qué son los isotopos?

“Atomos de un mismo elemento que presentan la misma cantidad de protones y

electrones, pero diferente número de neutrones”

Los de mayor abundancia: “Ligeros” Ej. 12C, 16O, 14N

Los de menor abundancia (uno o dos): “Pesados” Ej. 13C, 18O, 15N

La menor abundancia de los

isotopos “pesados” los hace

atractivos para ser empleados

como trazadores, ya que la

proporción de estos puede

ayudar a distinguir qué sucede

en procesos bioquímicos,

biológicos, geológicos, etc.

Marcadores biogeoquímicos (Rubenstein & Hobson, 2004)

Análisis de Isótopos Estables

en Biología Zonas de crianza

Migraciones

Distribución en la columna de agua

(Campana, 1999; Shephard et al, 2007)

Proporción de

isótopos en

tejidos o

estructuras

biológicas

δ18O (16O/18O)

Permite conocer la temperatura del

agua y por ende la profundidad del

hábitat….

δ18O

Valores bajos = Temperatura alta

Valores altos = temperatura baja

¿Por qué analizar δ18O?

Estructuras inertes:

Refleja el sitio donde éste fue

sintetizado.

Indicadores a largo plazo

Ej. Estatolitos

Vértebras

Conchas

Pico

¿Qué estructuras se emplean en este caso ?

Dosidicus gigas (Campana, 1999; Landman et al. 2004, Shephard et al. 2007)

Landman et al. (2004)

Architeuthis sanctipauli

δ18O 1.7 – 2.2 ‰

180 – 300 m

Temperatura - Profundidad

Antecedentes

Área de estudio

Distribución y comportamiento migratorio

Migraciones estacionales entre las costas de Sonora y B.C.S.

Actividad vertical constante (y variable e/ individuos)

Dentro de la Zona de Mínimo Oxígeno (200-300 m).

Markaida et al. (2005), Gilly et al. (2006), Bazzino, (2008).

Gilly et al., (2006)

Antedecentes de Dosidicus gigas

Vol. de captura : ~50, 000 t (2000-2010) (CONAPESCA, 2009,2010)

Producto de exportación al mercado asiático

Pesquería artesanal

Importancia

económica

•Región central del Golfo de

California

•Santa Rosalía, B. C. S.

Temporada de pesca:

marzo a noviembre

Rango de tallas: 13-120

cm (LM) (Velázquez-Abunader et al.,

2012)

¿Por qué hacer este trabajo?

Incertidumbre en el sector pesquero generada por las

fluctuaciones de su presencia y abundancia

(Hernández-Herrera et al. 1996)

Importancia

ecológica (Rodhouse y Nigmatullin, 1996)

MESODEPREDADOR

CLIOTOP Reporte No. 24

Principal especie presa en la dieta de

varios depredadores tope.

Regula las poblaciones de organismos

de niveles tróficos inferiores.

(Baun y Worm, 2009)

Objetivo

OBJETIVO GENERAL

Conocer la distribución vertical del calamar gigante Dosidicus gigas capturado en la

región de Santa Rosalía, B.C.S., a partir del análisis de isotopos de Oxígeno

(δ18O).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar la relación entre el valor teórico del δ18O de la aragonita en el agua de

mar, el estatolito del calamar y el perfil de temperaturas en la zona de captura

en la temporada de pesca 2009.

Determinar los valores de δ18O en el calamar gigante y sus variaciones entre sexos y

tallas durante la temporada de pesca 2009.

Área de estudio

Aguas frente a Santa Rosalía, B. C. S. (27°20’ N, y 112° 16’ W ).

Temperaturas superficiales :

17 – 31 °C.

Profundidad: 1000 m aprox.

Material y Métodos

Marzo – octubre 2009

Muestreos quincenales

Datos biométricos

Laboratorio de Ecología

de Peces de CICIMAR-

IPN

LM

LT

Trabajo en campo

Estatolitos

estatocisto estatolito

Muestra

• Mortero de ágata

Pesar material

(100 μg)

Viales Exentainer

Espectrómetro

de masas

LESMA

Valores de δ:

δ X (‰) = [(Rmuestra/Restándar)-1] x 1000

(Epstein et al. 1953)

Trabajo de Laboratorio

Relación entre el valor teórico de

δ18O con la temperaturas y

profundidad en la zona de captura

Perfiles de δ18O en la columna

de agua •Perfiles de temperatura y salinidad (500

m de profundidad) (Obtenidos del NOCD-

NOAA)

•Wejnert et al. (2010)

δ18OA = (T°C – 13.2 / -4.89) + δ18Ow

•Donde :

δ18Ow = 0.260 *(salinidad) – 8.773

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-4-202

Pro

fun

did

ad

(m

)

δ18O

Perfil isotópico de oxígeno

hembras

machos Distribución mensual de D. gigas

en la columna de agua

Trabajo de gabinete

Análisis de los datos

• Kruskal-Wallis Sexos

Tallas

• Software Statistica (Statistic Inc, 2007)

RESULTADOS

Temporada 2009 185 individuos

29 -82 cm (LM)

Promedio: 43.85

cm (±7.59 DE)

Machos

29-68 cm (LM)

Promedio: 43.70 cm

(±6.76 DE)

Hembras

31 a 82 cm (LM)

Promedio: 43.93 cm

(± 8.0 DE)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Fre

cu

en

cia

Tallas (LM: cm)

Hembras

n= 123

Machos

n=62

<55 cm (LM)

>55 cm (LM)

Comparación entre sexos y tallas Machos y Hembras

δ18O [H(1, 184)= .003 p =0.95]

Machos y hembras se distribuyen a las mismas profundidades

Tallas

δ18O [H(1, 184) = 1.11 p =0.29]

No hay segregación e/ tallas.

Distribución similar e/ individuos pequeños y grandes

-5.00

-4.00

-3.00

-2.00

-1.00

0.00

1.00

2.00

-7.00 -6.00 -5.00 -4.00

δ1

8O

δ13C

Hembras <55 cm (LM)

Hembras >55 cm (LM)

Machos <55 cm (LM)

Machos >55 cm (LM)

Valor teórico de δ18O de la aragonita y el perfil

de temperaturas en la zona de captura

Los perfiles isotópicos del CaCO3

adoptaron la forma de los perfiles de

temperatura de cada mes

Equilibrio Isotópico

Landman et al. (2004) Architeuthis sanctipauli

Bettencourt y Guerra

(1999) Sepia officinalis

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-3.5-2.5-1.5-0.50.51.52.5

Pro

fun

did

ad

(m

)

δ18O

Marzo

Abril

Mayo

Junio

Julio

Agosto

Octubre

Fraccionamiento isotópico del

oxígeno depende de la

temperatura

Urey (1947), Grossman y Ku (1986)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-2-1012

Pro

fun

did

ad

(m

)

δ18O

perfil isotopico de marzo

hembras

machos

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-3-2-1012

Pro

fun

did

ad

(m

)

δ18O

abril

hembras

machos

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-3-2-1012

Pro

fun

did

ad

(m

)

δ18O

mayo

hembras

machos

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-3-2-1012

Pro

fun

did

ad

(m

)

δ18O

junio

hembras

machos

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-3-2-1012

Pro

fun

did

ad

(m

)

δ18O

julio

hembras

machos

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-4-202

Pro

fun

did

ad

(m

)

δ18O

agosto

hembras

machos

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

-3-2-1012P

rofu

nd

ida

d (m

)

δ18O

octubre

hembras

machos

Distribución vertical :

0 – 170 m

Máximo de 350 m

Gilly et al. (2006)

Bazzino (2008) marzo abril

mayo junio julio

agosto octubre

Relación con los perfiles de δ18O a través de la temporada

Hábitat templado

en la columna de

agua

Gilly et al. (2006)

Conclusiones

Estadísticamente no hay segregación vertical entre tallas ni por sexo

(δ18O)

Se observó una relación entre el valor teórico de δ18O y el perfil de

temperaturas de la zona de estudio.

El estatolito de D. gigas se forma en equilibrio isotópico con el agua de

mar.

El calamar gigante se distribuye en promedio de los 0-170 m,

alcanzando profundidades máximas de 350 m.

Agradecimientos

Proyecto “Ecología del calamar gigante (Dosidicus gigas) a partir

del uso de isotopos estables de diferentes elementos químicos”.

Clave SIP: 20110052

Proyecto “Reproducción de rayas (Choncricthyes: Batoidea) de

Importancia comercial en Baja California Sur).”

Clave SIP: 20130872.

Dr. Alberto Sánchez G. (CICIMAR-IPN)

Beca CONACYT

CICIMAR-IPN

Literatura citada Baum, J.K., Worm, B., 2009. Cascading top-down effects of changing oceanic predator abundances. J. Anim. Ecol. 78,

699–714.

Bazzino G, WF Gilly, U Markaida, CA Salinas-Zavala, J Ramos-Castillejos. 2010. Horizontal movements, vertical-habitat

utilization and diet of the jumbo squid (Dosidicus gigas) in the Pacific Ocean off Baja California Sur, Mexico. Prog

Oceanogr. 86:59-71

Bettencourt V y A Guerra. 1999. Carbon-and oxygen-isotope composition of the cuttle, bone of Sepia officinalis: a tool

for predicting ecological information?. Marine Biol. 133:651-657

Campana SE. 1999. Chemistry and composition of fish otoliths: pathways, mechanisms and applications. Mar Ecol Prog

Ser. Vol. 188:236-297.

Comisión Nacional de Acuacultura y Pesca (CONAPESCA). 2009. Anuario estadístico de pesca 2009. México:

CONAPESCA.

DOF. 2010. Carta Nacional Pesquera. Diario Oficial de la Federación. México. 2 de diciembre de 2010.

Literatura citada Gilly WF, U Markaida, CH Baxter, BA Block, A Boustany, L Zeidberg, K Reinsenbichler, B Robison, G Bazzino y C Salinas.

2006. Vertical and horizontal migrations by the jumbo squid Dosidicus gigas revealed by electronic tagging. Mar Ecol Prog Ser. 324:1- 17.

Hernández-Herrera A., E. Morales, M. 0. Nevarez, A. Balmori, and G. I. Rivera. 1996. Distribución de tallas y aspectos reproductivos del calamar gigante (Dosidicus gigas, D’Orbigny, 1835) en el Golfo de California, México. Ciencia Pesquera 123-89.

Markaida U, JJ Rosenthal y WF Gilly. 2005. Tagging studies on the jumbo squid (Dosidicus gigas) in the Gulf of California. Fish Bull. 103:219- 226.

Rubenstein DR y KA Hobson. 2004. From birds to butterflies: animal movements patterns and stable isotopes. Trends Ecol Evol.19 (5):256-263.

Shephard S., C. Trueman-Rickaby R. y E. Rogan. 2007. Juvenile life history of NE Atlantic orange roughy from otolith stable isotopes. Deep Sea Res Pt I. 54(8):1221-1230.

Wejnert KE, CJ Pride, RC Thunell. 2010. The oxygen isotope composition of planktonic foraminifera from the Guaymas Basin, Gulf of California: Seasonal, annual and interspecies variability. Mar Micropaleontol. 74:29-37.