Sizes of the centric diatom Actinocyclus normanii as salinity function, a new tool for the assessment of paleoenvironments

Abstract

En estudios anuales sobre el fitoplancton realizados en la Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM), costa caribe colombiana, en 1987 y 1995, en los que se hicieron análisis cualitativos y cuantitativos y se establecieron las relaciones con variables fisicoquímicas, entre ellas la salinidad, se concluyó que la variación del diámetro de Actinocyclus normanii está ligada a la variación de la salinidad del agua. Así, las células pequeñas se generan cuando la salinidad baja durante la estación lluviosa, y las grandes lo hacen cuando la salinidad se incrementa, durante la estación seca. Las células pequeñas y las grandes son el resultado de la reproducción asexual y sexual, respectivamente. Durante la reproducción asexual, A. normanii se divide profusamente y se generan las células pequeñas. Durante la reproducción sexual, se generan las auxosporas, que dan lugar a las células grandes. Las auxosporas no se generan por debajo de 8 USP, pero sí lo hacen por encima de este valor, hasta cerca de 30 USP. Se hicieron, también, bioensayos en el laboratorio con A. normanii para establecer su relación con la salinidad y se llegó a los mismos resultados hallados en el medio natural: las auxosporas no se generaron en una concentración salina de 2.8 USP, pero sí en concentraciones de 10 y 20 USP. Con el fin de probar la utilidad de la medición del diámetro de A. normanii en función de la salinidad como herramienta aplicada a la interpretación de paleoambientes, se midieron 300 valvas de A. normanii que se hallaban en 15 placas permanentes de diatomeas obtenidas a partir de las muestras de sedimento de un núcleo de 6 m de profundidad en la desembocadura del río Sevilla (río Frío), en octubre de 2010. Para la prueba del método, se escogieron placas dentro de los primeros 265 cm del núcleo (ca. 2.300 años antes del presente [AP]). Con base en la definición de un diámetro de 40 μm en promedio como el punto de inflexión entre las células pequeñas de la especie y las grandes, se determinó que las pequeñas serían indicadoras del predominio de agua dulce y las grandes del predominio de agua marina. Debido a que las células pequeñas y grandes de A. normanii son generadas en el mismo ciclo de vida de esta especie, no se consideraron las formas o variedades subsalsa y normanii. Los resultados permiten concluir que A. normanii puede ser utilizado como indicador de la variabilidad salina de los cuerpos de agua.

Two studies on the phytoplankton and the physical and chemical characteristics of the Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM) lagoon in the Colombian Caribbean, carried out in 1987 and 1995, found that salinity has been a key factor in the variation of the cell diameter of the diatom Actinocyclus normanii. Small cells are produced when salinity is low, while big ones are produced when salinity is higher. In turn, salinity variations are determined by precipitation: during the rainy season salinity decreases while it increases during the dry season. Small cells are produced by asexual reproduction during the rainy season. Bigger cells result from sexual reproduction and the production of auxospores, normally when salinity concentrations are above 8 PSU and up to 30 PSU. Bio-essays in the lab have confirmed that auxospores were not formed at 2.8 PSU salinity concentrations but they did at 10 and 20 PSU concentrations. To prove the use of cell diameter in paleoenvironmental reconstructions, 300 valves of A. normanii were measured in 15 diatom slides from a 6 m sedimentary core extracted from the lagoon in front of Sevilla River (río Frío) in October 2010. The core interval selected (5 to 265 cm) represents approximately the last 2,300 years before present (BP). Statistical analyses indicated that the diameter of 40 μm marked the division between small and bigger cells. Diameters under 40 μm indicated fresher water conditions, and those larger than these, more saline conditions. Due to the relationship between small and bigger cells of A. normanii and taking into consideration that they are part of the same life cycle of this species, forms and varietes subsalsa and normanii were not considered. We concluded that variations in the diameter of A. normanii were dependent on salinity concentrations.