Limnetica, 26 (1): xx-xx (2007)Limnetica, 26 (1): 183-198 (2007)c© Asociacion Espanola de Limnologıa, Madrid. Spain. ISSN: 0213-8409

Influencia de la concentracion de nutrientes y la herviborıa sobrela estructura y la funcion de una comunidad algal

Marıa A. Rodrigo∗, Carmen Rojo, Jose Larrosa, Matilde Segura y Marie Moeys

Grupo de Ecologıa Integrativa. Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva. Universitat de Valencia.Apartado Oficial 2085. 46071-Valencia.2

∗ Autor responsable de la correspondencia: maria.a.rodrigo@uv.es

RESUMEN

Influencia de la concentracion de nutrientes y la herviborıa sobre la estructura y la funcion de una comunidad algal

Un mismo conjunto de algas puede generar diferentes ensamblados finales estables en funcion del ambiente (lago, laguna, etc.)en que se desarrollen. En este trabajo se pretende averiguar que mecanismos estan afectando simultaneamente al conjuntode especies para que se produzca una seleccion de ellas apropiada a cada ambiente acuatico, y como la variabilidad dela respuesta se ve reflejada en la estructura y funcion de la comunidad (biomasa total, fotosıntesis y respiracion). Se haensayado la formacion de una comunidad algal a partir de la disposicion simultanea de 8 especies de algas cosmopolitas deagua dulce de morfologıa bien distinta (Cosmarium contractum, Cryptomonas ovata, Euglena gracilis, Limnothrix redekei,Monoraphidium contortum, Pediastrum tetras, Planktothrix agardhii y Scenedesmus acutus) en distintos tipos de medio decultivo. Los tratamientos han sido cuatro: mayor y menor concentracion de nutrientes (N y P) y presencia o no de Daphniamagna, Keratella cochlearis y Brachionus calicyflorus. Se han ensayado, ademas, sistemas de competencia entre algas y seha averiguado la viabilidad de estas especies como inoculos tras un perıodo de senescencia. La presencia de herbıvoros(depredacion) y la concentracion de nutrientes (competencia), son los mecanismos que aislada o sinergicamente afectanal ensamblado de microalgas determinando diferentes estados alternativos desde un mismo conjunto de microalgas. Peroel efecto de estos mecanismos es a su vez diferente en funcion de las propiedades de las microalgas implicadas comoson su tamano, su tasa de crecimiento y la viabilidad de cada especie como inoculo. La presencia de herbıvoros y laoligotrofia reducen la biomasa de productores primarios pero aumentan la diversidad relajando la competencia y aumentandola incertidumbre sobre el final alcanzado. Se demuestra ademas que las variaciones en la estructura de la comunidad se reflejandirectamente en su funcion, afectando en ultima instancia a la produccion primaria y la respiracion.

Palabras clave: Reglas de ensamblado, estrategia de crecimiento, dominancia, morfologıa, nitrogeno, fosforo, electrodo deClark, fotosıntesis, respiracion.

ABSTRACT

Influence of the nutrient concentration and herbivory on the structure and function of an algae community

The same pool of algae can generate different final stable assemblages depending on the environment (lake, lagoon, etc.) wherethey develop. In this work we attempt to ascertain the mechanisms that simultaneously affect the species to appropriatelyselect them for each aquatic environment, and how the variability in the response is reflected in the community structureand function (total biomass, photosynthesis and respiration). An algal community has been formed assembling 8 species offreshwater cosmopolite algae which have quite different morphologies (Cosmarium contractum, Cryptomonas ovata, Euglenagracilis, Limnothrix redekei, Monoraphidium contortum, Pediastrum tetras, Planktothrix agardhii and Scenedesmus acutus)using several kinds of culture media. The treatments were four: low and high nutrient concentrations (N and P) and presenceand absence of Daphnia magna, Keratella cochlearis, and Brachionus calicyflorus. The competition between pairs of algae hasbeen studied and also the viability of the species as inoculum after a senescence period. The presence of herbivores (predation)and the nutrient concentration (competition) are the mechanisms that by themselves or sinergically affect the microalgaeassemblages originating different alternative states from the same pool of species. But the effect of these mechanisms isdifferent depending on the algal properties such as size, growth rate, and viability as inoculum. The presence of herbivoresand the oligotrophic conditions reduce the primary producers’ biomass but increase diversity due to relaxation of competitionand increase the uncertainty of final states. It is also shown that the variations in the community structure are directly reflectedon the function, affecting primary production and respiration.

184 Rodrigo et al.

Keywords: Assembly rules, growth strategy, dominance, morphology, nitrogen, phosphorus, Clark electrode, photosynthesis,respiration.

INTRODUCCION

Dentro de las cuestiones basicas en la ecologıade las microalgas estan el comprender porque sedan unas asociaciones algales y no otras en losdiferentes ambientes como lagos, lagunas, etc.(Reynolds, 1998) y averiguar los factores deter-minantes en su estabilidad (Naselli-Flores et al.,2003). A partir del desarrollo de la ecologıa delas comunidades planctonicas ha quedado claroque la composicion de una comunidad observadaen una masa acuatica puede estar controlada porla depredacion (los procesos “desde arriba”, Car-penter & Kitchell, 1993; Ortega-Mayagoitia etal., 2002), por la competencia por los recursos(control “desde abajo”, Cottingham, 1999), o porla actuacion comun de ambos factores (Ortega-Mayagoitia et al., 2003, Cottingham et al., 2004).Ademas, otros factores a tener en cuenta y queexplicarıan la varianza observada son: la historiade formacion de la comunidad (Padisak, 1992;Drake, 1991; Drake et al., 1999; Rojo et al.,2006) y la frecuencia e intensidad de las pertur-baciones (Reynolds et al., 1993). La complejidadde este panorama y la relativa falta de experimen-tacion con sistemas multiespecıficos de planctonhacen que las hipotesis surgidas de las observa-ciones repetidas en el campo no acaben de serdeterminantes (Rojo & Alvarez-Cobelas, 2000).

Un patron empırico sobre la presencia dealgun grupo de algas y no otros en determina-dos ambientes es el descrito como sucesion osucesion estacional fitoplanctonica por Margalef(1958), Reynolds (1984), por los ecologos delplancton (Harris, 1986; Sommer et al., 1986),para humedales (Chow-Fraser, 1998; Rojo etal., 2000) y de un modo mas general, basandoseen una clasificacion funcional, el desarrolladoen los ultimos anos (Olrik, 1994; Reynolds,1997; Reynolds et al., 2002). Este patronse basa en numerosas observaciones de campo

y se explica por las diferentes estrategiasde crecimiento de las algas, sus diferentesmorfologıas (tamano, forma, etc.), movilidad ysu metabolismo (fotosıntesis y utilizacion derecursos). De tal modo que ante un conjunto deespecies de algas los investigadores especialistasdeberıan poder predecir que seleccion de ellasserıa mas probable encontrar en cada condicionconociendo las propiedades de las algas yreconociendo una serie de reglas de ensamblado(Reynolds et al., 2000). Sin embargo, estaspredicciones basadas fundamentalmente en larespuesta algal al medio fısico (mixis, nutrientes,luz, etc.) pueden ser alteradas por uno de losprincipales factores de control: la depredacion(Harris, 1986; Lampert & Sommer, 1997).

En este trabajo se ha llevado a cabo un disenoexperimental en el que se puede observar ladinamica de un conjunto de algas selecciona-das por sus diferentes tamanos y formas (gran-des o pequenas, coloniales o no, filamentosaso no, moviles o no) y sus diferentes estrate-gias de crecimiento, en un ambiente sin pertur-baciones abioticas (con la excepcion de la va-riacion de nutrientes), hasta alcanzar un estadode equilibrio. Este ensayo tiene como objetivosdeterminar, en condiciones controladas de labo-ratorio, el establecimiento de asociaciones esta-bles de microalgas como respuesta de las ca-racterısticas del grupo funcional al que pertene-cen ante ambientes distintos (en cuanto a la con-centracion de nutrientes y la presencia o no deherbıvoros), y analizar los mecanismos implica-dos en este resultado (competencia, historia delinoculo). Tambien se ha evaluado la influencia deestos dos factores, la concentracion de nutrientesy la herbivorıa, y su interaccion, sobre aspectosestructurales (biomasa total, composicion final,diversidad) y funcionales (fotosıntesis y respi-racion) de la comunidad algal final formada par-tiendo del mismo conjunto inicial de especies.

Efecto de nutrientes y herbivorıa sobre una comunidad algal 185

Tabla 1. Grupo taxonomico al que pertenecen y caracterısticas morfometricas de las especies algales usadas en los experimentos.DEE: Diametro esferico equivalente. Cel.: celula; Fil.: filamento. Taxonomic group to which they belong and morphometric featuresof the algal species used in the experiments. DEE: Equivalent Spherical Diameter. Cel.: cell; Fil.: filament.

Especie Grupo taxonomico Largo (µµµm) Ancho (µµµm) Biovolumen (µµµm3) DEE (µµµm)

Cosmarium contractum Desmidiacea 25 ± 1 32 ± 4 6833 ± 1321 50Cryptomonas ovata Criptofıcea 16 ± 1 10 ± 1 870 ± 134 23Euglena gracilis Euglenofıcea 51 ± 4 8 ± 1 1890 ± 494 33Limnothrix redekei Cianofıcea Cel.: 5.1 ± 0.2 Cel. y Fil. Cel. 16

Fil.: 97 ± 92 1.7± 0.5 11.6 ± 0.7Monoraphidium contortum Clorofıcea 32.1 ± 0.4 2.6 ± 0.7 57 ± 2 10Pediastrum tetras Clorofıcea Cel: 9 ± 0.4 Alto = 2± 0.2 127 ± 11 27Planktothrix agardhii Cianofıcea Cel: 3.1± 0.2 Cel & Fil Cel. 60

Fil: 231 ± 189 7.8± 0.4 148 ± 12Scenedesmus acutus Clorofıcea 11.7 ± 2.0 4.0 ± 0.5 98 ± 10 19

MATERIAL Y METODOS

Especies de algas, condiciones de cultivo ytratamientos

Se han utilizado 8 especies de microalgas cos-mopolitas de agua dulce (Tabla 1) para las expe-riencias de ensamblado de comunidades. Se eli-gieron representantes de las categorıas de unice-lulares (moviles o no), coloniales y filamento-sas. Dentro de cada categorıa se buscaron espe-cies de tamanos mas pequenos y mas grandes,considerandose pequenas aquellas algas cuyodiametro esferico equivalente (DEE) fuera me-nor de 20 µm (nanoplancton) y grandes aquellascuyo DEE fuera mayor de 20 µm (microplanc-ton). Las especies elegidas fueron: Cryptomo-nas ovata (unicelular, movil y pequena), Euglenagracilis (unicelular, movil y grande), Limnothrixredekei (filamentosa pequena o fina), Planktoth-rix agardhii (filamentosa grande o gruesa), Sce-nedesmus acutus (colonial –4 celulas/colonia–,inmovil y pequena), Pediastrum tetras (colonial–de 8 a 16 celulas en la mayorıa de las colonias–, inmovil y grande), Monoraphidium contortum(unicelular, inmovil y pequena) y Cosmariumcontractum (unicelular, inmovil y grande). Laspoblaciones de las ocho algas fueron adquiri-das en tres centros especializados: la Coleccionde Cultivos de Algas y Protozoos del Centre forEcology and Hidrology (CCAP), actualmente sitaen la Asociacion para las Ciencias Marinas enEscocia (Reino Unido), la Coleccion de Culti-

vos de Algas del Departamento de Botanica dela Universidad de Coimbra (Portugal), y el MaxPlanck Institute for Limnology (MPIL) en Plon(Alemania). Los cultivos stock se mantenıan enmatraces de 50 mL con medio de cultivo Ja-worski (CCAP) y fueron estos cultivos stock enfase exponencial de crecimiento los que sirvie-ron de inoculo para los diferentes experimentos.Los cultivos de estas algas se mantenıan en unacamara de cultivo climatizada a 20 ◦C, con unfotoperiodo de 12h luz:12h oscuridad e inten-sidad luminosa (en radiacion fotosinteticamenteactiva) aproximadamente de 30 µE·m−2s−1. Estasfueron las condiciones fısicas de todas las expe-riencias realizadas ya que todos los cultivos sedispusieron en la misma camara.

Para observar la competencia entre algas, sellevaron a cabo cultivos de pares de especiesde las dos algas de crecimiento mas rapido(Monoraphidium y Scenedesmus) con cada unade las restantes algas. Los inoculos fueron de250 cel/ml de densidad final para cada especiede alga. Se utilizaron matraces de 250 ml y unmedio de agua mineral enriquecida con 6.2 µg P/ly 152 µgN/l de concentracion final (N/P = 25),un medio donde la concentracion de nutrienteses baja pero que esta por encima de los valoresque pueden ser limitantes para el crecimiento(Reynolds, 1984). Este medio sera denominadoa partir de ahora “medio oligotrofico”.

Los tratamientos realizados para determinarel efecto “desde arriba”, “desde abajo” ysu interaccion sobre la estructura final y la

186 Rodrigo et al.

funcion de la comunidad algal, fueron: (1)medio oligotrofico sin herbıvoros, (2) medioeutrofico sin herbıvoros, (3) medio oligotroficocon herbıvoros y (4) medio eutrofico conherbıvoros. Para los experimentos sobre elefecto de los nutrientes en la comunidad algal(todas las algas juntas sin la presencia deherbıvoros), se prepararon dos tipos de mediode cultivo: el que hemos designado comooligotrofico y otro con una concentracion de Py N 10 veces superior (62 µg P/l y 1520 µgN/lde concentracion final) que llamaremos “medioeutrofico”. Para comprobar, la viabilidad de laspoblaciones algales en su estado final o desenescencia, una alıcuota del estado final (tras40 dıas de incubacion) del cultivo mixto enmedio oligotrofico fue resembrada en mediofresco oligotrofico y se siguio el crecimientode las poblaciones algales durante 20 dıas.Para averiguar el efecto de los herbıvorossobre la estructuracion del ensamblado demicroalgas y su funcion se utilizaron 3especies de herbıvoros: el cladocero Daphniamagna y los rotıferos Keratella cochlearis yBrachionus calicyflorus a razon de 0.5 ind/l deconcentracion final el primero de ellos y 10ind/l los rotıferos. Se eligieron estas densidadesiniciales pues constituyen valores que puedendarse en medios acuaticos con facilidad. Seanadieron junto a las algas el primer dıade experimentacion. Se utilizaron los mismosmedios de cultivo (oligotrofico y eutrofico),inoculos de los mismos cultivos stock de algas ylas mismas condiciones de incubacion.

Se tomaban muestras cada 3-5 dıas durante unmınimo de 36 dıas y un maximo de 57 dıas. To-dos los tratamientos se realizaron por triplicado.En todos los casos las muestras para recuentoalgal eran de 2 ml y se fijaban inmediatamentecon lugol para su posterior recuento tras sedi-mentacion en camaras Utermohl y observacionmediante un microscopio invertido. La densidadalgal se obtuvo a partir del recuento de al menos400 celulas de cada poblacion. La densidad al-gal se transformo en biovolumen multiplicandopor el valor del volumen celular de cada especiede alga (Tabla 1). El biovolumen celular se cal-culo a partir de las dimensiones de las distintas

especies de algas, aproximando sus formas a lasfiguras geometricas mas parecidas (Rott, 1981).Para obtener la biomasa algal en peso fresco seconsidero una densidad igual a 1 g/cm3. Las ta-sas intrınsecas de crecimiento (r) de las microal-gas a los 10 dıas de iniciados todos los cultivosse calcularon suponiendo un modelo exponencialde crecimiento. Para el recuento de los herbıvorosde pequeno tamano se filtraban 50 ml de cultivopor una malla de nytal de 37 µm de poro cada 5-10 dıas y se devolvıan al medio. Los ejemplaresde Daphnia fueron recontados de visu.

Medidas de actividad metabolica: fotosıntesisy respiracion

Las tasas de fotosıntesis y respiracion de la co-munidad algal se determinaron en los cultivoscon y sin presencia de herbıvoros. Para ello se uti-lizo un electrodo de Clark (Hansatech, Dubinskyet al., 1987), el cual detecta cambios de vol-taje debidos a las diferentes concentraciones deoxıgeno disuelto en el agua. Se filtraba una ciertacantidad de cultivo algal (entre 20 y 250 ml, de-pendiendo de la densidad algal del cultivo). Lascelulas recogidas en el filtro eran resuspendidasen 2 ml del filtrado. En el caso de los tratamien-tos con herbıvoros, si tras el filtrado se observabaalgun ejemplar de Daphnia, este era retirado delfiltro antes de resuspender el material depositado;la respiracion de los rotıferos no es detectableen estas condiciones de medida (dato no publi-cado). Las muestras de los cultivos se sometıana una radiacion fotosinteticamente activa de 100µE·m−2·s−1 para medir la produccion de oxıgenopor fotosıntesis. Esta intensidad luminosa no essaturante (Carignan et al., 2000) y por otro ladoes suficientemente elevada para determinar cam-bios en la concentracion de oxıgeno debidos afotosıntesis en cortos perıodos de tiempo. Poste-riormente, la misma muestra era sometida a os-curidad para registrar la disminucion de oxıgenoen el cultivo algal debido a su consumo por res-piracion. Una curva de calibrado nos permitiotransformar el voltaje en mgO2·l−1h−1 produci-dos y/o consumidos. La produccion primaria neta(PPN) y la respiracion se expresaron por unidadde peso seco de materia algal. El peso seco se

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considero que era el 10 % del peso fresco. Setransformo la produccion de oxıgeno en carbonoutilizando la ratio de conversion (peso a peso)C:O2 de 0.312 (Vollenweider, 1969). Las tasasde fotosıntesis y respiracion se determinaron en6-10 ocasiones para cada cultivo repartidas a lolargo del tiempo de cultivo.

Metodos estadısticos

Para detectar diferencias en el crecimiento de lasdos algas de mayor crecimiento, Scenedesmus yMonoraphidium, en competencia con cada una delas 7 restantes algas se realizaron sendos analisisde la varianza (ANOVA) de una vıa con los datosde la densidad celular de estas dos algas a los19 dıas de los cultivos. Se realizaron ANOVAsde dos vıas siendo los factores la Concentra-cion de Nutrientes y la Herbivorıa y las variablesa comparar la biomasa total algal, la biomasa decada poblacion algal (todas ellas promediadashasta los 36 dıas de cultivo) y su tasa intrınsecade crecimiento (calculada a los 10 dıas decultivo), ası como sobre la produccion primarianeta y la respiracion (tambien promediadashasta los 36 dıas). La homogeneidad de varian-zas se comprobo mediante el test de Levene.Las pruebas post hoc de Bonferroni sellevaron a cabo para distinguir entre medias di-

ferentes que permitieran agrupar conjuntosde tratamientos con una p < 0.05. Todos losanalisis estadısticos se realizaron con el paqueteestadıstico SPSS version 13.0.

RESULTADOS

Factores de control del ensamblado demicroalgas

Las tasas de crecimiento (r) de las diferentes po-blaciones algales en los primeros 10 dıas de cul-tivo (Tabla 2), que es cuando los cultivos resem-brados en medio fresco experimentan su fase ex-ponencial de crecimiento, indican que Scenedes-mus y Monoraphidium crecen mas rapidamenteen practicamente todos los tratamientos, con ta-sas maximas en situacion de eutrofia sin depre-dacion (Tabla 2). Cryptomonas y Pediastrum pre-sentan sus mayores r en situacion de eutrofia condepredadores. Por el contrario Limnothrix pareceque se ve favorecida por las situaciones de oli-gotrofia y Cosmarium por la situacion de mayorestres (oligotrofia con depredacion). Euglena yPlanktothrix presentaron las r mas bajas, siendoincluso negativas cuando los herbıvoros estabanpresentes y ausentes, respectivamente. El analisisde la varianza de dos vıas (concentracion de nu-trientes y herbivorıa) sobre las tasas de creci-

Tabla 2. Tasas intrınsecas de crecimiento (r, dıas−1) de las ocho especies de algas para los 10 primeros dıas de cultivo (suponiendoun modelo de crecimiento exponencial) calculadas sobre los datos de densidad celular en los distintos tratamientos de ensambladode comunidades. Se indican las medias y errores tıpicos (entre parentesis). Mn: Monoraphidium contortum; Sc: Scenedesmus acutus;Cr: Cryptomonas ovata; Pe: Pediastrum tetras; Co: Cosmarium contractum; Eu: Euglena gracilis; Li: Limnothrix redekei; Pl:Planktothrix agardhii. Intrinsic growth rates (r, days−1) of the eight algae species for the first 10 days of culture (assuming anexponential growth model) calculated on cell density data in the different treatments of community ensembles. Means and standarderrors (in brackets) are indicated.

Tratamiento Mn Sc Cr Pe Co Li Eu Pl

Oligotrofico SIN 0.45 0.53 0.26 0.32 0.03 0.45 0.02 −0.78depredacion (0.01) (0.02) (0.02) (0.01) (0.03) (0.02) (0.01) (0.00)

Eutrofico SIN 0.63 0.74 0.17 0.17 0.09 0.07 0.00 −0.71depredacion (0.04) (0.01) (0.18) (0.04) (0.03) (0.10) (0.02) (0.00)

Oligotrofico CON 0.39 0.35 0.19 0.06 0.15 0.26 −0.10 0,03depredacion (0.08) (0.07) (0.03) (0.07) (0.02) (0.02) (0.06) (0.09)

Eutrofico CON 0.43 0.53 0.49 0.53 0.09 0.01 −0.08 0.05depredacion (0.04) (0.08) (0.01) (0.01) (0.01) (0.10) (0.02) (0.02)

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Figura 1. Variacion de la densidad celular de Monoraphi-dum y Scenedesmus en un cultivo con medio oligotrofico en-frentando este par de especies. Variation of Monoraphidum andScenedesmus cell density in competition in an oligotrophic cul-ture medium.

miento (Tabla 3) revelo que dicha tasa paraMonoraphidium y Scenedesmus en los primerosdıas del ensamblado no se ve afectada porla concentracion de nutrientes, en cambio sıhay una reduccion significativa en presencia deherbıvoros. La tasa de crecimiento de Crypto-monas no es significativamente diferente entretratamientos y Pediastrum sı mostro una diferen-cia significativa de su r debida a los nutrientes y ala interaccion de factores. Cosmarium presentotasas de crecimiento estadısticamente diferentessolo en funcion de la presencia de herbıvoros yde la interaccion de factores. La r de Limnothrixsolo es significativamente diferente debido alos nutrientes y en el caso de Euglena yPlanktothrix, solo debido a los herbıvoros.

Para analizar con mayor detalle la capacidadde crecimiento conjunto de las dos algas contasas de crecimiento mas altas, Scenedesmus yMonoraphidium, se llevo a cabo un cultivo oli-gotrofico con ambas inoculadas a la vez en igualdensidad inicial (Fig. 1). Scenedesmus se revelocomo el competidor mas eficaz, alcanzando tasasde crecimiento mas altas y densidades mas ele-vadas. Para confirmar la mayor capacidad com-petitiva de las especies Scenedesmus y Monorap-hidium con el resto de algas del estudio, se rea-lizaron cultivos por pares de especies de cadauna de estas por separado con el resto de las

Tabla 3. Resultados del ANOVA de dos vıas con el contenidoen nutrientes y la presencia o no de herbıvoros como factoressobre la tasa intrınseca de crecimiento de cada una de lasespecies algales (significacion p < 0.05). ns: no significativo.g.l.: grados de libertad. Abreviaturas de las algas como en Tabla2. Two-way ANOVA results with nutrient concentration andthe presence or absence of herbivores as factors on intrinsicgrowth rates of each algal species (significance p < 0.05). ns:non significant; g.l: degrees of freedom. Abbreviations for algaeas in Table 2.

Fuente g.l. Mn Sc Cr Pe Co Li Eu Pl

Nutrientes 1 ns ns ns 0.004 ns 0.002 ns nsHerbıvoros 1 0.035 0.010 ns ns 0.026 ns 0.020 0.000Nutrientes ×Herbıvoros 1 ns ns ns 0.000 0.026 ns ns ns

algas, en medio oligotrofico (Fig. 2). En todoslos casos ambas algas crecıan mas rapidamentey alcanzaban densidades poblacionales superio-res al resto de las especies. Tambien se pudoconstatar que las densidades finales alcanzadaspor una especie quedaban determinadas por laidentidad de la otra especie competidora. Ası,en el caso de Monoraphidium (Fig. 2), este algaalcanzo densidades mınimas cuando crecıa enun cultivo mixto con Scenedesmus y maximascuando crecıa en competencia con las algas decrecimiento lento como Euglena, Cosmarium yPlanktothrix. Es interesante resaltar la similitudde su desarrollo en presencia de Cryptomonas yPediastrum ya que estas dos algas son de mor-fologıa bien diferente. Un ANOVA de una vıa,sobre la densidad de Monoraphidium alcanzadaa los 19 dıas de cultivo (tomado este dıa como

Figura 2. Densidad celular de Monoraphidium alcanzada alos 19 dıas en los cultivos de medio oligotrofico para estudiar lacompetencia a pares de especies. Abreviaturas de las especiescomo en Tabla 2. Monoraphidum cell density reached at day 19in oligotrophic cultures to study competition with the remainingseven algae. Abbreviations for species as in Table 2.

Efecto de nutrientes y herbivorıa sobre una comunidad algal 189

representativo de la dinamica de crecimiento)con cada una de las algas restantes, revelo quedicha densidad era distinta en funcion del algacompetidora y lo mismo ocurrio con la densidadde Scenedesmus en cultivo mixto con cada una delas otras algas (en ambos casos p < 0.000).

Al observar las dinamicas de la biomasa decada una de las poblaciones algales en los dife-

rentes tratamientos (Fig. 3) se aprecia una pautasimilar tanto en Monoraphidium como en Sce-nedesmus (Fig. 3A y B). El ANOVA de dosvıas sobre la biomasa promedio (Tabla 4) in-dica que tanto el factor Nutrientes como el fac-tor Herbivorıa, ası como su interaccion, gene-ran diferencias estadısticamente significativas enla biomasa de estas dos especies. La tendencia

Figura 3. Variacion de la biomasa de las diferentes especies de algas a lo largo del tiempo en los distintos tipos de medios decultivo (tratamientos). Las lıneas discontinuas indican medio oligotrofico y las lıneas continuas medio eutrofico. Los sımbolosblancos indican la ausencia de herbıvoros, los sımbolos negros indican la presencia de herbıvoros. Notese la escala logarıtmicaen el eje de ordenadas. Cada punto corresponde al promedio de tres replicas (no se muestran las barras de error para facilitar laobservacion de las figuras). Variation of algal species biomass throughout time in the different culture media (treatments). Brokenlines indicate oligotrophic and solid lines indicate eutrophic media respectively. White symbols indicate absence and black symbolsindicate presence of herbivores respectively. Notice the logarithmic scale in ordinate axis. Each point corresponds to the average ofthree replicates (error bars are not shown for clarity of figures).

190 Rodrigo et al.

de Cryptomonas y Pediastrum fue similar entreellas (Fig. 3C y D): ambas, y a diferencia de lasdos anteriores, presentaron valores de biomasamaximos en el medio eutrofico con depredacion.Los resultados del ANOVA de dos vıas para es-tas especies fueron semejantes a los de Mono-raphidium y Scenedesmus (Tabla 4). Cosmarium(Fig. 3E) no mostro grandes variaciones de bio-masa entre los distintos tratamientos y no hubodiferencias estadısticamente significativas de-bido a los tratamientos (Tabla 4). Euglena(Fig. 3F) que alcanzo una biomasa no dema-siado elevada, no superando el valor de 3 mgPF/l,mostro diferencias estadısticamente significati-vas dependiendo de cada uno de los factores en-sayados ası como de su interaccion (Tabla 4)y alcanzo una mayor biomasa en el medio oli-gotrofico sin depredacion. Del mismo modo, labiomasa alcanzada por las dos cianofıceas fila-mentosas (Limnothrix y Planktothrix, Fig. 3Gy 3H) fue muy baja (siempre por debajo de1 mgPF/l). Planktothrix, al igual que Cosma-rium, no presento diferencias entre tratamientos.Limnothrix presento diferencias estadısticamentesignificativas en su biomasa en funcion de lacantidad de nutrientes y la presencia o no deherbıvoros, presentado una mayor biomasa enel medio oligotrofico sin depredacion comoocurrıa con Euglena.

La biomasa de los herbıvoros tambien fuemarcadamente diferente entre tratamientos. Sien-do identica la densidad de herbıvoros inoculadaen cada replica, se alcanzaron en promedio den-sidades muy distintas en cada tratamiento. Ası,

Tabla 4. Resultados del ANOVA de dos vıas con el contenidoen nutrientes y la presencia o no de herbıvoros como factorespara la biomasa de cada una de las especies algales promediadahasta el dıa 36 de cultivo (significacion p < 0.05). Abreviaturasde las algas y sımbolos como en Tablas 2 y 3. Two-wayANOVA results with nutrient concentration and the presenceor absence of herbivores as factors on biomass of each algalspecies averaged until culture day 36 (significance p < 0.05).Abbreviations for algae and symbols as in Tables 2 and 3.

Fuente g.l. Mn Sc Cr Pe Co Li Eu Pl

Nutrientes 1 0.000 0.000 0.011 0.002 ns 0.002 0.001 nsHerbıvoros 1 0.000 0.000 0.014 0.003 ns 0.002 0.000 nsNutrientes ×Herbıvoros 1 0.000 0.000 0.005 0.001 ns 0.001 0.000 ns

Figura 4. Variacion de la biomasa total de la comunidad algala lo largo del tiempo en los distintos tipos de medios de cultivo(tratamientos). Misma simbologıa que en la figura 3. Cadapunto corresponde al promedio de tres replicas (no se muestranlas barras de error para facilitar la observacion de la grafica).Variation of total algal biomass throughout the course of timein the different culture media (treatments). Same symbols asin Figure 3. Each point corresponds to the average from threereplicates. (error bars are not shown for clarity of figures).

en medio oligotrofico Brachionus presento unadensidad media de 2 ± 0 ind/l, Keratella de 2± 1 ind/l y Daphnia de 11 ± 2 ind/l; en medioeutrofico Brachionus alcanzo 84 ± 80 ind/l,Keratella 10 ± 4 ind/l y Daphnia 18 ± 1 ind/l.

La biomasa total alcanzada por la comunidadalgal en cada tratamiento es diferente comoresultado de la diferente dinamica de las algasque componen el ensamblado. La biomasa dela comunidad algal en el medio eutrofico sin lapresencia de herbıvoros fue la mas elevada detodos los tratamientos ensayados (Figs. 4 y 5).Los valores maximos (111-130 mgPF/l) en estecultivo se alcanzaron a partir del dıa 10 ydesde ese momento se mantuvo casi constantealrededor de estas cifras. En el medio eutroficoque contenıa los herbıvoros la biomasa algalaumento mas lentamente hasta el dıa 15 decultivo (maximo valor 94 mgPF/l) y a partir deentonces se observo una importante reducciondebido al consumo de algas por parte de losherbıvoros que la redujo a valores de 22 mgPF/l.La biomasa total de algas en medio oligotroficocon y sin depredacion mostro valores semejanteshasta el dıa 10 de cultivo, momento en el quealcanzo valores de 13 mgPF/l, cifra que se man-

Efecto de nutrientes y herbivorıa sobre una comunidad algal 191

Tabla 5. Resultados del ANOVA de dos vıas con el contenidoen nutrientes y la presencia o no de herbıvoros como factorespara la biomasa total algal, la produccion primaria neta (PPN)y la respiracion promediadas hasta el dıa 36 de cultivo(significacion p < 0.05). Sımbolos como en Tabla 3. Table 5.Two-way ANOVA results with nutrient concentration and thepresence or absence of herbivores as factors on total algalbiomass, net primary production and respiration averaged untilculture day 36 (significance p < 0.05). Symbols as in Table 3.

Tratamiento g.l. Biomasa total PPN Respiracion

Nutrientes 1 0.000 0.000 0.000Herbıvoros 1 0.000 0.004 nsNutrientes ×Herbıvoros 1 0.000 ns 0.011

tuvo en el cultivo sin herbıvoros y que se redujoligeramente en presencia de estos (Fig. 4).

La biomasa total algal en medio eutrofico sindepredadores es unas 5 veces mayor que en me-dio oligotrofico (Fig. 5), cuando hay herbıvorosen medio eutrofico la biomasa tambien es apro-ximadamente 5 veces superior a la alcanzada enmedio oligotrofico con herbıvoros. Ademas, lapresencia de herbıvoros reduce a la mitad la bio-masa promedio alcanzada tanto en el sistema oli-gotrofico como en el eutrofico. La variabilidad,dentro de cada tratamiento, de la biomasa algalresulto estar relacionada con los factores de con-trol, de forma que cuando no estaban presenteslos depredadores tanto en oligotrofia como en eu-trofia, el coeficiente de variacion (CV) de la bio-masa alcanzada por las tres replicas fue del 9 % ycuando existen depredadores se aumenta la varia-

Tabla 6. Resultados de la prueba post hoc de Bonferronidel analisis de la varianza de una vıa. Solo se indican lasprobabilidades significativas ( p < 0.05, ns: no significativo).En los tratamientos, “SIN” indica la ausencia de herbıvoros enel medio y “CON” la presencia de estos. Results of post hocBonferroni post-hoc test of one-way ANOVA. Only significantprobabilities are shown ( p < 0.05; ns: non significant).In treatments, “SIN” indicates the absence and “CON” thepresence of herbivores respectively.

Tratamiento Biomasa total

Oligotrofico SIN/Oligotrofico CON nsOligotrofico SIN/Eutrofico SIN 0.000Oligotrofico SIN/Eutrofico CON 0.010Eutrofico SIN/Oligotrofico CON 0.000Eutrofico SIN/Eutrofico CON 0.000Oligotrofico CON/Eutrofico CON 0.000

Figura 5. Proporcion de la biomasa (media de las tres replicasy hasta el dıa 36 de cultivo) alcanzada por las diferentesespecies de algas en los distintos tratamientos. El distintotamano de las graficas intenta representar los diferentes valoresde biomasa total, la cual se encuentra indicada en los numerosadjuntos (media ± error tıpico). Se muestra tambien la biomasaalgal inicial (y el reparto por especies) que fue identica paratodos los tratamientos. Proportion of biomass (averaged forthree replicates and until culture day 36) reached by eachalgal species in the treatments. The different sizes of the graphsroughly represent the different total biomass values, which arealso indicated (mean of three replicates ± standard error).Total initial biomass (the same in all treatments) and speciescontribution are also indicated.

bilidad del resultado hasta un CV del 20 % paraambos estados troficos.

Un ANOVA de dos vıas, con el contenido ennutrientes y la presencia/ausencia de depredado-res como factores, sobre la biomasa algal pro-mediada para los 36 dıas de cultivo, revelo quehabıa diferencias estadısticamente significativasdebidas tanto a la concentracion de nutrientes enel medio como a la presencia o no de depredado-res (Tabla 5). Ademas, la interaccion de estos dosfactores tambien fue significativa. La prueba posthoc de Bonferroni nos permite observar agrupa-ciones de tratamientos de manera que en base a labiomasa total se puede decir que (Tabla 6) se di-ferencia significativamente la biomasa alcanzadaen medio eutrofico o en oligotrofico, cuando el

192 Rodrigo et al.

Figura 6. Densidades celulares alcanzadas por las algas trasser resembradas en medio fresco oligotrofico a partir de uncultivo mixto de las 8 algas de 40 dıas. Cell densities of algalspecies after reinoculation in new oligotrophic medium from a40-day old mixed culture.

medio es oligotrofico la presencia de herbıvorosno altera significativamente la biomasa, lo que sıocurre cuando el medio es eutrofico.

Por ultimo, y para comprender otro factorligado a la estrategia de permanencia de una uotra especie en el ensamblado, se estudio la capa-

cidad de recuperacion poblacional de cada alga(Fig. 6), al inocular en medio fresco oligotroficouna alıcuota de un cultivo mixto de las 8 algasde 40 dıas. Se observo que Monoraphidiumalcanzo las densidades mas altas, superioresincluso a Scenedesmus. Cosmarium, Pediastrumy Euglena, todas ellas de crecimiento lento,parece que perduran e incluso comienzana crecer en el nuevo medio. En cambio,Planktothrix, Limnothrix y Cryptomonas no sedesarrollaron en este nuevo cultivo.

Actividad metabolica de la comunidad algalen los diferentes tratamientos

Los valores maximos de produccion primariabruta (normalizada para la biomasa, PPB) alcan-zados en los diferentes tratamientos fueron de0.02 mgC·mgPS−1·h−1 en el medio oligotroficocon depredacion, de 0.04 mgC·mgPS−1·h−1 tantoen el medio oligotrofico sin depredacion comoen el medio eutrofico con depredacion y 0.12mgC·mgPS−1·h−1 en el medio eutrofico sinherbıvoros. En todos los tratamientos, la pro-

Figura 7. Variacion de la produccion primaria neta (PPN, lınea gruesa) y de la respiracion (lınea fina) (media de tres replicas y errortıpico) a lo largo del tiempo de la comunidad algal en los diferentes tratamientos. La lınea horizontal indica el 0 en el eje de ordenadasque representa la PPN. Variation of net primary production (PPN, thick line) and respiration (thin line) (average of three replicatesand standard error) throughout the time of the algal community in the different treatments. The dotted horizontal line indicates 0 inthe ordinate axis (PPN).

Efecto de nutrientes y herbivorıa sobre una comunidad algal 193

Figura 8. Variacion de la relacion entre produccion primaria bruta (PPB) y respiracion (media de tres replicas y error tıpico) alo largo del tiempo de la comunidad algal en los diferentes tratamientos. La lınea horizontal indica la divisoria entre la autotrofianeta y la heterotrofia neta. Variation of gross primary production/respiration ratio (average of three replicates and standard error)throughout time, of the algal community in the different treatments. The dotted horizontal line indicates the boundary between netautotrophy and net heterotrophy.

duccion primaria neta por unidad de biomasa(PPN) fue mas elevada los primeros dıas de cul-tivo y disminuyo con el tiempo hasta alcanzarvalores ligeramente negativos en algunos casos(Fig. 7). La PPN de los primeros dıas de cultivofue mas baja en los tratamientos de medio oli-gotrofico sin y con la presencia de herbıvoros yen el tratamiento eutrofico con depredacion. Encambio, en el tratamiento de medio eutrofico sindepredacion la produccion fotosintetica fue mar-cadamente superior. Un analisis de la varianza,con la concentracion de nutrientes y la presen-cia o no de herbıvoros como factores, indico quehabıa diferencias estadısticamente significativasen la PPN, promediada hasta el dıa 36 de cul-tivo (duracion del tratamiento mas corto), debi-das tanto a la concentracion de nutrientes comoa la presencia o no de depredadores (Tabla 5).La comunidad algal desarrollada en el medioeutrofico sin depredacion, que estaba caracteri-zada por un claro predominio de las algas de pe-queno tamano y crecimiento rapido (Scenedes-mus y Monoraphidium), presento niveles de fo-

tosıntesis (normalizada para la biomasa) signifi-cativamente superiores (hasta 4 veces mas) a lasdel ensamblado algal de medio oligotrofico, esteultimo caracterizado por una mayor dominanciade especies de gran tamano y crecimiento lentocomo Cosmarium y Euglena.

La respiracion de la comunidad algal mostronotables diferencias entre los distintos trata-mientos (Fig. 7). La respiracion fue mınima enel tratamiento de medio oligotrofico sin presen-cia de herbıvoros y maxima en el tratamientode medio eutrofico con depredacion, aunque eneste ultimo caso la dinamica de la respiracionfue bastante fluctuante. El ANOVA (Nutrientesy Herbivorıa como factores) sobre los valoresde respiracion promediados hasta el dıa 36,muestra que hay diferencias significativas enfuncion del contenido en nutrientes pero node la presencia o ausencia de herbıvoros enel medio (Tabla 5). La actividad respiratoria,la cual fue significativamente mayor (de dosa seis veces) en el medio eutrofico sin de-predacion que en el oligotrofico, esta tambien

194 Rodrigo et al.

relacionada con las diferencias en la com-posicion algal de los distintos ensambladosalcanzados en los tratamientos.

La relacion produccion primaria bruta/res-piracion (PPB/R, Fig. 8) vario entre mınimosde 0.6 y maximos de 6.1, y no en todos lostratamientos fue maxima los primeros dıas decultivo. En el medio oligotrofico sin depredacionfue maxima hacia el dıa 17 de cultivo y en eltratamiento de medio eutrofico con presencia deherbıvoros lo fue el dıa 10.

DISCUSION

En este ensamblado de especies algales, dondehan podido tener lugar interacciones como lacompetencia y la depredacion, se observa comolos factores de control actuan modificando la bio-masa total alcanzada porque se seleccionan de-terminadas combinaciones de especies. De ma-nera que, como cabrıa esperar, en un medio maseutrofico la biomasa algal total alcanzada es ma-yor que en medio oligotrofico y en presencia deherbıvoros se ve reducida la biomasa de produc-tores primarios (Vollenweider, 1969; Cottinghamet al., 2004). Pero, lo que resulta relevante des-tacar es la variabilidad de la respuesta, de modoque, sin presencia de herbıvoros, la biomasa to-tal alcanzada y la composicion del ensambladoresulta muy estable tanto en oligotrofia comoen eutrofia, es decir tanto en comunidades conpracticamente un monocultivo de una especieoportunista como en aquellas de gran diversidad,incluso de mayor diversidad (en terminos de bio-masa) que en el origen. Sin embargo, cuando lapresencia de las microalgas es reducida o contro-lada por los herbıvoros, se observa que su variabi-lidad es mayor y tampoco esta relacionada con ladiversidad o estructura alcanzada. Por tanto, anteun conjunto de especies de diferente funcion en-contraremos un grado de predictibilidad indepen-diente de la diversidad y controlado por la her-bivorıa. Y por tanto, no solo la biomasa total esalterada cuando hay herbıvoros, como cabe espe-rar, sino tambien la composicion de la asociacionde algas y con ello la diversidad y su estabilidad ocapacidad de presentar, dentro de unos limites de

biomasa, una gran variedad de comunidades di-ferentes. Todo ello se ha visto en un experimentode laboratorio donde el numero de variables in-volucradas es bajo. Ası en condiciones natura-les, donde otros factores pueden estar influyendo(biogeoquımicos y fısicos como la turbulencia,estres lumınico, etc.), todavıa cabrıa esperar unamayor variabilidad en las comunidades.

Las diferentes estructuras de la comunidad al-gal que suponen el estado final (steady state)de cada experiencia son el resultado de comolos factores de control afectan de muy diversamanera, no solo a las diferentes algas sinotambien a las diferentes combinaciones de lasmismas. Ademas, la caracterizacion de las algasen funcion de su estrategia de crecimiento, no esla unica informacion util (no es determinante oconcluyente) a la hora de predecir cual sera el en-samblado de algas en el transcurso del tiempo. Lainteraccion combinada de factores generara dife-rentes estados alternativos finales. Ası por ejem-plo, la mayor concentracion de nutrientes favo-recio la proliferacion de las especies algales depequeno tamano y crecimiento rapido como es elcaso principalmente de Scenedesmus y en menormedida de Monoraphidium (especies colonizado-ras, Olrik, 1994; Reynolds, 1997). En cambio, lasituacion es muy distinta si a pesar de crecer lasalgas en un medio eutrofico estan los herbıvorosejerciendo su presion de depredacion ya que estasespecies son muy susceptibles a la depredacionpor no ser moviles y de pequeno tamano (Olrik,1984; Reynolds, 1984). Pero ademas, el resultadode estos dos factores (enriquecimiento y depre-dacion) se vera modificado la composicion de es-pecies de algas que se dan en cada caso, de modoque, por ejemplo, en un medio eutrofico con de-predadores estas dos algas oportunistas (Scene-desmus y Monoraphidium) no solo tendran queresolver el compromiso entre mayor crecimientoy mayor depredacion sino que ademas se veranen un ensamblado con Pediastrum y Cryptomo-nas, las cuales son especies fuertemente compe-tidoras. En el caso opuesto encontramos aque-llas algas de crecimiento lento y poco atracti-vas para los depredadores como son Cosmarium,Euglena y Planktothrix. La presencia o ausenciade estas especies en las comunidades finales es

Efecto de nutrientes y herbivorıa sobre una comunidad algal 195

el resultado de sus tasas de crecimiento inicia-les que no les permiten incrementar su presenciaante las colonizadoras, pero ademas, de su capa-cidad de mantenerse frente a la presion de her-bivorıa. Ası, a Cosmarium y a Planktothrix prin-cipalmente no les afecta la herbivorıa, a la pri-mera mas por razon de su alta tasa de sedimen-tacion que por su tamano y a la segunda por sutamano y caracterısticas morfologicas (Gliwicz,1990). De modo que ası como las especies colo-nizadoras tienen igual comportamiento ante losdos factores (nutrientes y depredacion), las rude-rales (grandes de crecimiento lento) exhiben muydiferente mortalidad causada por los herbıvoros.Esto hara que en aquellas condiciones donde seamayor su presencia relativa, debida a una me-nor eficacia de las oportunistas, la variabilidadde respuesta sea mayor frente a los herbıvorosy por tanto tambien la interaccion o combi-nacion de ellas, produciendo un efecto de ma-yor diversidad y mayor inestabilidad entendidacomo falta de predictibilidad.

Otro aspecto fundamental en la consecucionde uno u otro estado final es la historia delinoculo (Padisak, 1992), y como hemos podidoobservar tras una situacion que provoque un es-tado de senescencia de las poblaciones, comopuede ser un largo periodo de estabilidad y faltade recursos (Sommer et al., 1986), la viabili-dad de los inoculos de cada poblacion en de-clive sera diferente. De modo que, por ejemplo,la poblacion de crecimiento mas rapido (Scene-desmus) y claramente dominante en competenciacon la otra colonizadora (Monoraphidium), no esla que tiene un inoculo mas eficaz. Esto es lo quepuede producir una alternancia entre ellas comodominantes en condiciones muy similares. Otroclaro ejemplo es el de Cryptomonas y Pedias-trum, que como ya se ha visto, se han compor-tado, pese a su muy diferente morfologıa, comounidades funcionales semejantes en todos los tra-tamientos y ası las considera el modelo empıricode campo PEG (Sommer et al., 1986). Estas algasson eficaces oportunistas que se ven favorecidaspor la relajacion de la competencia con Scenedes-mus y Monoraphidium gracias a la gran presiondel herbıvoro sobre estas ultimas. Sin embargo,se diferencian en que Pediastrum, en virtud de

su polimorfismo, presenta grandes colonias quele permiten sobrevivir al estres de la depredacion(Rojo et al., 2000) y por eso, aunque tanto Ol-rik (1994) como Reynolds (1997) lo consideranun posible colonizador (C-Olrik, 1994, Associa-tion J Reynolds, 1997) tambien se considera estegenero como S (tolerante al estres, Olrik, 1994).Y ademas, presenta una alta viabilidad de su po-blacion senescente ante nuevas circunstancias loque puede hacer que en la historia de un ensam-blado llegue a ser alterna con Cryptomonas, deinoculo senescente menos viable.

En el ano 2000, un debate entre especialistasen ecologıa del fitoplancton (Reynolds et al.,2000) culmino con 10 reglas de ensamblado(en el sentido de Weiher & Keddy, 1999)que cumplirıan las poblaciones de microalgasy explicarıan, en parte, su presencia en losensamblados o asociaciones en cada momentoy lugar. Algunas de estas reglas, obtenidas dela repetida observacion empırica, han quedadodemostradas en este trabajo y otras nuevashan surgido. Ası, de entre las primeras, haquedado probado que todas las algas en unmomento y lugar tenderan a alcanzar su maximopotencial (regla 1 en Reynolds et al., 2000);en principio seran dominantes las especies demayor tasa de crecimiento (regla 2); el ambienteselecciona ciertos atributos o caracteres de lasalgas (regla 4 en Reynolds et al., 2000), eneste caso los factores de control o seleccionson del ambiente tanto abiotico como biotico;el resultado de un proceso de ensamblado decomunidades esta sujeto a la depredacion yotras interacciones (regla 8). Pero si nos fijamosen la ultima regla 10, en la que se aseguraque el ensamblado puede sufrir variacionesambientales o re-inicializaciones, veremos laimportancia que tienen algunos de los resultadosaquı obtenidos y que deberıamos anadir comonuevas reglas de ensamblado o matizacion delas existentes. Varias reglas de ensamblado hacenreferencia al pasado reciente como determinantede las especies relevantes del momento actual(Reynolds et al., 2000): la presencia mayoritariade un alga en el momento actual puede indicarque fue la mas abundante en ese medio enun pasado reciente (regla 3) y otra similar: las

196 Rodrigo et al.

poblaciones de atributos mejor adaptados seranlas que generen una mayor poblacion y por tantoun gran inoculo para cuando las condiciones seanfavorables (regla 5) y tambien que de las especiespresentes la dominante es, probablemente, unaespecie con las adaptaciones mas ventajosas(regla 9). Sin embargo, deberıan ser todas ellaspuntualizadas ya que, como hemos observado,la mas abundante en la actualidad que vengade un inoculo pasado debera ser aquella conel inoculo mas viable tras la senescencia, ycuyas propiedades les favorezcan no solo dondey cuando estan presentes sino tambien, y nomenos importante, con quien esten ensambladas.El propio ensamblado determina la eficacia de laspoblaciones presentes, o como se expresa en lateorıa de sistemas, el sistema afecta a las partes(Frontier & Pichod-Viale, 1991).

Por otra parte, se ha podido comprobar comoa partir de un mismo conjunto de especies las di-ferentes estructuras o ensamblados que se gene-ran en distintas condiciones presentan diferentefuncionamiento. Es decir, se ha constatado la in-fluencia de la estructura del ensamblado sobrela funcion, entendida esta ultima como la pro-duccion fotosintetica y la respiracion. Ası se ob-serva que, en aquellas condiciones que favore-cen la proliferacion de las algas de crecimientorapido (Scenedesmus y Monoraphidium) y altatasa respiratoria (Olrik, 1994), las comunidadesson de mayor actividad fotosintetica y respi-racion. En cuanto al balance entre producciony respiracion, los cultivos (tratandose de culti-vos discontinuos, sin renovacion de medio) delos diferentes tratamientos se comportaron au-totroficamente (PPB/R > 1) hasta practicamentelos 30 dıas de incubacion y solo a partir de esemomento (incluso despues de un perıodo maslargo de cultivo) la mayorıa de ellos lo hicie-ron heterotroficamente (PPB/R < 1). Esta obser-vacion esta en concordancia con los datos so-bre balance produccion-respiracion de la comu-nidad planctonica presentados por Carignan y co-laboradores (2000) para lagos oligotroficos. Es-tos autores, utilizando como metodologıa la me-dida de la produccion y consumo de oxıgeno paradeterminar fotosıntesis y respiracion, demostra-ron que el cociente fotosıntesis-respiracion ex-

cedıa 1 en practicamente todos los lagos es-tudiados. Sus resultados entran en contradiccioncon los obtenidos previamente por del Giorgio& Peters (1994) quienes, a partir de la utilizaciondel metodo del C14, determinaron que los co-cientes PPB/R eran menores que 1 en los lagosque ellos estudiaron y concluyeron que en dichoslagos dominaba la heterotrofia. Nuestros datossobre fotosıntesis y respiracion (aunque setrate de un estudio in vitro), obtenidos conuna metodologıa semejante a la utilizada porCarignan y colaboradores (produccion y con-sumo de oxıgeno) reforzarıan las conclusionescitadas por Carignan et al., (2000) sobre laautotrofia neta de las comunidades planctonicas(epilimneticas y metalimneticas).

CONCLUSIONES

El ensamblado de algas que se forme a partir deun conjunto de especies dependera de una seriede reglas de ensamblado derivadas tanto de loscaracteres fisiologicos y morfologicos de las es-pecies como del complejo sistema de interaccio-nes que se genere. De modo que la prevision so-bre cual sera el ensamblado mas probable, ba-sada en la estrategia de crecimiento de las al-gas, se vera alterada por el efecto del depreda-dor y por la viabilidad del inoculo que a su vezcondicionara nuevas combinaciones de competi-dores. En oligotrofia, la diversidad queda man-tenida por la falta de founder controler (Weiher& Keddy, 1999) y las diferentes estrategias decaptacion y retencion de los nutrientes (Levins,1979; Tilman, 1982). Por el contrario, en eutro-fia, la presencia de buenos competidores lleva a laperdida de diversidad. La presencia de herbıvorosreduce la biomasa de los productores primariospero ademas aumenta la diversidad relajando lacompetencia (Harris, 1986) y aumenta la incer-tidumbre sobre el final alcanzado ya que se in-cluye en las trayectorias de los ensamblados lavariabilidad de la dinamica de los herbıvoros, altiempo que ademas, se ha aumentado la diversi-dad de la dieta (Pimm, 1982). Por tanto, podemosdecir que la diversidad alcanzada a partir de unconjunto conocido de especies no solo debe eva-

Efecto de nutrientes y herbivorıa sobre una comunidad algal 197

luarse en cada estructura resultante de las inter-acciones o mecanismos subyacentes sino comoel conjunto de todos los estados finales posibles(Fukami, 2004). Y por ultimo debemos remarcarque los cambios en la estructura de las comuni-dades afectan en ultima instancia a aspectos fun-cionales de los ecosistemas como la produccionprimaria y la respiracion, como ya se ha demos-trado en algas marinas (Eriksson et al., 2006).

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a Miguel Alvarez elprestamo del equipo del electrodo de Clark.Tambien se agradece al Ministerio de Educaciony Ciencia la financiacion del proyecto CGL2006-02891 y la beca AP-2004-5315 de Jose Larrosa.

BIBLIOGRAFIA

CARIGNAN, R., D. PLANAS & C. VIS. 2000.Planktonic production and respiration in oligotrop-hic Shield lakes. Limnol. Oceanogr., 45: 189-199.

CARPENTER, S. R. & J. F. KITCHELL (eds.),1993. The trophic cascade in lakes. Cambridge.Cambridge University Press. 386 pp.

CHOW-FRASER, P. 1998. A conceptual ecologicalmodel to aid restoration of Cootes Paradise Marsh,a degraded coastal wetland of Lake Ontario,Canada. Wetlands Ecol. Manage., 6. 43-57

COTTINGHAM, K. L. 1999. Nutrients and zoo-plankton as multiple stressors of phytoplanktoncommunities: evidence from size structure. Lim-nol. Oceanogr., 44: 810-827.

COTTINGHAM, K. L., S. GLAHOLT & A. C.BROWN. 2004. Zooplankton community structureaffects how phytoplankton respond to nutrient pul-ses. Ecology, 85: 158-171.

DEL GIORGIO, P. A. & R. H. PETERS. 1994. Pat-terns in planktonic P:R ratios: Influence of laketrophy and dissolved organic carbon. Limnol.Oceanogr., 39: 772-787.

DRAKE, J. A. 1991. Community-assembly mecha-nics and the structure of an experimental speciesensemble. Am. Nat., 137: 1-26.

DRAKE, J. A., C. ZIMMERMAN, T. PURUCKER& C. ROJO. 1999. On the nature of the assemblytrajectory. In: Ecological Assembly Rules. E.

Weiher & P. Keddy (eds.): 233-251. CambridgeUniversity Press.

DUBINSKY Z., P. G. FALKOWSKI, A. F. POST &U. M. VANHES, 1987. A system for measuringphytoplankton photosynthesis in a defined light-field with an oxygen-electrode. J. Plank. Res., 9:607-612.

ERIKSSON, B. K., A. RUBACH, & H. HILLE-BRAUND. 2006. Biotic habitat complexity con-trols species diversity and nutrient effects on netbiomass production. Ecology, 87: 246-254.

FRONTIER, S. & D. PICHOD-VIALE. 1991 Eco-systemes: structure, fonctionnement, evolution.Collection d’ecologie (21) Masson (Paris). 447 pp.

FUKAMI, T. 2004. Community assembly along aspecies pool gradient: implications for multiple-scale patterns of species diversity. Popul. Ecol., 46:137-147.

GLIWICZ, Z. M. 1990. Food thresholds and bodysize in cladocerans. Nature, 343: 638-640.

HARRIS, G. P. 1986. Phytoplankton ecology. Lon-don. Chapman & Hall. 384 pp.

LAMPERT, W. & U. SOMMER. 1997. Limnoeco-logy: the Ecology of Lakes and Streams. New York.Oxford University Press. 382 pp.

LEVINS, R. 1979. Coexistence in a variable environ-ment. Am. Nat., 114: 765-783.

MARGALEF, R. 1958. Temporal succession and spa-tial heterogeneity in phytoplankton. In:Perspectivesin Marine Biology. A. A. Buzzati-Traverso (ed.):323-349. Berkeley. University California Press.

NASELLI-FLORES, L., J. PADISAK, M. DOKU-LIL & I. CHORUS. 2003. Equilibrium/steady-state concept in phytoplankton ecology. Hydrobio-logia, 502: 395-403.

PIMM, S. L. 1982. Food webs. London. Chapmanand Hall. 219 pp.

ORTEGA-MAYAGOITIA, E., C. ROJO & M. A.RODRIGO. 2002. Factors masking the trophiccascade in shallow eutrophic wetlands- evidencefrom a microcosm study. Arch. Hydrobiol., 155:43-63.

ORTEGA-MAYAGOITIA, E., C. ROJO & M. A.RODRIGO. 2003. Controlling factors of phyto-plankton taxonomic structure in wetlands: an expe-rimental approach. Hydrobiologia, 502: 177-186.

PADISAK, J. 1992. Seasonal succession of phy-toplankton in a large shallow lake (Balaton,Hungary)-a dynamic approach to biological me-mory, its possible role and mechanisms. J. Ecol,.80: 217-230.

198 Rodrigo et al.

REYNOLDS, C. S. 1984. The ecology of freshwaterphytoplankton. Cambridge. Cambridge UniversityPress. 384 pp.

REYNOLDS, C. S., J. PADISAK & U. SOMMER.1993. Intermediate disturbance in the ecology ofphytoplankton and the maintenance of speciesdiversity: a synthesis.Hydrobiologia,249: 183-188.

REYNOLDS, C. S. 1997. Vegetation processes in thepelagic: a model for ecosystem theory. Excellencein Ecology. Ecology Institute. Oldendorf. 371 pp.

REYNOLDS, C. S. 1998. What factors influencecomposition of phytoplankton in lakes of differenttrophic status? Hydrobiologia, 369/370: 11-26.

REYNOLDS, C. S., M. DOKULIL & J. PADISAK.2000. Understanding the assembly of phytoplankton in relation to the trophic spectrum: where arewe now? Hidrobiologıa, 424: 147-152.

ROJO, C., E. ORTEGA-MAYAGOITIA, M. A. RO-DRIGO & M. ALVAREZ-COBELAS. 2000. Phy-toplankton structure and dynamics in a semiaridwetland, the National Park Las Tablas de Daimiel

(Spain). Archiv. Hydrobiol., 148: 397-419.ROJO, C. & M. ALVAREZ-COBELAS. 2000. A

plea for more ecology in phytoplankton ecology.Hydrobiologia, 424:141-146.

ROTT, E. 1981. Some results from phytoplanktoncounting intercalibrations. Schweiz. Z. Hydrol.,43:34-62.

SOMMER, U., M. Z. GLIWICZ, W. LAMPERT &A. DUNCAN. 1986. The PEG-model of seasonalsuccession of planktonic events in freshwaters.Archiv. Hydrobiol., 106: 433-471.

TILMAN, D. 1982. Resource competition and com-munity structure. Princeton. Princeton UniversityPress. 296 pp.

VOLLENWEIDER, R. A. 1969. A manual on met-hods for measuring primary production in aquaticenvironments. IBP Handbook No 12. Oxford. Bla-ckwell. 228 pp.

WEIHER, E. & P. KEDDY , 1999. Ecologicalassembly rules. Cambridge. Cambridge UniversityPress. 418 pp.