Adaptaciones a un océano en cambio
¿Cómo grupos funcionales claves del plancton se adaptan a cambios químicos en los océanos e impactan los ciclos biogeoquímicos?
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Los fuertes y dinámicos gradientes químicos horizontales en el Pacífico Sur Oriental (PSO), desde aguas ultra-oligotróficas hasta zonas de surgencia costera, exhiben combinaciones altamente variables de bajo O2 y pH/alto pCO2. Los gradientes también incluyen fuertes cambios verticales en concentración de O2, desde niveles de saturación en superficie a niveles indetectables en el núcleo de la zona de mínimo oxígeno (ZMO). Estos gradientes cubren un amplio rango de escalas espacio-temporales.

Las respuestas de las comunidades planctónicas y la retroalimentación entre la función comunitaria y la dinámica biogeoquímica, podrían depender en gran medida de las adaptaciones y capacidades de aclimatación de componentes claves, que pueden variar en forma importante en los hábitats oceánicos. Más aún, las respuestas biológicas a múltiples factores de estrés pueden ser aditivas, sinérgicas o antagónicas.

Nuestra hipótesis es que la variabilidad genómica en especies marinas está involucrada en las respuestas funcionales diferenciales a múltiples factores de estrés y esto determina la persistencia o la modficación de funciones ecológicas/biogeoquímicas en la medida que cambia la química del océano.

Se postula que el funcionamiento comunitario en ambientes altamente estables, como el giro del Pacífico Sur, es menos robusto frente a cambios en condiciones químicas respecto de ambientes altamente fluctuantes, como el océano costero.

Para abordar este tema, se realizarán trabajos de campo y laboratorio. Para el primero, se aislarán representantes claves de los funcionales planctónicos provenientes de zonas con gradientes de pCO2, pO2 y nutrientes. Asociado a esta actividad, se iniciará una nueva colección de cultivos de fitoplancton en la Pontificia Universidad Católica, en coordinación con la Colección de Cultivos de Roscoff.

Se realizarán experimentos de perturbación con un solo factor de estrés sobre especies seleccionadas, enfocándose en la variabilidad fisiológica en respuesta a variaciones de pCO2/pH, u O2, y permitirán mejorar el diseño de experimentos con múltiples factores de estrés. En base a estos resultados, se realizará el análisis genómico de especies/géneros (e.g. bajo O2 - Prochlorococcus; pH bajo/alto pCO2 – cocolitofóridos).

Para el trabajo de campo, se realizarán observaciones-experimentos en expediciones de nuestro Instituto. Se realizarán estimaciones in situ de tasas fisiológicas/metabólicas y comunitarias; expresión génica; y mediciones de flujo de partículas (en particular asociado con el ciclo del carbono, relativamente desconocido en las Zonas de Mínimo Oxígeno).

Además, los análisis genómicos cultivo-independientes de especies representativas, permitirán poner a prueba las asociaciones entre variación genómica y fisiológica. La composición y el funcionamiento de las comunidades serán analizados y comparados con la genómica poblacional entre los representantes específicos de los grupos funcionales planctónicos.

Líderes

Investigadores

Publicaciones

Impact of low pH/high pCO2 on the physiological response and fatty acid content in diatom Skeletonema pseudocostatum

Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom | Páginas 1-9
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First measurements of euphausiid growth rates in the northern Humboldt Current (23ºS)

Revista de Biología Marina y Oceanografía | Volumen 51, Número 2, Páginas 435-440
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Seasonal dynamics of zooplankton in a northern Chile bay exposed to upwelling conditions

Revista de Biología Marina y Oceanografía | Volumen 51, Número 2, Páginas 273-291
doi:10.4067/S0718-19572016000200006
Torreblanca, M.L.Pérez-Santos, I.San Martin, B.Varas, E.Zilleruelo, R.Riquelme-Bugueño, R.Palma, A.T.

P- and N-starvation trigger the same cellular responses to promote senescence in eukaryotic phytoplankton

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Rokitta, S.D.Von Dassow, P.Rost, B.John, U.

Recent reticulate evolution in the ecologically dominant lineage of coccolithophores

Frontiers in Microbiology | Volumen 7, Página 784
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Identification of the meiotic toolkit in diatoms and exploration of meiosis-specific SPO11 and RAD51 homologs in the sexual species Pseudo-nitzschia multistriata and Seminavis robusta

BMC Genomics | Volumen 16, Página 930
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Patil, S.Moeys, S.Von Dassow, P.Huysman, M.J.J. Mapleson, D.De Veylder, L.Sanges, R.Vyverman, W.Montresor, M.Ferrante, M.I.

The influence of anoxia and substrate availability on N2O cycling by denitrification in the upper boundary of the oxygen minimum zone off northern Chile

Journal of Marine Research | Volumen 73, Número 6, Páginas 185-205
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Castro-González, M.Farías, L.

Electrophoretic protein profiles of mid-sized copepod Calanoides patagoniensis steadily fed bloom-forming diatoms

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Aguilera, V.M.Escribano, R.Martínez-Oyanedel, J.

Morphological and Phylogenetic Characterization of New Gephyrocapsa Isolates Suggests Introgressive Hybridization in the Emiliania/Gephyrocapsa Complex (Haptophyta)

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Bendif, E.M.Probert, I.Young, J.R.Von Dassow, P.

Adaptive variability to low-pH river discharges in Acartia tonsa and stress responses to high PCO2 conditions

Marine Ecology-An Evolutionary Perspective | Volumen 37, Número 1, Páginas 215-226
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Aguilera, V.M.Vargas, C.A.Lardies, A.M.Poupin, M.

Influence of climate and land use in carbon biogeochemistry in lower reaches of rivers in central southern Chile: Implications for the carbonate system in river-influenced rocky shore environments

Journal of Geophysical Research: Biogeosciences | Volumen 120, Número 4, Páginas 673-692
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Pérez, C.A.DeGrandpre, M.D.Lagos, N.A.Saldías, G.S.Karin-Cascales, E.Vargas, C.A.

Genomic potential for nitrogen assimilation in uncultivated members of Prochlorococcus from an anoxic marine zone

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Astorga-Eló, M.Ramírez-Flandes, S.DeLong, E.F.Ulloa, O.

Structure of denitrifying communities reducing N2O at suboxic waters off northern Chile and Perú

Revista de Biología Marina y Oceanografía | Volumen 50, Número 1, Páginas 95-110
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Castro-González, M.Ulloa, O.Farías, L.

Life-cycle modification in open oceans accounts for genome variability in a cosmopolitan phytoplankton

ISME Journal | Volumen 9, Páginas 1365-1377
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Von Dassow, P.Johns, U.Ogata, H.Probert, I.Mahdi Bendif, E.Kegel, U.J.Audic, S.Da Silva, C.Claverie, J.M.Doney, S.Glover, D.M.Herrera, Y.Lescot, M.Garet-Delmas, M.L.De Vargas, C.

Egg production and hatching success of Calanus chilensis and Acartia tonsa in the northern Chile upwelling zone (23°S), Humboldt Current System

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Intraspecific Variability in the Response of the Edible Mussel Mytilus chilensis (Hupe) to Ocean Acidification

Estuaries and Coasts | Volumen 38, Número 2, Páginas 590-598
doi:10.1007/s12237-014-9845-y
Duarte, C.Navarro, J.M.Acuña, K.Torres, R.Lardies, M.A.Vargas, C.A.Lagos, A.N.Aguilera, V.M.

Emiliania huxleyi endures N-limitation with anefficient metabolic budgeting and effectiveATP synthesis

BMC Genomics | Volumen 15, Página 1051
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Rokitt, S. D.Von Dassow, P.Rost, B.John, U.

Biological oceanography, biogeochemical cycles, and pelagic ecosystem functioning of the east-central South Pacific Gyre: Focus on Easter Island and Salas-y-Gómez

Latin American Journal of Aquatic Research | Volumen 42, Páginas 703-742
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Von Dassow, P.Collado-Fabbri, S.

CO2-Driven Ocean Acidification Disrupts the Filter Feeding Behavior in Chilean Gastropod and Bivalve Species from Different Geographic Localities

Estuaries and Coasts | Volumen 38, Número 4, Páginas 1163-1177
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Vargas, C.A.Aguilera, V.M.San Martín, V.Manríquez, P.H.Navarro, J.M.Duarte, C.Torres, R.Lardies, M.A.Lagos, N.A.

Alteration of sexual reproduction and genetic diversity in the kelp species Laminaria digitata at the southern limit of its range

PLOS One | Volumen 9, Número 7, Páginas 1-11
doi:10.1371/journal.pone.0102518
Oppliger, LVon Dassow, P.Bouchemousse, SValero, M.Correa, J.Auger, P.Destombe, C.

Otras líneas de investigación

Universidad de ConcepciónPontificia Universidad Católica de ChileIniciativa Científica MilenioIniciativa Científica Milenio
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