Biodiversidad de macroalgas continentales y evaluación de la calidad ecológica en aguas de transición : el caso del marjal Pego-Oliva (E de la península Ibérica)

Abstract

La Cuenca Mediterránea es rica en marjales de gran valor ecológico, social y económico que han visto reducida su superficie por las actividades humanas. Son sistemas amenazados, muy interesantes desde el punto de vista de la conservación de la biodiversidad aunque poco se sabe acerca de sus comunidades algales. El marjal de Pego-Oliva se localiza en la costa este de la península Ibérica con una temperatura anual media cálida y precipitaciones bastante elevadas. Los objetivos de esta tesis son analizar los principales factores que afectan a la composición y distribución de las macroalgas del marjal de Pego-Oliva, estudiar los rangos ecológicos y el valor indicador de las especies, comprobar la viabilidad del uso de las macroalgas para evaluar la calidad acuática en marjales mediterráneos y realizar un estudio taxonómico y filogenético de las principales especies, en especial de las rodofíceas, para valorar el interés en conservación del marjal. Se muestrearon 23 localidades durante dos años: 5 puntos de muestreo por cada río estudiado (Bullent y Racons), 5 surgencias de agua dulce y 2 de agua salada, 4 azarbes y 2 arrozales. Se recolectaron un total de 570 muestras de macroalgas y microalgas bentónicas. Las variables físicas y químicas medidas en el campo fueron: temperatura del agua, pH, conductividad, oxígeno disuelto, radiación activa fotosintética y velocidad de la corriente. En el laboratorio se analizó el contenido de N-NO3-, N-NO2-, N-NH4+, P-PO43-, NT y PT de las muestras de agua. Para confirmar la identidad de algunas especies de macroalgas se secuenció el gen plastidial (rbcL) que codifica la subunidad mayor de la enzima ribulosa 1,5 bifosfato carboxilasa oxigenasa (RuBisCO). Para evaluar la variabilidad de la estructura de la comunidad de macroalgas en relación con las variables ambientales se llevó a cabo un análisis de correspondencias canónicas (ACC) y para predecir las posibles relaciones significativas entre las especies y las variables ambientales se utilizaron modelos lineares generalizados (MLG). El uso potencial de las especies como indicadoras de los diferentes hábitats se analizó mediante el análisis indicador de especies (IndVal) que determina la importancia de cada especie en cada ambiente. Las principales variables responsables de la distribución de las macroalgas en el marjal son la conductividad y el oxígeno, y en menor medida la concentración de amonio. Calothrix parietina, Chaetophora tuberculosa, Draparnaldia mutabilis, Homoeothrix juliana, Leptolyngbya angustissima y Sheathia arcuata son indicadoras de las surgencias de agua dulce y Chaetophora elegans, Homoeothrix juliana, Phormidium formosum, Schizothrix fasciculata, Sheathia arcuata y Tapinothrix crustacea son indicadoras del nacimiento del río Bullent. Calothrix pulvinata, Phormidium tergestinum, Tapinothrix violacea, Thorea violacea y Ulva intestinalis son indicadoras de las surgencias de agua salada mientras que Batrachospermum cf. gelatinosum, Kumanoa mahlacensis y Microcoleus autumnalis están asociadas a los azarbes. Cladophora glomerata, Compsopogon coeruleus, Polysiphonia subtilissima y Ulva flexuosa son las especies con mayor distribución y mayores rangos ecológicos del marjal. Polysiphonia subtilissima, una especie fundamentalmente marina, ha sido recolectada en el tramo medio del río Bullent. Kumanoa mahlacensis, citada en escasas localidades del mundo, ha sido observada en un azarbe del marjal en lo que representa la primera cita de la especie y del género para España y de la especie para Europa. Hildenbrandia angolensis y Thorea violacea son especies de distribución tropical aunque la primera crece en condiciones oligotróficas y de escasa iluminación y la segunda sólo ha sido recolectada en una surgencia de agua salada. La presencia de algunas especies bastante raras a nivel nacional, incluso europeo aumenta el interés por conservar este sistema. Los resultados presentados confirman la idoneidad de las macroalgas para evaluar la calidad ecológica en las aguas de transición.

ABSTRACT The Mediterranean basin is rich in marshes of great ecological, social and economic value whose surfaces have been reduced by human influence. They are threatened systems, very interesting from the biodiversity conservation point of view although very few data exist on their macroalgal assemblages. The Pego-Oliva marsh is located in the east of the Iberian Peninsula close to the Mediterranean coast with warm annual average temperature and fairly high precipitation. The objectives of this thesis are to analyze the main factors that affect the composition and distribution of macroalgal species of the Pego-Oliva marsh, to study ecological ranges and indicator values of species, to test the feasibility of using macroalgae for monitoring Mediterranean marshes, and to perform a taxonomic and phylogenetic study of the main species, especially red algae, to assess the interest of the marsh in a Spanish, European and global context. Twenty three sites were visited over a period of two years: 5 sampling points for each of the 2 studied rivers (Racons and Bullent), 5 freshwater and 2 saltwater springs, 4 irrigation ditches and 2 rice fields. 570 samples of macroalgae and benthic microalgae were collected. Water temperature, pH, conductivity, dissolved oxygen, photosynthetic active radiation and current velocity were measured. Water samples were analyzed for NO3--N, NO2--N, NH4+-N, PO43--P, TN, and TP. Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) large subunit gen (rbcL) were sequenced to identify the identity of some species. A Generalized Linear Model (GLM) was applied to predict significant relationships between macroalgal species and environmental variables, and Canonical Correspondence Analysis (CCA) was used to evaluate the variability in the community structure in relation to the environmental variables. The potential use of the species sampled as an indicator of different groups of habitats was examined with the indicator species analysis (Indval). The main factors explaining the distribution of macroalgal assemblages in the Pego-Oliva marsh are conductivity and dissolved oxygen, and, with a lower weight, the ammonium concentration. Calothrix parietina, Chaetophora tuberculosa, Draparnaldia mutabilis, Homoeothrix juliana, Leptolyngbya angustissima and Sheathia arcuata are indicators of freshwater springs and Chaetophora elegans, Homoeothrix juliana, Phormidium formosum, Schizothrix fasciculata, Sheathia arcuata and Tapinothrix crustacea are indicators of the source of Bullent River. Calothrix pulvinata, Phormidium tergestinum, Tapinothrix violacea, Thorea violacea and Ulva intestinalis are indicators of eutrophic salt springs while Batrachospermum cf. gelatinosum, Kumanoa mahlacensis and Microcoleus autumnalis are associated with irrigation ditches. Cladophora glomerata, Compsopogon coeruleus, Polysiphonia subtilissima and Ulva flexuosa are the most widespread species and have the broadest ecological ranges in the marsh. Polysiphonia subtilissima, a species with a global marine distribution, is confirmed from intermediate stretches of Bullent River. Kumanoa mahlacensis, rare in a European context, has been reported the first time in Europe in an irrigation ditch in the marsh. Hildenbrandia angolensis and Thorea violacea are considered tropical or subtropical species. While the first is linked to oligotrophic and low light intensity conditions, the second was only collected in a saltwater spring. The presence of several species which have a very restricted distribution in Europe or worldwide increases the interest in conservation of the marsh. The data presented confirm that macroalgal assemblages can be used to evaluate water quality in transitional systems.