Structure and functioning of the marine food web on the North-Atlantic continenta shelf of the Iberian Peninsula. Implications of the benthic-pelagic coupling

Abstract

Los ecosistemas cuentan con diversos mecanismos para amortiguar el efecto de las perturbaciones externas que les permiten hacer frente a la variabilidad ambiental. Entre ellos, la flexibilidad trófica y el acoplamiento bento- pelágico garantizan la resiliencia de la estructura trófica del ecosistema, al permitir la alternancia entre variedad de recursos alimenticios. La caracterización de estos mecanismos, que operan en cada conexión trófica, requiere un conocimiento muy extenso del ecosistema y de la configuración de su red trófica. En esta tesis doctoral se investigan estas regulaciones tróficas a distintos niveles de organización en la plataforma continental del Noroeste de la Península Ibérica (NISS, por sus siglas en inglés), un ecosistema templado del Atlántico Noreste con elevada heterogeneidad de hábitats y pronunciada variabilidad ambiental. El efecto de esta última en el acoplamiento bento- pelágico se estudió a través de consumidores primarios mediante la caracterización de las comunidades de mesozooplancton bajo distintas condiciones oceanográficas de mesoescala. Además, combinando análisis de contenidos estomacales e isótopos estables investigamos los controles tróficos en consumidores secundarios (peces planctófagos) en años caracterizados por diferentes intensidades de afloramiento. La existencia de un programa de muestreo en ecología trófica de peces en el NISS ha permitido estudiar anualmente los niveles superiores de la red trófica desde 1990. Gracias a esta serie histórica hemos analizado en detalle la trofodinámica de pre- adultos y adultos de merluza europea (Merluccius merluccius), un importante depredador apical. Además, esta serie ha sido esencial para estudiar la flexibilidad trófica de otros depredadores e investigar los controles tróficos en el ecosistema. Estos hallazgos han sido utilizados en el desarrollo de un modelo Ecopath con Ecosim (EwE) del Mar Cantábrico, dentro del NISS. Nuestros resultados demuestran la ubicuidad de los controles tróficos en el ecosistema y su dependencia de la variabilidad ambiental. Al nivel de consumidores primarios, demostramos que los procesos oceanográficos de mesoescala influencian el ratio holoplancton: meroplancton, determinando la disponibilidad de larvas de organismos bentónicos en el medio pelágico. Encontramos una mayor abundancia relativa de meroplancton, así como una mayor abundancia total de mesozooplancton en condiciones de afloramiento. Las estructuras oceanográficas de mesoescala estudiadas en otoño, no tuvieron la suficiente cobertura espacio- temporal para determinar isotópicamente la base de la red trófica. Sin embargo, el afloramiento de verano que afecta a la mayor parte del NISS tuvo un efecto notorio sobre la firma isotópica a nivel basal. A nivel basal, la similitud en las firmas isotópicas de la materia orgánica particulada en la columna de agua (MOP) y en el sedimento, sugiere que los picos de producción pelágica sedimentan rápidamente hacia el bentos, alimentando la ruta detrítica. Los cambios interanuales que identificamos en la composición isotópica de la MOP no se reflejaron en los consumidores secundarios, indicando que la posición trófica de los peces planctófagos está modulada por ajustes en su dieta. Para investigar la importancia de la flexibilidad de la dieta de depredadores apicales se utilizó la merluza como caso de estudio. La abundancia de su principal presa, el lirio (Micromesistius poutassou), fue la variable más importante para explicar la alimentación de este depredador. En ausencia de su principal recurso trófico, el consumo del resto de presas aumentó, indicando la existencia de una posible alimentación compensatoria. Además de la abundancia de lirio, otros factores como la talla del depredador, la abundancia de otras presas y variables geográficas también influyeron en la alimentación de la merluza. Por último, se analizaron los controles tróficos a nivel ecosistémico, explorando la contribución relativa de las interacciones top- down y bottom-up en la red trófica. Estas interacciones se incluyeron en un modelo EwE que consideró así la variabilidad de la dieta de los depredadores a lo largo de la serie temporal. El modelo fue capaz de reproducir la variabilidad de los niveles tróficos superiores, sujetos a fuerte presión pesquera, indicando que la pesca puede inducir un fuerte control top- down en estos niveles. En términos generales, el resultado de los índices ecológicos analizados apunta a una recuperación en términos de salud ecosistémica en la última década, coincidiendo con la disminución en la actividad pesquera.