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Influencia del paisaje y de las características físico-químicas de las cuencas hidrográficas de la Patagonia en la biodisponibilidad y biomagnificación del mercurio de agua dulce y costera a través de las redes alimentarias acuáticas (Proyecto Fondecyt regular 2016).

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Influencia del paisaje y de las características físico-químicas de las cuencas hidrográficas de la Patagonia en la biodisponibilidad y biomagnificación del mercurio de agua dulce y costera a través de las redes alimentarias acuáticas (Proyecto Fondecyt regular 2016). (4 años)

La contaminación por mercurio (Hg) es un problema mundial debido a su capacidad de transporte a  largas distancias y su potencial toxicidad. Desde la revolución industrial (hace 250-190 años aproximadamente), los niveles de Hg en los océanos se han triplicado en las aguas superficiales debido a la contaminación antropogénica. El metilmercurio (MeHg) es la forma tóxica de mercurio que se puede transferir en concentraciones crecientes de presa a depredadores a través de las tramas tróficas acuáticas (biomagnificación), resultando en concentraciones de Hg en depredadores tope que pueden ser millones de veces superiores a las observadas en el medio ambiente. El MeHg es altamente tóxico y sus efectos sobre el desarrollo, los sistemas endocrino y neurológico han sido asociados a su exposición.

Los procesos de biomagnificación en los ecosistemas acuáticos se pueden evaluar con la ayuda de isótopos estables. Los organismos excretan isótopos de nitrógeno más ligeros (14N) y retienen isótopos más pesados (15N), lo que da como resultado tejido de estos organismos con proporciones crecientes de 15N/14N (δ15N) a través de la trama trófica, indicando una posición trófica superior dentro de esta. El mercurio tiende a biomagnificarse en los ecosistemas acuáticos, la relación entre las concentraciones de Hg y δ15N en los organismos dentro de la trama trófica puede usarse para cuantificar el grado de biomagnificación. Una regresión lineal entre log10Hg y δ15N puede indicarnos la potencial transferencia a través de la pendiente de magnificación trófica (TMS, trophic magnification slope en inglés).

La baja productividad, el pH ácido y las temperaturas frías podrían aumentar indirectamente el Hg TMS al reducir la eficiencia de la alimentación, el crecimiento y disminuir las tasas de excreción de MeHg en la biota, aumentando las concentraciones de Hg en los depredadores superiores. Otro controlador para los valores de TMS se ha relacionado con variables de gradiente de latitud físico-química (pH, DOC, Chl-a, carga total de fósforo, deposición acuosa de Hg y sedimentos, entre otros). Esto también influye en las pendientes de biomagnificación de MeHg. Sin embargo, los factores que afectan la biomagnificación de Hg en la biota marina y de agua dulce de diferentes localización geográfica y hábitat necesitan investigación adicional.

Los niveles de Hg en las zonas costeras podrían estar influenciados por el transporte y la distribución de los ríos. En realidad, las concentraciones de MeHg cerca de la costa están fuertemente asociadas a partículas sólidas suspendidas en aguas estuarinas muy turbias. Las fuentes de MeHg en sistemas estuarinos y costeros se han asociado en gran parte a ríos con alta carga de materia orgánica o producción in situ, principalmente en los sedimentos. Sin embargo, es necesario evaluar las entradas de Hg desde los sistemas de agua dulce a una escala de cuenca y la carga al ecosistema costero estuarino que podría tener una influencia en la transferencia trófica de Hg. Sin embargo, todavía hay confusión y los autores no están de acuerdo en la importancia de los ríos en el aporte anual total de Hg a las zonas costeras de las altas latitudes.

El presente estudio tiene como objetivo mejorar los conocimientos sobre la biomagnificación del mercurio en el hemisferio sur y la importanciainfluencia del  paisaje y de los sistemas de agua dulce en estos procesos en los fiordos de la Patagonia.

Nuestra principal pregunta de investigación se basa en que aunque la extensión de los insumos atmosféricos de Hg no está bien establecida en el hemisferio sur, esperamos que el Hg proveniente de fuentes volcánicas sea una fuente importante de Hg para las tramas tróficas costeras en la Patagonia chilena. Las fuentes geogénicas locales, la deposición atmosférica y el alto aporte de agua dulce a las zonas costeras resultarán en una mayor TMS de mercurio en los sistemas costeros, independientemente de lo que se ha informado para la biomagnificación mundial de Hg.

De igual forma, nuestros objetivos generales son:

• Evaluar la dinámica del Hg y la influencia de en sistemas de agua dulce con diferentes aportes de mercurio geogénico en ecosistemas de agua dulce y marinos.
• Evaluar y comprender la biomagnificación en los ecosistemas acuáticos patagónicos y el factor que podría estar afectando estos procesos.
Específicamente pretendemos
• Medir los niveles de Hg (MeHg y THg) en compartimentos bióticos y abióticos en sistemas de agua dulce y marinos.
• Describir las diferencias y similitudes de los dos sistemas de agua dulce con diferentes orígenes (glaciares vs vertientes / subterráneo / lluvia)
• Determinar las relaciones tróficas y las diferencias entre los sistemas de agua dulce y marina a lo largo del gradiente desde el volcán hasta el mar abierto utilizando isótopos estables de nitrógeno y carbono.
• Calcular la TMS de Hg para las diferentes tramas tróficas en los ecosistemas y evaluar la influencia de las características del paisaje y las características físico-químicas del agua/sedimentos en los procesos de biomagnificación.
Evaluar la influencia de agua dulce en los procesos de biomagnificación marina de Hg.