Paleoecología de microfósiles acuáticos (amebas testadas y quironómidos) en lagos de Patagonia sur (49°S) y su aplicación en reconstrucciones ambientales del último milenio

Abstract

Este trabajo representa uno de los primeros estudios paleoecológicos multiproxy que compara la respuesta de amebas testadas y quironómidos con los cambios climáticos y ambientales durante el último milenio en tres lagos ubicados en un gradiente de precipitación (O-E) en la región andina de Patagonia sur. A partir de las reconstrucciones realizadas en los lagos Lagunas Gemelas Este, Polo y Laguna Verde, ubicadas en los alrededores de la localidad de El Chaltén, Santa Cruz, (Argentina), en la región andina de Patagonia sur (49°). Se demuestra que los ensambles de amebas testadas y quironómidos tienen un recambio asincrónico a lo largo de los registros debido a las distintas sensibilidades ambientales de ambos grupos. Los resultados del análisis de las variables biológicas (amebas testadas y quironómidos) en comparación con los indicadores geoquímicos (calcio, titanio, potasio, nitrógeno, materia orgánica, y los contenidos isotópicos de C y N), permiten establecer que, en los 3 lagos, para las amebas testadas el calcio es la variable que mejor explica su distribución señalando a los eventos volcánicos como el evento principal del recambio para este grupo de protistas. A su vez, los quironómidos responden principalmente a la materia orgánica, la cual podría asociarse de manera indirecta a variables relacionadas con los cambios en la productividad de los lagos como lo es la precipitación y la temperatura. La reconstrucción en Laguna Polo que abarca c.a.~1300 era común (E.C.), indica que los cambios en la profundidad que experimentó el lago están relacionados con eventos climáticos ocurridos durante el último milenio. En la parte más antigua del registro (ca.1300-1420 E.C.) se identificó un periodo de mayor sequía con condiciones más productivas e indirectamente temperaturas elevadas, coincidiendo con la última parte de la Anomalía Climática Medieval. Posteriormente, se evidencia un cambio hacia un periodo más frío, generando condiciones oligotróficas y mayor aporte de material alóctono, asociado con la Pequeña Edad de Hielo (ca.1420-1720 E.C.). Desde 1878 E.C., los registros de los tres lagos revelan una frecuente actividad del volcán Lautaro, localizado en Chile, con impactos significativos en los ensambles. Se pudo observar que la distancia entre el volcán y el lago influye en el grado de impacto, observándose incluso la ausencia de amebas y quironómidos en algunas capas de tefra en los lagos cercanos al volcán (Laguna Verde y Laguna Polo). A pesar de variaciones en el efecto de la tefra en los tres lagos, se destaca la presencia de taxones oportunistas, tanto en amebas testadas (Zivkovicia compressa y Centropyxis) como en quironómidos (Parapsectrocladius), tras la depositación de ceniza volcánica. A partir de ~1960, se observa un cambio ecológico significativo en los tres registros, con un aumento en la abundancia de taxones indicativos de entornos litorales (Dicrotendipes, Polypedilum, Parapsectrocladius, Lagenodifflugia vas, Difflugia elegans y C. aculeata ”aculeata”) y una disminución de especies relacionadas con ambientes fríos (Cricotopus) y oligotróficos (D. glans “glans”). Este cambio se relaciona con una disminución en la columna de agua y un aumento en la productividad, sugiriendo una asociación con periodos de temperaturas más elevadas y menor precipitación, especialmente evidente en el registro de quironómidos de Laguna Gemelas Este, ubicado en una zona semiárida con menor precipitación. La presente tesis contribuye así al entendimiento de la paleoecología de amebas testadas evidenciando su utilidad como (paleo) bioindicadores acuáticos de lagos de la Patagonia, además amplía el conocimiento sobre los quironómidos y proporciona información de las dinámicas climáticas y ambientales de la región.

This study represents one of the first multiproxy paleoecological approaches comparing the responses of testate amoebae and chironomids to climatic and environmental changes over the past millennium in three lakes located along a precipitation gradient (W-E) in the southern Andean region of Patagonia. Based on reconstructions conducted on lakes Laguna Gemelas Este, Laguna Polo, and Laguna Verde, near the town of El Chaltén, Santa Cruz (Argentina), in the southern Andean region of Patagonia (49°). Results revealed an asynchronous response of testate amoebae and chironomids is asynchronous across the sedimentary records due to the different environmental sensitivities of these two groups. The results of the biological records in comparison with geochemical records (calcium, titanium, potassium, organic matter and stable isotope C and N), show on the 3 lakes that calcium is the main variable explaining the distribution of testate amoebae, indicating that volcanic events are the primary drivers of turnover for this group of protists. Meanwhile, chironomids primarily responded to changes in organic matter, which could be indirectly associated with variables related to changes in lake productivity, such as precipitation and temperature. The reconstruction in Laguna Polo, which represents the longest sequence covering the last c.a. ~1300 C.E., indicates water-level changes linked to climatic events over the past millennium. In the earliest part of the record (ca. 1300-1420 C.E.), a period of increased drought with more productive conditions and indirectly inferred elevated temperatures was identified, aligning with the latter part of the Medieval Climatic Anomaly. Subsequently, a shift towards a colder period was evident, generating oligotrophic conditions and increased allochthonous material input, associated with the Little Ice Age (ca. 1420-1720 C.E.). Since ca. 1878 C.E., the three lake-records document the frequent eruptions of the Lautaro volcano, with significant impacts on ecological assemblages. Distances between the volcano and the lakes influenced the degree of impact, with the absence of testate amoebae and chironomids in some tephra layers in lakes near the volcano (Laguna Verde and Laguna Polo). Despite differences in the effects of tephra in the three lakes, the consistent proliferation of opportunistic taxa, both in testate amoebae (Z. compressa and Centropyxis) and chironomids (Parapsectrocladius), after volcanic ash deposition was highlighted. From ca. 1960, a significant ecological shift was observed in all three records, marked by an increase in the abundance of taxa indicative of littoral environments (Dicrotendipes, Polypedilum, Parapsectrocladius, Lagenodifflugia vas, D. elegans, and C. aculeata “aculeata”) and a decrease in species related to cold (Cricotopus) and oligotrophic (D. glans “glans”) environments. This change correlates with a decrease in water column depth and an increase in productivity, suggesting an association with periods of higher temperatures and lower precipitation, particularly evident in the chironomid record of Laguna Gemelas Este, located in a semi-arid zone with lower precipitation. Overall, this thesis contributes to the understanding of the paleoecology of testate amoebae, demonstrating their utility as (paleo) bioindicators in Patagonian lakes. It also expands knowledge about chironomids and provides insights into the climatic and environmental dynamics of the region.