Seasonal composition and fluctuation of bloom forming macroalgae in the coastal lagoon El Carmen, Cárdenas, Tabasco, Gulf of Mexico

Authors

  • Diego Armando Falcón-Vidal Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Mexico
  • Ma. Guadalupe Rivas-Acuña Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Mexico https://orcid.org/0000-0003-0064-7384
  • Alejandra Piñón-Gimate Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas, Mexico

DOI:

https://doi.org/10.15359/revmar.11-2.6

Keywords:

macroalgae, seasonal changes, biomass, nutrients, Principal Component Analysis.

Abstract

The presence, distribution, and abundance of macroalgae are related to the fluctuations of physical and chemical parameters; the increase in macroalgae biomass is associated with nutrient enrichment of the coastal zones derived from anthropogenic activities. Macroalgae blooms are usually comprised of one or more ephemeral macroalgae species with rapid growth. In the present study, changes in the composition and biomass of macroalgae blooms of a coastal lagoon are described.  Physicochemical variables were measured in 5 sites of El Carmen lagoon, Cárdenas, Tabasco in an annual cycle during 3 seasons, rainy (October, 2015), north winds (February, 2016), and dry (July, 2016). Macroalgae biomass was also measured using a transect-quadrat method. Differences in variables and biomass between seasons and sites were estimated with an ANOVA. In addition, a Principal Component Analysis (PCA) was conducted in order to observe the relations between environmental variables and biomass. A total of 7 species were found to be important. The highest total biomass corresponded to G. blodgetti (4225.1 g), followed by A. spicifera (794.6 g). Macroalgae blooms were found only in sites 1 and 5, and their species composition and biomass varied depending on site and season. The PCA showed that macroalgae biomass was related to physicochemical variables depending on the species. In the region, the anthropogenic activities surrounding the lagoons heavily affect them; therefore, this type of study is important to monitor the lagoon. This is the first study of macroalgae blooms in the region.

Author Biographies

Diego Armando Falcón-Vidal, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco

Posgrado en Ciencias Ambientales, División Académica de Ciencias Biológicas

Ma. Guadalupe Rivas-Acuña, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco

División Académica de Ciencias Biológicas

Alejandra Piñón-Gimate, Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas

Instituto Politécnico Nacional-Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (CICIMAR-IPN), Laboratorio de Macroalgas

References

Águila-Ramírez, R. N., Casas-Valdez, M. M., Hernández-Guerrero C. J. & Marín-Álvarez, A. (2005). Biomass of Ulva spp. (Chlorophyta) in three locations along the bay front of La Paz, Baja California Sur, Mexico. Rev. Biol. Mar. Oceanogr., 40(1), 55-61. https://doi.org/10.4067/S0718-19572005000100006

Bello, J., Cervantes-Abrego, M., Gómez, L., Magaña, V., Graizbzod, B. & Hipolito-Rodríguez, P. (2009). Sitio piloto Sistema Lagunar Carmen-Pajonal-Machona. En J. Buenfil-Friedman (Ed), Adaptación a los impactos del cambio climático en los humedales costeros del Golfo de México (pp. 480-502). México: SEMARNAT.

Bricker, S. B., Ferreira, J. G. & Simas, T. (2003). An integrated methodology for assessment of estuarine trophic status. Ecol. Mod., 169, 39-60. https://doi.org/10.1016/S0304-3800(03)00199-6.

Chávez-Sánchez, T. (2012). Composición y abundancia de especies de florecimientos macroalgales y su relación con variables ambientales en la Ensenada de La Paz, Baja California Sur. Tesis de Maestría no publicada, CIBNOR, La Paz, Baja California Sur.

Chávez-Sánchez, T., Piñón-Gimate, A., Serviere-Zaragoza, E., López-Bautista, J. M. & Casas-Valdez, M. (2018). Ulva blooms in the southwestern Gulf of California: Reproduction and biomass. Est. Coast. Shelf Sci., 200, 202-211. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2017.11.007

Darley, W. M. (1982). Algal Biology. A physiological approach. Oxford, England: Backwell Scientific Publications.

De la Garza, A. (2003). Clave genérica de las algas rojas marinas macroscópicas y comunes de las costas de Veracruz, México. Tesis de licenciatura no publicada, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México.

De la Lanza-Espino, G., Santillán, N. S. & Herrera, A. E. (1998). Análisis temporal y espacial fisicoquímico de una laguna tropical a través del análisis multivariado. Hidrobiol., 8, 89-96.

De la Lanza-Espino, G. & Gómez-Aguirre, S. (1999). Fisicoquímica del agua y cosecha de fitoplancton en una laguna costera tropical. CIENCIA ergo-sum, 6, 147-153.

Downing, J. A. & Anderson, M. R. (1985). Estimating the standing biomass of aquatic macrophytes. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 42, 1860-1869. https://doi.org/10.1139/f85-234

Dreckmann, K. M. & De Lara-Isassi, G. (2000). Gracilaria caudata J. Agardh (Gracilariaceae, Rhodophyta) en el Atlántico mexicano. Hidrobiol., 10, 125-130.

Earle, S. A. (1972). Benthic algae and seagrass species in the Gulf of México. In V. C. Bushnell (Ed.), Serial Atlas of the Marine Environment (pp. 25-29). Nueva York, EE. UU.: American Geographical Society.

Friedlander, M. & Dawes, C. J. (1985). In situ uptake kinetic of ammonium and phosphate and chemical composition of the red seaweed Gracilaria tikvahiae. J. Phycol., 21, 448-453. https://doi.org/10.1111/j.0022-3646.1985.00448.x

Gabrielle-Schnoller, V. G. (2011). Variación espacial y datos reproductivos de Acanthophora spicifera (Ceramiales: Rhodophyta) en la playa Punta Roca Caimancito de la Bahía de La Paz, Baja California Sur, México. Tesis de Licenciatura no publicada. Universidad Autónoma de Baja California Sur, La Paz, Baja California Sur, México.

Guiry, M. & Guiry, G. (2017). AlgaeBase. Recuperado en enero 31, 2017, disponible en http:// www.algaebase.org

Gutiérrez-Estrada, M. & Galaviz-Solís, A. (1983). Morfología y sedimentos recientes de las lagunas El Carmen, Pajonal y La Machona, Tabasco. México. An. Inst. Cienc. Mar. Limnol., 10(1), 249-270.

Josselyn, M. N. & West, J. A. (1985). The distribution and temporal dynamics on the estuarine macroalgal community of San Francisco Bay. Hydrobiol., 129, 139-152. https://doi.org/10.1007/BF00048692

Kentula, M. E. & De Witt, T. H. (2003). Abundance of seagrass (Zostera marina L.) and macroalgae in relation to the salinity-temperature gradient in Yaquina Bay, Oregon, USA. Estuaries, 26, 1130-1141. https://doi.org/10.1007/BF02803369

Lapointe, B. E. (1981). The effects of light and nitrogen on growth, pigment content, and biochemical composition of Gracilaria foliifera v. Augustissima (Gigartinales, Rhodophyta). J. Phycol., 17, 90-95.

Lapointe, B. E., Herren, L. W., Debortoli, D. D. & Vogel, M. A. (2015). Evidence of sewage-driven eutrophication and harmful algal blooms in Florida’s Indian River Lagoon. Harmful Algae, 43, 82-102. https://doi.org/10.1016/j.hal.2015.01.004

Littler, D., Littler, M., Bucher, K. & Norris, J. (1989). Marine plants of the Caribbean, a field guide from Florida to Brazil. Washington, D. C., EE. UU.: Smithsonian Institution Press.

Littler, D. & Littler, M. (2000). Caribbean Reff Plants. Washington, D. C., EE. UU.: OFFSHORE GRAPHICS, INC.

Lotze, H. K. & Schramm, W. (2000). Ecophysiological traits explain species dominance patterns in macroalgal blooms. J. Phycol., 36, 287-295. https://doi.org/10.1046/j.1529-8817.2000.99109.x

Magallanes-Beltrán, J. (2002). Las macroalgas de Sinaloa: un recurso olvidado. En J. Cifuente-Lemus & J. Gaxiola-López (Eds.), Atlas de la Biodiversidad de Sinaloa (pp. 43-48). Culiacán, Sinaloa, México: El Colegio de Sinaloa.

Muciño-Márquez, R. E., Aguirre-León, A. & Figueroa-Torres, M. G. (2017). Evaluación del estado trófico en los sistemas fluvio-lagunares Pom-Atasta y Palizada del Este, Campeche, México. Hidrobiológica, 27(3), 281-291.

Neushul, M. D. & Coon D. (1971). Bibliography on the ecology and taxonomy of marine algae. En J. Parker (Ed.), Select Papers in Phycology (pp. 12-17) Nebraska, Nebraska, EE. UU.: University of Nebraska.

Ochoa-Izaguirre, M. J. (1999). Composición y distribución de macroalgas en el sistema lagunas de Urías (Mazatlán, Sinaloa, México): Variación estacional de la biomasa en relación con la disponibilidad de nutrientes y algunos factores ambientales. Tesis de Maestría no publicada. ICMyL, UNAM, Mazatlán, Sinaloa, México.

Ochoa-Izaguirre, M. J., Carballo, J. & Páez-Osuna, F. (2002). Qualitative changes in macroalgal assamblages under two contrasting climatic conditions in a subtropical estuary. Bot. Mar., 45, 130-138. https://doi.org/10.1515/BOT.2002.014

O´Doherty, D. C. & Sherwood, A. R. (2007). Genetic Population Structure of the Hawaiian Alien Invasive Seaweed Acanthophora spicifera (Rhodophyta) as Revealed by DNA Sequencing and ISSR Analyses. Pac. Sci., 61(2), 223-233. https://doi.org/10.2984/1534-6188(2007)61[223:GPSOTH]2.0.CO;2

Orozco-Vega, H. & Dreckmann, K. M. (1995). Macroalgas estuarinas del litoral mexicano del Golfo de México. Criptogamie, Algologie., 16(3), 189-198.

Pacheco-Ruíz, I. J., Zertuche-González, A., Chee-Barragán, A. & Arroyo-Ortega. E. (2002). Biomass and potential commercial utilization of Ulva lactuca (Chlorophyta, Ulvaceae) beds along the north-west coast of the Gulf of California. Phycologia, 41(2), 199-201. https://doi.org/10.2216/i0031-8884-41-2-199.1

Pereira, D. T., Simioni, C., Filipin, E. P., Bouvie, F., Ramlov, F., Maraschin, M. & Schmidt, É. C. (2017). Effects of salinity on the physiology of the red macroalga, Acanthophora spicifera (Rhodophyta, Ceramiales). Act. Bot. Bras., 31, 555-565. https://doi.org/10.1590/0102-33062017abb0059

Pérez-Jiménez (2017). Macroalgas de la laguna el Carmen, Cárdenas, Tabasco, México. Tesis de licenciatura no publicada. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, Villahermosa, Tabasco, México.

Piñón-Gimate, A. (2008). Caracterización de florecimientos macroalgales de lagunas costeras de Sinaloa y su relación con factores fisicoquímicos. Tesis de doctorado no publicada. Universidad Nacional Autónoma de México, Mazatlán, Sinaloa, México.

Piñón-Gimate, A., Serviere-Zaragoza, E., Ochoa-Izaguirre, M. J. & Páez-Osuna, F. (2008). Species composition and seasonal changes in macroalgal blooms in lagoons along the southeastern Gulf of California. Bot. Mar., 51, 112-123. https://doi.org/10.1515/BOT.2008.013

Quiroz-González, N., León-Álvarez, D. & Rivas-Acuña, M. (2017). Nuevos registros de algas verdes marinas (Ulvophyceae) para Tabasco, México. Act. Bot. Mex., 118, 121-138. https://doi.org/10.21829/abm118.2017.1204

Quiroz-González, N., León-Álvarez, D. & Rivas-Acuña, M. (2018). Biodiversidad de algas rojas marinas (Rhodophyta) en Tabasco, México. Act. Bot. Mex., 123, 103-120. https://doi.org/10.21829/abm123.2018.1253

Ramírez, A. (1996). Estudio preliminar de las algas rojas (Rhodophyta) del litoral del Estado de Tabasco, México. Tesis de licenciatura no publicada, Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Iztacala.

Ruiz-Ruiz, T., Arreola-Lizarraga, J. A., Morquecho, L., Méndez-Rodríguez, L. C., Martínez-López, A. & Mendoza-Salgado, R. (2017). Detecting Eutrophication Symptoms in a subtropical Semi-Arid Coastal Lagoon by Means of Three Different Methods. Wetlands., 37(6), 1105-1118. https://doi.org/10.1007/s13157-017-0944-y

Santa María-Del Ángel, E., Millán-Núñez, R. & Cajal-Medrano, R. (1992). Efecto de la energía cinética turbulenta sobre la distribución espacial de la clorofila a en una pequeña laguna costera. Cienc. Mar., 18, 1-16.

Sfriso, A. & Marcomini, A. (1997). Macrophyte production in a shallow coastal lagoon. Part I: Coupling with chemico-physical parameters and nutrient concentrations in waters. Mar. Environ. Res., 44, 351-375. https://doi.org/10.1016/S0141-1136(97)00012-3

StatSoft. (2007). STATISTICA for Windows computer program, version 8.0. By StatSoft, Tulsa, OK.

Strickland, J. D. & Parsons, T. R. (1972). A practical handbook of seawater analysis. Fisheries Research Board of Canada.

Valiela, I., McClelland, J., Hauxwell, J., Bher, P., Hersh, D. & Formean, K. (1997). Macroalgal blooms in shallow estuaries: contols and ecophysiological and ecosystem consequences. Limnol. Oceanogr., 42, 1105-1118. https://doi.org/10.4319/lo.1997.42.5_part_2.1105

Whitehouse, L. N. & Lapointe, B. E. (2015). Comparative ecophysiology of bloom-forming macroalgae in the Indian River Lagoon, Florida: Ulva lactuca, Hypnea musciformis, and Gracilaria tikvahiae. J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 471, 208-216. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2015.06.012

Published

2019-09-12

How to Cite

Falcón-Vidal, D. A., Rivas-Acuña, M. G., & Piñón-Gimate, A. (2019). Seasonal composition and fluctuation of bloom forming macroalgae in the coastal lagoon El Carmen, Cárdenas, Tabasco, Gulf of Mexico. Revista Ciencias Marinas Y Costeras, 11(2), 109-128. https://doi.org/10.15359/revmar.11-2.6

Issue

Section

Scientific articles

How to Cite

Falcón-Vidal, D. A., Rivas-Acuña, M. G., & Piñón-Gimate, A. (2019). Seasonal composition and fluctuation of bloom forming macroalgae in the coastal lagoon El Carmen, Cárdenas, Tabasco, Gulf of Mexico. Revista Ciencias Marinas Y Costeras, 11(2), 109-128. https://doi.org/10.15359/revmar.11-2.6

Comentarios (ver términos de uso)

Most read articles by the same author(s)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > >>