The use of pigment "fingerprints" in the study of harmful algal blooms

Along the Mexican coast, harmful algae blooms (HAB) have become more frequent, and therefore, there is an urgent need to establish monitoring programs to avoid the undesired consequences of HAB in human and natural ecosystems. In this work, we analyzed the pigment signatures and the species composition from phytoplankton samples to evaluate the utility of the specific pigment "fingerprints" in HAB monitoring programs. Vertical profiles from a coastal lagoon and temporal samples of a red tide occurring in a shrimp-culture pond and in a coastal zone were taken into consideration. Between 76% and 84% of dinoflagellate and diatom cell density was explained by their specific signature variation, in both vertical and temporal samples. Only the variation of zeaxanthin and the cyanobacteria Anabaena sp. showed a poor relationship, probably from difficulties in counting other cyanobacteria present in the samples examined with the microscopic method. These results suggest that inclusion of pigment analysis in the study and monitoring programs dealing with harmful algae would be very useful

A lo largo de las costas mexicanas, los florecimientos algales nocivos (FAN) se han vuelto cada vez mas frecuentes y por lo tanto, existe una necesidad urgente de establecer programas de monitoreo para evitar las consecuencias no deseadas por su desarrollo, sobre los ecosistemas naturales y el ser humano. En este trabajo, nosotros analizamos las huellas pigmentarias y la composición de especies de diversas muestras de fitoplancton para evaluar la utilidad que pueden representar estos pigmentos específicos o "huellas pigmentarias" en programas de monitoreo de florecimientos algales nocivos. Los perfiles verticales de muestras de fitoplancton de una laguna costera y muestras de mareas rojas que ocurrieron en un estanque de cultivo de camarón y en una laguna costera, fueron considerados en este estudio. Tanto en muestras verticales como en temporales, entre el 76% y 84% de la densidad celular de dinoflagelados y diatomeas fueron explicados por la variación de su huella específica, mientras que la variación de zeaxantina y la densidad de la cianobacteria Anabaena sp. mostró una relación pobre, la cual fue debida probablemente a la dificultad en el conteo que presenta este grupo al ser analizadas mediante un microscópico invertido. Estos resultados sugieren que la inclusión del análisis de las huellas pigmentarias en los programas del estudio y monitoreo de las algas nocivas sería de gran utilidad

Blooms of Cochlodinium polykrikoides (Gymnodiniaceae) in the Gulf of California, Mexico

Cochlodinium polykrikoides was the species responsible for the discoloration that occurred between September 15th and 27th , 2000 in a shallow coastal lagoon located in the southern part of the Bahía de La Paz, on the west side of the Gulf of California. Blooms of C. polykrikoides were observed four days after two rainy days with a seawater temperature of 29 to 31°C. Nutrient concentration ranges during the bloom were 0.165- 0.897 µM NO2 +NO3 , 0.16-3.25 µM PO4 , and 1.0-35.36 µM SiO4 . Abundance of C. polykrikoides ranged from 360 x 103 to 7.05 x 106 /cells l-1 . Biomass expressed in terms of chlorophyll a was high, ranging from 2.7 to 56.8 mg/m3 . A typical dinoflagellate pigment profile (chlorophyll a and c, peridinin, diadinoxantin, and b -carotene) was recorded. In this study, the red tide occurred in front of several fish and shrimp-culture ponds. No PST toxins were found in the samples. However, 180 fish were found dead in the infected fish-pond; the gills were the most affected part. C. polykrikoides is a cyst-forming species that recurs in this area. New blooms were observed in November 2000 and September-November 2001 in the same area. Anthropogenic activities, such as eutrophication caused by water discharge in this shallow lagoon, and nutrient enrichment in the culture ponds, as well as effects from precipitation and wind stress, could have favored the outbreak of this dinoflagellate

Durante el desarrollo de una marea roja ocurrida del 15 al 27 de septiembre del año 2000 en la Ensenada de La Paz, B.C.S. se tomaron muestras de agua con una botella Van Dorn para determinar la temperatura, la especie causante y la cantidad de nutrientes y pigmentos fotosintéticos. Se hicieron análisis de toxinas de Cochlodinium polykrikoides, la especie responsable de esta marea roja. La mayoría de los especimenes formaron cadenas de cuatro células y raramente de dos. La abundancia fue de 360 x 103 a 7.05 x 106 /cels l-1 . Los florecimientos de C. polykrikoides ocurrieron cuatro días después de dos días lluviosos; el intervalo de temperatura fue de 29 a 31°C. La concentración de nutrientes registrada durante este fenómeno fue 0.165-0.897 µM NO2 +NO3 , 0.16-3.25 µM PO4 , y 1.0-35.36 µM SiO4 . El perfil pigmentario reveló la presencia de clorofila a y c, peridinina, diadinoxantina, y b -caroteno. La biomasa total expresada en clorofila a fue alta, oscilando entre 2.7 y 56.8 mg/m3 , mientras que la biomasa de Cochlodinium, expresada en peridinina, varió entre 0.68 y 32.03 mg/m3 . En este estudio, la marea roja se desarrolló cerca de varios estanques de cultivo de peces y camarón. En uno de ellos proliferó C. polykrikoides. Los análisis de toxinas PST fueron negativos; sin embargo, durante el incremento de las proliferaciones algunos estanques fueron alcanzados y murieron 180 peces, principalmente pargos (Lutjanus argentiventis, Pomadasys macracantus). Las branquias fueron las partes más afectadas. En condiciones desfavorables C. polykrikoides forma quistes, lo cual ha provocado su recurrente proliferación en el área, registrándose nuevas proliferaciones en noviembre del 2000 y en septiembre-noviembre del 2001. Actividades antropogénicas como la eutroficación causada por la descarga de aguas residuales y de nutrientes de los estanques de cultivo, pudieran estar favoreciendo la proliferación de este dinoflagelado