Multidisciplinary study about the benthic communities role in Antarctic ecosystems

In English:

The aim of the campaign was to carry out spatial and temporal high-resolution
experiments in some areas of the Weddell Sea. There were done 34 oceanographic
stations distributed in 15 stations in the Kapp Norvegia zone, 6 stations in a
transect of the Hilltop, 6 in an Austesen transect and 7 in the Orleans Canyon
(Bransfield Strait). Each station was sampled with a CTD probe equipped with a
rosette from the surface to 5-10 metes over the bottom.

The Kapp Norvergia stations were sampled in a 16 hours period and the central
station were three times sampled each 48 hours. The depth was between 296 and
440 meters and the stations were separated 2 nautical miles. The Austaten
transect was situated in a zone with high density of icebergs which moving
destroy the bottom communities. It was sampled as well as Kapp Norvergia and it
lasted 4 hours and half therefore the depth was between 209 and 476 m. The
Hilltop transect was in a superficial zone (between 64 and 145 m) and was
sampled in 2 hours and half. The depth in the Orleans canyon transect was
between 398 and 1014 m.

Two anchors were fixed, one of them at Kapp Norvegia and another at Austasen.
Each one with an Anderaa RCM7 current meter in intermediate waters and another
with RCM9 equipped with a muddy sensor near the bottom (8 m from the bottom).
The current meters registered data each 5 minutes during 9 days about
conductivity, temperature, direction and speed of the current. The first
current meter could not be recovered because of a thick layer of ice and
icebergs.

There were colleted 31 samples of superficial sediments at Kapp Norvegia,
Hilltop, Bransfiedl Strait and Austasen by means of a multi box core and TV
grap. Furthermore were taken 8 cores at Kapp Norvegia, Bransfied Strait and
Austasen. In Austasen were taken 9 cores of 22 cm between 200 and 700 m in
depth and in Kapp Norvegia the cores were of 8,5 and 16 com between 295 and 421
m. In Bransfield Strait the cores colleted were between 279 and 990 m in depth
inside the Orleans Canyon.

Of each oceanographic station was obtained a temperature, salinity, muddy and
nutrients concentration vertical profiles (nitrate, ammonium, dissolved and
total nitrogen and phosphate). The samples for nutrients and particles were
collected to 6 or 7 different levels depending on the vertical structure of the
column, stratigraphy and the pycnocline situation. All samples were immediately
analyzed onboard with a Tecnicon auto-analyzer.

To analyze other variables as chlorophyll, carbon, parted nitrogen and
proteins, samples were taken in each station from 3 to 4 different levels in
depth. The chlorophyll and proteins were analyzed onboard and the rests of
samples were frozen to -27�C to study them later.

There were taken gorgonian Ainigmaptilon antarcticus and Fannyella nodosa
tissue samples to stequiometrical studies (proteins, carbon-hydrates and
lipids) to compare both species, the samples taken in this autumn campaign, to
samples collected during ANTXV/3 summer campaign. At the same time were taken
samples of alcionario Anthomastus bathyproctus and Salpa thomsoni to analyze
the elementary lipids and to determinate its trophic relationship.

In all the oceanographic stations also were taken water samples to determinate
the picoplankton abundance, activity and biomass. The most of the samples were
frozen to analyze them by means of flux cytometry at laboratory but experiments
were done about microbial activity by means of incubations with leucine.
Furthermore, 3 incubation experiments (EPS experiments) were done to
determinate the conversion factors to the leucine incorporation and the study
of different factors influence (temperature, inorganic nutrients, organic
material and metals) to bacterial activity. A total of 600 samples were
collected to leucine incorporation experiments (3000 considering the replies)
and 700 samples to flux cytometry.

For the feeding experiments with Stylocodia borealis sponge the samples were
collected by means of TV grap between 100 and 400 m in depth. The samples were
kept in aquariums to environment temperature (0�C) before the experiments.
There were done 18 experiments (with 3 replies) in incubations chambers during
4 hours. Samples were taken to determinate the filtration tax over the
following fractions: heterotrophic bacteria, eukaryotic picoplankton , ciliate
and phytoplankton (diatoms and dinoflagellates). Furthermore, for each
experiment were developed studies about the bacterial activity through leucine
incorporation.

En Espa�ol:

El objetivo mas importante de la campa�a fue llevar a cabo experimentos de alta
resolucion espacial y temporal en algunas areas del Mar de Weddel. Se
efectuaron 34 estaciones oceanograficas distribuidas en una malla de 15
estaciones en la zona de Kapp Norvegia, 6 estaciones en un transecto en el
Hilltop, 6 en un transecto en Austesen y 7 en el Ca�on de Orleans (en el
Estrecho de Bransfield). Cada estacion se muestreo con una sonde CTD equipada
con una rosset desde la superficie hasta 5 a 10 metros encima del fondo.

Las estaciones de la malla Kapp Norvegia se muestrearon en un periodo de 16
horas y la estacion central se muestreo tres veces cada 48 horas. La
profundidad fue de entre 296 y 440 m y las estaciones estaban separadas por 2
millas nauticas. El transecto en Austaten estaba situado en una zona de elevada
densidad de icebergs que con su desplazamiento destruyen las comunidades del
fondo. Se muestreo con el mismo protocolo que la malla de Kapp Norvegia y se
tardo unas 4 horas y media ademas la profundidad fue de entre 209 y 476 m. El
transecto del Hilltop fue en una zona superficial (entre 64 y 145 m) y se
muestreo en 2 horas y media. En el transecto del ca�on de Orleans las
profundidades fueron entre 398 y 1014 m.

Se instalaron dos anclajes uno en Kapp Norvegia y otro en Austasen. Cada uno
teni un correntimetro Anderaa RCM 7 en aguas intermedias (a 68 m del fondo) y
otro RCM 9 equipado con un sensor de turbidez cerca del fondo (a 8 m del
fondo). Cada correntimetro registraba datos cada 5 minutos durante 9 dias sobre
conductividad, temperatura y direccion y velocidad de la corriente. El primer
correntimetro no se pudo recoger ya que la zona quedo cubierta por una densa
capa de nieve e icebergs.

Se recogieron 31 muestras superficiales de sedimento en Kapp Norvegia, Hilltop,
Estecho de Bransfield y Austasen mediante un multiboxcore y TV grap. Ademas se
tomaron 8 cores en Kapp Norvegia, Estrecho de Bransfield y Austasen. En
Austasen se recogieron 9 cores de 22 cm entre 200 y 700 m de profundidad y en
Kapp Norvegia los cores fueron de 8.5 y 16 cm entre 295 y 421 m. En el Estrecho
de Bransfield los cores se recogieron entre 279 y 990 m de profundidad en el
interior del ca�on de Orleans.

De cada estacion oceanografica se obtuvieron un perfil vertical de temperatura,
salinidad, turbidez y concentracion de nutrientes (Nitrato, Nitrito, Amonio,
Nitrogeno disuelto y total y Fosfato). Las muestras para nutrientes y
particulas se tomaron a seis o siete niveles distintos dependiendo de la
estructura vertical de la columna, estratificacion y situacion de la
picnoclina. Todas las muestras se analizaron inmediatamente a bordo con un
Autoanalizador Technicon.

Para el analisis de otras variables como Clorofila a, Feofitinas, Carbono y
Nitrogeno Particulado y Proteinas, se tomaron muestras en cada estacion y en 3
a 4 niveles distintos de profundidad. Las muestras una vez prefiltradas por 100
y 1 para obtener el espectro de tama�o considerado el ideal para la
alimentacion de la fraccion fina de suspensivoros. Los analisis de las muestras
para Clorofila a y Proteinas se hicieron a bordo y el resto de muestras se
congelaron a -27�C para su estudio posterior.

Se recolectaron muestras de tejidos de dos especies de gorgonias Ainigmaptilon
antarticus y Fannyella nodosa para el estudio estequiometrico (proteinas,
carbohidratos y lipidos) con el fin de comparar las dos especies, las muestras
de esta campa�a de oto�o con muestras recolectadas durante la campa�a ANTXV/3
de verano. Al mismo tiempo se tomaron muestras de alcionario Anthomastus
bathyproctus y de la salpa Salpa thomsoni para el analisis de lipidos
elementales y determinar su relacion trofica.

En todas las estaciones oceanograficas tambien se recogieron muestras de agua
para determinar la abundancia, actividad y biomasa del picoplacton. La mayor
parte de las muestras se congelaron para su analisis mediante citometria de
flujo en el laboratorio pero si se llevaron a cabo los experimentos sobre
actividad microbiana mediante incubaciones con leucina tritiada. Ademas se
hicieron tres experimentos de incubacion (experimentos EPS) para determinar los
factores de conversion para la incorporacion de leucina y el estudio de la
influencia de distintos factores (temperatura, nutrientes inorganicos, materia
organica y metales) en la actividad bacteriana. En total se recolectaron 600
muestras para los experimentos de incorporacion de leucina (3000 considerando
las replicas) y 700 muestras para citometria de flujo.

Para los experimentos de alimentacion de la esponja Stylocodia borealis los
ejemplares se recolectaron mediante la TV grap entre 100 y 400 m de
profundidad. Los ejemplares se mantuvieron en acuarios a tempretura ambiente
(0�C) antes de los experimentos. En total se efectuaron 18 (con tres replicas)
experimentos en camaras de incubacion durante 4 horas. Se tomaron muestras para
detemrianr la tasa de filtracion sobre los siguientes fracciones: bacterias
heterotroficas, picoplacton eucariota, ciliados y fitoplacton (diatomeas y
dinoflagelados). Ademas, en cada experimento se desarrollaron estudios sobre la
actividad bacteriana mediante la incorporacion de leucina tritiada.

El estudio de la captura de zooplacton por parte de los supensivoros bentonicos
se hizo el analisis del contenido estomacal del hidrozoo Corymorpha parvula
(Mar de Weddell) y el antozoo Anthomastus bathyproctus. Del hidrozoo se
estudiaron a bordo unos 30 polipos y del antozoo 105 polipos. Ademas se
recolectaron 650 colonias del antozoo para su estudio posterior y unas 400
ejemplares de una anemona que tambien se alimenta de salpas.

Se estudio a bordo el potencial reproductor de tres especies de hidrozoos:
Schizotrichaturaieti, S. Glacialis y Staurotheca dichotoma. Para ello se
cuantifico el numero de ovocitos y larvas producidas por polipo y colonia. Un
estudio similar se llevo a cabo con el antozoo Ainigmaptilon antarcticus al
estudiar a bordo 20 colonias (10 macho y 10 hembra).

Durante la campa�a se observo un fenomeno inusual y poco conocido que fue la
formacion de propagulos en algunas especies abundantes de esponjas
especialmentede Rosella nuda y R. Racovitzae. Debido a ello se procedio al
estudio a bordo de los videos donde las zonas donde se detecto el fenomeno y a
la recoleccion de 200 ejemplares de tres especies para el posterior estudio
genetico.

En 38 estaciones se recolectaron 93 especies distintas de antozoos. Parte de
este material se identifico a bordo. Las muestras se recolectaron mediante
redes de fondo (Agassiz) y de ellas se fijaron en formol,
glutaldeido-cacodilato y 75� etanol ademas de congelados unas 2000 colonias e
individuos