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La cuenca del Plata es la quinta más grande del mundo y mediante su régimen hídrico provee de agua potable a cientos de millones de personas a través de cinco países en Sudamérica. Trabajos previos han mostrado la alta sensibilidad de la cuenca tanto a las condiciones climáticas medias como a su variabilidad, por lo que posibles cambios futuros en estas condiciones podrían determinar variaciones significativas en las condiciones de disponibilidad hídrica. En este trabajo de tesis se calibró el modelo hidrológico distribuido VIC sobre la región de la cuenca del Plata y se lo forzó con datos meteorológicos obtenidos de las simulaciones de algunos Modelos Climáticos Globales (MCG) contenidos en el conjunto de datos del WCRP/CMIP3 para el clima presente. Las simulaciones hidrológicas forzadas con las salidas de los MCG muestran grandes apartamientos respecto de los caudales observados. Estas diferencias se deben a los errores que los mismos tienen para representar varios aspectos del clima global y del de Sudamérica en particular. En términos generales, se encuentra que la gran mayoría de los MCG simula menos precipitación que la observada a nivel anual sobre el sudeste de la cuenca, en tanto que representan condiciones más cálidas. Estos errores determinan diferencias marcadas respecto de los caudales observados y esto implica una limitación para efectuar posibles inferencias del clima futuro de la cuenca. Por tal motivo, se utilizó el modelo climático CAM (la versión atmosférica del CCSM, desarrollado en NCAR) para analizar los mecanismos físicos y/o dinámicos que explican el patrón de subestimación de la precipitación sobre el sudeste de Sudamérica en los modelos. Se llevaron a cabo experimentos de sensibilidad a cambios en la orografía de Sudamérica, condiciones de borde, variaciones en la resolución horizontal y en el esquema convectivo. Los resultados muestran la máxima sensibilidad a la elección del esquema de convección. Esto sugiere que la magnitud de los errores en las simulaciones climáticas globales puede disminuirse al mejorar la representación de la convección, a la vez que el incremento en la resolución espacial representa un factor de mejora de segundo orden, por detrás de las parametrizaciones físicas.

La mixotrofía es una estrategia nutricional que combina dos capacidades tróficas en un único organismo: autotrofía y heterotrofía. Ampliamente presente en algas fitoplanctónicas flageladas, esta doble estrategia cobra particular relevancia en ambientes acuáticos con baja disponibilidad de nutrientes y/o de luz. Por este motivo, las condiciones ambientales determinan su importancia en la comunidad fitoplanctónica. En particular, la concentración y la calidad de la materia orgánica disuelta (MOD) influyen directamente en las tramas tróficas determinando las propiedades físicas o químicas de un ambiente (e.g. la disponibilidad de luz), y actuando como fuente de carbono y energía en los ecosistemas. La MOD es sustrato fundamentalmente de las bacterias, que compiten por los nutrientes con los organismos autotróficos, y que al mismo tiempo representan junto con las algas picoplanctónicas (picocianobacterias y picoeucariotas) una fuente de alimento disponible para mixótrofos y heterótrofos. Hace algunos años se ha planteado que las algas mixotróficas se distribuyen dentro de un espectro de estrategias de nutrición (i.e. las especies explotan diferencialmente ambas capacidades nutricionales), existiendo desde especies predominantemente autotróficas, hasta especies predominantemente heterotró- ficas. En función de esto, en el Capítulo II planteamos evaluar la composición, la dinámica y las distintas estrategias de las algas mixotróficas, en dos lagos oligotróficos someros (Escondido y Morenito) con similar composición fitoplanctónica dominada por especies mixotróficas, pero con diferente concentración de MOD. A pesar de la marcada diferencia en la concentración de MOD entre los lagos, la biomasa de bacterias fue similar entre ellos. Esto probablemente se debe a que el Escondido presenta mayor concentración de MOD alóctona, es decir, de menor calidad para el consumo bacteriano, en relación al Morenito. El 75 % de la comunidad nano- y microplanctónica (fitoplancton, flagelados heterotróficos y ciliados) estuvo representada por algas mixotróficas en ambos lagos, aunque su dinámica fue diferente en cada uno, ya que su biomasa estuvo dominada por distintos taxa. La Clase Chrysophyceae dominó el fitoplancton del lago Escondido caracterizado por mayor aloctonía y, por lo tanto, con menor disponibilidad de luz. En contraste en el Morenito dominaron las Cryptophyceae. La dominancia de esta Clase estaría asociada a una diferente calidad espectral de la luz. Este lago presentó mayor disponibilidad de luz verde, la cual es aprovechada por las Cryptophyceae debido a que poseen ficobilinas, pigmentos accesorios a la clorofila a que absorben principalmente en las longitudes de onda correspondientes al verde. Esto indica que la calidad de la luz, además de su cantidad (ambas influenciadas por la calidad y la cantidad de MOD), determinan la composición de las especies de un ambiente. Además, dentro de las algas mixotróficas que habitan estos lagos, las Cryptophyceae son las menos heterótrofas. Esto apoya la hipótesis de que en ambientes con menor concentración de MOD la autotrofía sería relativamente más importante que en lagos donde la concentración de MOD es mayor. Considerando la importancia de las algas mixotróficas en estos ambientes y sus diferentes estrategias nutricionales, en el Capítulo III se analizó experimentalmente su actividad fagotrófica sobre presas de distinto tamaño y se la comparó con la actividad fagotrófica de los flagelados heterotróficos. Para ello, se realizaron experiencias de fagotrofía utilizando tres tipos de presas de distinto tamaño, usualmente presentes dentro del espectro natural de presas (bacterias, picocianobacterias y picoeucariotas). Los flagelados mixotróficos fueron responsables, en promedio, del 80 % de la ingestión debida a los flagelados, del 50 % de la bacterivoría total y del 70 % de la herbivoría total en ambos lagos. Pseudopedinella sp. (Dictyochophyceae) presentó las tasas específicas de bacterivoría y herbivoría más altas en estos ambientes, incluso mayores que los flagelados heterotróficos. Fue claramente el taxón más importante desde el punto de vista global, que junto con los taxa de la Clase Chrysophyceae (Ochromonas sp. y Chrysophyceae >5 µm), más importantes en el Escondido, fueron ubicados en el extremo más fagotrófico del espectro de estrategias de nutrición. Mientras que Plagioselmis lacustris y Cryptomonas erosa (Cryptophyceae), más importantes en el Morenito, presentaron las menores tasas específicas de depredación, por lo que fueron ubicadas en el extremo más autotrófico del espectro de estrategias nutricionales. El resto de las especies fagotróficas (Dinobryon divergens, Chrysochromulina parva y Gymnodinium varians) tomaron posiciones intermedias dentro del espectro nutricional. Los organismos fagotróficos llegaron a consumir en conjunto hasta el 39 % de la biomasa de las bacterias y hasta el 78 % de las picocianobacterias por día. En general las picocianobacterias fueron la presa preferida por la mayoría de los taxa analizados, probablemente debido a su tamaño y a su calidad nutricional. Por último, en el Capítulo IV se analizó la selectividad de presas de los flagelados mixotróficos y heterotróficos sobre diferentes filotipos de procariotas heterotróficos (FPH), Bacteria y Archaea, pertenecientes a ensambles naturales de lagos antárticos oligotróficos. En este estudio se evaluó por primera vez la preferencia de presas in situ sobre diferentes taxa mixotróficos (Pseudopedinella sp., Chrysophyceae >5 µm y células tipo-Ochromonas). Los FPH fueron identificados mediante la técnica de CARD-FISH. Los flagelados bacterívoros presentaron algunas tendencias de selectividad sobre ciertos FPH. Las Alphaproteobacteria y las Betaproteobacteria, a pesar de su gran abundancia, fueron seleccionados negativamente por todos los protistas bacterívoros, probablemente debido a su tamaño. Contrariamente, las Actinobacteria fueron seleccionadas positivamente por todos los bacterívoros. Se platean tres posibilidades para explicar este patrón: (a) que el tamaño celular de este filotipo sea el más “adecuado” para ser depredado entre todos los filotipos, (b) que posean un mayor tiempo de digestión por la posible presencia de una capa de protección denominada capa-S, (c) por el contrario, que sean vulnerables a la depredación por no contar con la presencia de esta capa-S. Por su parte, los Bacteroidetes fueron depredados de forma aleatoria. Llamativamente, todos los flagelados evaluados presentaron un patrón de preferencia similar. Los resultados sugieren que la afiliación filogenética determina parcialmente la selección de presas por parte de los protistas. Sin embargo, probablemente otras características transversales a los diferentes FPH como el tamaño celular, la morfología y la presencia de la capa-S explicarían la similitud en la preferencia de presas observada entre los flagelados.

La mixotrofía es una estrategia nutricional que combina dos capacidades tróficas en un único organismo: autotrofía y heterotrofía. Ampliamente presente en algas fitoplanctónicas flageladas, esta doble estrategia cobra particular relevancia en ambientes acuáticos con baja disponibilidad de nutrientes y/o de luz. Por este motivo, las condiciones ambientales determinan su importancia en la comunidad fitoplanctónica. En particular, la concentración y la calidad de la materia orgánica disuelta (MOD) influyen directamente en las tramas tróficas determinando las propiedades físicas o químicas de un ambiente (e.g. la disponibilidad de luz), y actuando como fuente de carbono y energía en los ecosistemas. La MOD es sustrato fundamentalmente de las bacterias, que compiten por los nutrientes con los organismos autotróficos, y que al mismo tiempo representan junto con las algas picoplanctónicas (picocianobacterias y picoeucariotas) una fuente de alimento disponible para mixótrofos y heterótrofos. Hace algunos años se ha planteado que las algas mixotróficas se distribuyen dentro de un espectro de estrategias de nutrición (i.e. las especies explotan diferencialmente ambas capacidades nutricionales), existiendo desde especies predominantemente autotróficas, hasta especies predominantemente heterotróficas. En función de esto, en el Capítulo II planteamos evaluar la composición, la dinámica y las distintas estrategias de las algas mixotróficas, en dos lagos oligotróficos someros (Escondido y Morenito) con similar composición fitoplanctónica dominada por especies mixotróficas, pero con diferente concentración de MOD. A pesar de la marcada diferencia en la concentración de MOD entre los lagos, la biomasa de bacterias fue similar entre ellos. Esto probablemente se debe a que el Escondido presenta mayor concentración de MOD alóctona, es decir, de menor calidad para el consumo bacteriano, en relación al Morenito. El 75 % de la comunidad nano- y microplanctónica (fitoplancton, flagelados heterotróficos y ciliados) estuvo representada por algas mixotróficas en ambos lagos, aunque su dinámica fue diferente en cada uno, ya que su biomasa estuvo dominada por distintos taxa. La Clase Chrysophyceae dominó el fitoplancton del lago Escondido caracterizado por mayor aloctonía y, por lo tanto, con menor disponibilidad de luz. En contraste en el Morenito dominaron las Cryptophyceae. La dominancia de esta Clase estaría asociada a una diferente calidad espectral de la luz. Este lago presentó mayor disponibilidad de luz verde, la cual es aprovechada por las Cryptophyceae debido a que poseen ficobilinas, pigmentos accesorios a la clorofila a que absorben principalmente en las longitudes de onda correspondientes al verde. Esto indica que la calidad de la luz, además de su cantidad (ambas influenciadas por la calidad y la cantidad de MOD), determinan la composición de las especies de un ambiente. Además, dentro de las algas mixotróficas que habitan estos lagos, las Cryptophyceae son las menos heterótrofas. Esto apoya la hipótesis de que en ambientes con menor concentración de MOD la autotrofía sería relativamente más importante que en lagos donde la concentración de MOD es mayor. Considerando la importancia de las algas mixotróficas en estos ambientes y sus diferentes estrategias nutricionales, en el Capítulo III se analizó experimentalmente su actividad fagotrófica sobre presas de distinto tamaño y se la comparó con la actividad fagotrófica de los flagelados heterotróficos. Para ello, se realizaron experiencias de fagotrofía utilizando tres tipos de presas de distinto tamaño, usualmente presentes dentro del espectro natural de presas (bacterias, picocianobacterias y picoeucariotas). Los flagelados mixotróficos fueron responsables, en promedio, del 80 % de la ingestión debida a los flagelados, del 50 % de la bacterivoría total y del 70 % de la herbivoría total en ambos lagos. Pseudopedinella sp. (Dictyochophyceae) presentó las tasas específicas de bacterivoría y herbivoría más altas en estos ambientes, incluso mayores que los flagelados heterotróficos. Fue claramente el taxón más importante desde el punto de vista global, que junto con los taxa de la Clase Chrysophyceae (Ochromonas sp. y Chrysophyceae >5 μm), más importantes en el Escondido, fueron ubicados en el extremo más fagotrófico del espectro de estrategias de nutrición. Mientras que Plagioselmis lacustris y Cryptomonas erosa (Cryptophyceae), más importantes en el Morenito, presentaron las menores tasas específicas de depredación, por lo que fueron ubicadas en el extremo más autotrófico del espectro de estrategias nutricionales. El resto de las especies fagotróficas (Dinobryon divergens, Chrysochromulina parva y Gymnodinium varians) tomaron posiciones intermedias dentro del espectro nutricional. Los organismos fagotróficos llegaron a consumir en conjunto hasta el 39 % de la biomasa de las bacterias y hasta el 78 % de las picocianobacterias por día. En general las picocianobacterias fueron la presa preferida por la mayoría de los taxa analizados, probablemente debido a su tamaño y a su calidad nutricional. Por último, en el Capítulo IV se analizó la selectividad de presas de los flagelados mixotróficos y heterotróficos sobre diferentes filotipos de procariotas heterotróficos (FPH), Bacteria y Archaea, pertenecientes a ensambles naturales de lagos antárticos oligotróficos. En este estudio se evaluó por primera vez la preferencia de presas in situ sobre diferentes taxa mixotróficos (Pseudopedinella sp., Chrysophyceae >5 μm y células tipo-Ochromonas). Los FPH fueron identificados mediante la técnica de CARD-FISH. Los flagelados bacterívoros presentaron algunas tendencias de selectividad sobre ciertos FPH. Las Alphaproteobacteria y las Betaproteobacteria, a pesar de su gran abundancia, fueron seleccionados negativamente por todos los protistas bacterívoros, probablemente debido a su tamaño. Contrariamente, las Actinobacteria fueron seleccionadas positivamente por todos los bacterívoros. Se platean tres posibilidades para explicar este patrón: (a) que el tamaño celular de este filotipo sea el más “adecuado” para ser depredado entre todos los filotipos, (b) que posean un mayor tiempo de digestión por la posible presencia de una capa de protección denominada capa-S, (c) por el contrario, que sean vulnerables a la depredación por no contar con la presencia de esta capa-S. Por su parte, los Bacteroidetes fueron depredados de forma aleatoria. Llamativamente, todos los flagelados evaluados presentaron un patrón de preferencia similar. Los resultados sugieren que la afiliación filogenética determina parcialmente la selección de presas por parte de los protistas. Sin embargo, probablemente otras características transversales a los diferentes FPH como el tamaño celular, la morfología y la presencia de la capa-S explicarían la similitud en la preferencia de presas observada entre los flagelados.

El sector de Tierra del Fuego delimitado por el río Chico, al norte; el río Grande, al sur; el límite internacional con Chile, al oeste y el meridiano de 68° oeste, al este, constituye una de las zonas semiáridas frías del sur argentino en las que los cambios ambientales ocurridos durante el Cuaternario y los procesos erosivos naturales y antrópicos han influido en la conformación del paisaje gemorfológico actual.El objetivo principal de la tesis es aportar conocimientos para comprender cómo dichos cambios ambientales y antrópicos afectaron la configuración del relieve. La tesis se estructura en cuatro partes. La primera introductoria plantea el objeto de estudio; las hipótesis que guían la investigación y la metodología aplicada. En la segunda parte, se describe el área de estudio. La tercera parte, desarrolla los resultados obtenidos y por último, la cuarta parte sintetiza las conclusiones.En relación con los resultados, el estudio geomorfológico permitió determinar los componentes, dinámica y evolución del paisaje. Además, se pudo comprobar que la acción del ganado ovino en interacción con los vientos dominantes del sector oeste-sudoeste son los principales agentes que, en la actualidad, modelan el paisaje. Mediante imágenes satelitales se estimó el grado de desarrollo y cobertura de la vegetación en laderas para evaluar el impacto del pastoreo ovino sobre la misma.

La inducción electromagnética en la tierra, generada por fuentes externas, conduce al conocimiento de la conductividad eléctrica terrestre, a través de la medición de los campos electromagnéticos en la superficie. El método usualmente empleado para obtener información hasta unas decenas de km de profundidad es el Magnetotelúrico, utilizando las variaciones geomagnéticas de períodos mayores que 0.1 seg. Si las oscilaciones utilizadas son de periodo corto (menores que 0.1 seg) se trata del método Audio-magnetotelúrico. Debido al efecto pelicular, la profundidad de penetración del método aumenta con el periodo, dependiendo también de los valores de conductividad eléctrica de las capas superiores de la tierra. Los campos se miden en el dominio del tiempo, son luego transformados al dominio de la frecuencia y luego se calculan los espectros determinando la función respuesta magnetotelúrica. En este Trabajo de Tesis, se diseñó un sistema de adquisición y procesamiento de datos magnetotelúricos, basado en algunos resultados previos, que conduce al cálculo de la respuesta magnetotelúrica llamada tensor de impedancia. Este sistema presenta mejoras en cuanto a eficiencia y rapidez de cálculo que los tradicionales. Luego se aplicó el análisis al estudio magnetotelúrico del volcán Tuzgle (Pcia de Jujuy). Esta zona, ubicada en la Puna, presenta varias manifestaciones geotérmicas y un fuerte vulcanismo cenozoico. En vista de no poseer una información efectiva por debajo de los 700 m de profundidad, se encararon diez sondeos magnetotelúricos en las proximidades del volcán. El análisis siguió con el modelado de la estructura de conductividad eléctrica debajo del volcán, que presentó fundamentalmente rasgos bidimensionales, estimándose el eje de simetría de la misma. Primeramente se efectuó un modelado unidimensional en cada sitio de sondeo, con un método de inversión por cuadrados mínimos de los datos de la respuesta magnetotelúrica. Se siguió con un modelado bidimensional, con cálculo directo de la respuesta, que utiliza el método de elementos finitos. El modelo final magnetotelúrico obtenido se companó luego con resultados sismológicos, de gradiente de temperatura y gravimétricos de la zona, asi como también se lo correlacionó con la información geológica existente. Al respecto, se construyó un modelo gravimétrico para la zona, que presenta mucha coincidencia con el modelo magnetotelúrico. Luego se procedió a la revisión de la estimación del eje de simetría de la estructura por un método alternativo, que separa la componente de distorsión del tensor de impedancia. Por último se elaboró una interpretación global de todos los resultados, donde se destaca la presencia de una cámara magmática con una base a unos 14 km y un limite superior a 5 km por debajo del volcán.

La fertilización nitrogenada es esencial para satisfacer la demanda global de alimentos, pero es uno de los principales causantes de contaminación de acuíferos subterráneos con nitratos a nivel mundial y nacional. El objetivo de esta tesis fue determinar los principales factores condicionantes de la distribución y lixiviación de nitratos en suelos de la Pampa Ondulada y analizar los destinos del nitrógeno (N) de los fertilizantes. Se determinó a campo el contenido de nitratos en suelos en diferentes situaciones productivas y se realizaron experimentos a campo e invernáculo con fertilizantes marcados isotópicamente (15N) para evaluar los destinos del mismo. Se utilizó el modelo NLEAP para simular la acumulación y lixiviación de nitratos en diferentes suelos. La precipitación pluvial fue el principal factor que determinó la lixiviación de nitratos en maíz, regulando la absorción de N por el cultivo y su desplazamiento vertical. La dinámica de los nitratos presentó pulsos de acumulación en el perfil o salida del mismo, cuando las precipitaciones fueron escasas o elevadas, respectivamente. La materia orgánica del suelo fue el principal destino del fertilizante ante un estrés hídrico en maíz, seguido por su acumulación en las plantas. Lo inverso ocurrió cuando no existió estrés hídrico. El N lixiviado, derivado del fertilizante aplicado en una determinada campaña agrícola fue mínimo, en relación a las pérdidas del N de fuentes preexistente en el suelo. Los Argiudoles (texturas más finas) fueron más susceptibles a sufrir pérdidas por lixiviación que los Hapludoles (texturas más gruesas). De acuerdo con el modelo utilizado, el período crítico para la ocurrencia de lixiviación de nitratos fue entre dos cultivos de verano. La inclusión de un cultivo de cobertura en dicho período redujo las pérdidas por lixiviación, incrementando la disponibilidad de N para un cultivo posterior. La retención del N del fertilizante en los residuos del cultivo de cobertura y en la materia orgánica del suelo podría atenuar la lixiviación de nitratos sólo en un corto plazo. El modelo de simulación utilizado fue apto para estimar situaciones de pérdidas de N, cuando las dosis de fertilización fueron las normales en la región.