Estudios poblacionales sobre el alga undaria pinnatifida (Alariaceae, Phaeophyta) en el Golfo San Jorge

Abstract

Undaria pinnatifida es una macroalga parda originaria del noroeste de Asia, ampliamente reconocida como especie invasora, cuya presencia en la costa argentina se registra desde la década de 1990. El objetivo de este estudio fue establecer las bases del conocimiento poblacional de la especie en el Golfo San Jorge mediante el análisis integrado de la ontogenia y morfología del esporofito, su fenología anual y la producción de biomasa. En el Capítulo 2 (Ontogenia y morfología) se reconstruyó la secuencia completa de desarrollo del esporofito, desde los estadios post-cigóticos hasta la senescencia. Los cultivos embrionarios permitieron observar la primera lámina uniestratificada, aún sin meristodermo diferenciado ni células glandulares, y adherida temporalmente mediante rizoides basales. En talos juveniles de campo se describieron la formación de los meristemas, la diferenciación de la nervadura y el origen de los criptostomas de pelos. En los talos adultos se constató que la disponibilidad meristemática se correlaciona estrictamente con el estado ontogenético, definiendo el potencial de crecimiento y reproducción. Además, se identificó una plasticidad marcada del grampón, cuya arquitectura se ajusta al tipo de sustrato, constituyendo un rasgo funcional clave para la colonización y estabilidad mecánica de la especie. El análisis multivariado mostró que la variación morfológica responde a un gradiente ontogenético integrado, donde las dimensiones vegetativas y reproductivas progresan de manera coordinada. En el Capítulo 3 (Fenología) se confirmó la presencia de dos cohortes anuales, con picos de máximo reclutamiento en marzo y julio, y una marcada reducción de talos durante el verano, dominada por individuos senescentes. La capacidad germinativa de las esporas estuvo asociada al estado de desarrollo del esporofito parental, siendo más elevada en talos maduros con meristema esporofílico activo. Los cultivos revelaron una fuerte relación negativa entre la densidad de esporofitos embrionarios y su supervivencia, sugiriendo que la competencia temprana constituye un regulador importante de la mortalidad en el terreno. La integración de los gradientes morfológicos permitió interpretar la dinámica anual como un ciclo estructurado por la disponibilidad meristemática invernal y la maduración primaveral. En el Capítulo 4 (Biomasa y producción) se desarrolló y aplicó una metodología específica para estimar la biomasa estratificada y la producción. Los estratos submareales, especialmente el submareal superior, concentraron las mayores densidades y biomasa por unidad de superficie. La producción mostró un máximo entre julio y noviembre, identificándose este intervalo como la ventana óptima para la cosecha por su mayor rendimiento y mejor calidad morfológica de los talos. La metodología, basada en modelos alométricos y en la dinámica ontogenética de las cohortes, es replicable y constituye una herramienta adecuada para la evaluación y gestión del recurso. En conjunto, la información obtenida sobre la ontogenia, fenología y producción de Undaria pinnatifida en el Golfo San Jorge aporta una base sólida para comprender la dinámica poblacional de la especie en ambientes invadidos y para orientar estrategias de manejo y aprovechamiento sostenible en la región.

Undaria pinnatifida is a brown macroalga native to the northwest Pacific and widely recognized as an invasive species, first recorded along the Argentine coast in the 1990s. This study aimed to establish the foundational populationlevel knowledge of the species in the San Jorge Gulf by integrating analyses of sporophyte ontogeny and morphology, annual phenology, and biomass production. In Chapter 2 (Ontogeny and Morphology), the complete developmental sequence of the sporophyte was reconstructed, from post-zygotic stages to senescence. Embryonic cultures revealed the formation of an initial uniseriate filament and a unistratified embryonic blade lacking differentiated meristoderm and gland cells, attached temporarily by basal rhizoids. In juvenile field-collected sporophytes, the differentiation of meristems, central midrib and hair cryptostomata was characterized. Adult sporophytes showed a clear correlation between meristem availability and ontogenetic stage, determining growth and reproductive potential. A pronounced plasticity of the holdfast was identified, with haptera adapting structurally to different substrate types—a functional trait that enhances anchorage, mechanical stability and colonization success. Multivariate analyses revealed that morphological variability is structured by an integrated ontogenetic gradient in which vegetative and reproductive traits progress in a coordinated manner. In Chapter 3 (Phenology), two annual cohorts were identified, with recruitment peaks in March and July, and a marked reduction of sporophytes during summer, when senescent individuals predominated. Spore germination capacity was strongly associated with the developmental state of the parental sporophyte, being higher in mature individuals with active sporophyll meristems. Laboratory cultures showed a negative relationship between embryonic sporophyte density and survival, indicating strong early-stage competition. The integration of morphological gradients provided a functional interpretation of the annual cycle, structured by high meristematic availability in winter and morphological maturation in spring. In Chapter 4 (Biomass and Production), a specific methodology was developed to estimate stratified biomass and production. Subtidal strata—particularly the upper subtidal zone—exhibited the highest densities and biomass per unit area Production peaked between July and November, identifying this period as the optimal harvest window due to the greater biomass and superior structural quality of the sporophytes. The methodological framework, based on allometric models and ontogenetic cohort dynamics, is robust, replicable, and suitable for management and sustainable use assessments. Overall, this thesis provides a comprehensive understanding of the ontogeny, phenology and biomass dynamics of Undaria pinnatifida in the San Jorge Gulf, offering a solid basis for interpreting its population behavior in invaded environments and for informing management or sustainable exploitation strategies in the region.