Flujos y preservación de escamas y restos óseos de peces en la zona de mínimo oxígeno frente a Pisco, Perú en los últimos 400 años

El objetivo global de este estudio es proporcionar las bases para reconstruir la historia de las poblaciones de los peces pelágicos menores utilizando el registro de la depositación de restos ictiológicos en los sedimentos marinos de la zona del mínimo de oxigeno (ZMO) frente a Perú. Se utilizaron dos testigos colectados frente a Pisco (latitud ~14° S), uno a 300m de profundidad, cercana del núcleo de la ZMO, y el otro, menos profundo (200m) más cerca del borde superior del ZMO con el fin de estimar la variabilidad en la depositación de los restos ictiológicos. La comparación entre los dos testigos permite determinar si hay diferencias en la preservación de escamas, que se puede relacionar a su posición relativa a la variabilidad en la concentración de oxígeno dentro de la ZMO. El conteo de las escamas en los testigos demuestra la dominancia de la anchoveta (Engraulis ringens) en comparación a las otras especies identificadas, tales como la sardina (Sardinops sagax sagax), jurel (Trachurus symmetricus murphyi) y caballa (Scomber japonicus). Solo considerando las series de abundancia de escamas en los testigos se podría inferir una menor densidad poblacional local (por baja productividad y/o desplazamiento en la distribución) de la anchoveta desde el comienzo del registro (de la base del testigo) hasta mediados del siglo 19 (~1840) y mayor densidad local (por alta productividad y/o movimiento de la población) en el periodo después del año ~1880. El periodo intermedio (~1840-1880) se caracteriza por la ausencia o números muy bajos de escamas de anchoveta y la presencia de especies asociadas con un hábitat más oceánico y cálido. Para determinar si los bajos números de escamas de anchoveta en el periodo antes de ~1840 se debieron a una baja abundancia local de la población de anchoveta o por efectos en la preservación de escamas en los sedimentos, se examinaron el uso de 1) razones de número de escamas/restos óseos, 2) el grado de cobertura de hongos sobre los restos ictiológicos y 3) un índice de integridad de las escamas, como posibles indicadores del grado de preservación de las escamas. Este análisis indica que los bajos números de escamas en el periodo más antiguo se debe en gran parte por la degradación que es aún mas intensa en el testigo más somero y más expuesto a concentraciones ligeramente mayores de oxígeno en general y también sujeto a eventos ocasionales de oxigenación intensa por la variación en la profundidad del limite superior de la ZMO. Se realizó una estimación del número de escamas de anchoveta quitando el efecto de la degradación. Este análisis indica que el periodo antes de ~1840 si representa menores densidades locales de anchoveta, pero no tan significante como indican los conteos de las escamas. Se estima que el efecto de la degradación contribuye a una disminución entre 70 a 85% en los números de escamas registrados en los testigos en el periodo más antiguo.

The overall objective of this study is to provide the foundation to reconstruct the history of the populations of small pelagic fish species using the remains that are preserved in marine sediments in the oxygen minimum zone (OMZ) off Peru. This work is based on two box cores that were collected off Pisco (14 ºS), one at 300 meters near the center of the OMZ, and the other at 200m near the upper limit of the OMZ, for the purpose of characterizing the variability in deposition of the fish remains. Comparison of the two cores provides the means to determine whether there are differences in the quality of preservation of fish scales that can be linked to the depth of the cores within the OMZ along the upper slope. Fish scale counts in both cores show a dominance of anchovy (Engraulis ringens) relative to the abundance of scales from sardine (Sardinops sagax sagax), jack mackerel (Trachurus symmetricus murphyi) and pacific mackerel (Scomber japonicus). The fish scale numbers in both cores suggest a relatively lower local anchovy population density (due to lower productivity and/or changes in spatial distribution) persisting from the beginning of the series at the bottom of the two cores to ~1840 (55cm in both cores) and a significantly higher local density of anchovy after ~1880 (~41cm in the two cores). The intermediate period (~1840- 1880) is characterized by the absence or very low numbers of anchovy scales (and vertebrae) and the presence of species associated with more oceanic and warmer water habitat. To determine whether the lower numbers of anchovy scales in the period before ~1840 were due only to lower local abundance of anchovy or whether the effects of preservation of the fish scales in the sediments were also a significant factor, several indices were examined as possible indicators of fish scale preservation: 1) fish scale/vertebrate ratio, 2) the degree of coverage of fungi on the fish debris and 3) an index of fish scale integrity (estimate of degree of scale breakdown). These indices indicate that the lower numbers of fish scales in the earliest period could be largely explained by degradation and is more intense in the box core from 200m that is subject to somewhat higher oxygen concentrations within the OMZ as well as to occasional events of more intense oxygenation due to variation of the upper limit of the OMZ. A preliminary estimate was made to correct for the effects of degradation on the series of fish scale counts. This analysis indicates that the period prior to ~1840 does represent lower local anchovy biomass, but the difference is not as significant as indicated by the raw fish scales numbers. The effect of degradation during the earliest period is estimated to result in a decrease of up to ~70-85% in the number of fish scales deposited in both of the box cores analyzed.