Sub-daily growth patterns and environmental recording in the shell of the Chilean coastal gastropod Concholepas concholepas.
Concholepas concholepas
Cuif, J. P, Guzman, N, Ortlieb, L.
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2003EAEJA....13365G/abstract
Hoy en día está bien establecido que las reconstrucciones paleooceanográficas basadas en variaciones de la composición geoquímica de las conchas de los moluscos requieren una buena comprensión de muchos procesos biológicos y biogeoquímicos que afectan la formación de las conchas y de los diferentes tipos de efectos diagenéticos superpuestos a los biominerales. Por lo tanto, los parámetros que controlan la modalidad de crecimiento así como el comportamiento ecológico de los organismos se convierten en un requisito previo en el estudio de las variaciones geoquímicas dentro de los esqueletos carbonatados. Dichos estudios implican una calibración de las relaciones entre los parámetros ambientales reales y las variaciones registradas de los elementos o isótopos medidos dentro de los biominerales. Este enfoque debe tener en cuenta el tamaño de las muestras medidas (eventualmente limitadas por técnicas instrumentales) y la variación de los parámetros relevantes durante el período de tiempo cubierto por la muestra. En un estudio destinado a reconstruir ENOS y los impactos de las surgencias a partir de variaciones geoquímicas dentro de las conchas de un gasterópodo costero del norte de Chile, Concholepas concholepas, llevamos a cabo análisis microestructurales, mineralógicos y bioquímicos. Los análisis preliminares de isótopos estables realizados con brocas estándar de 0,3 mm proporcionaron valores de δ18O entre 1,0 y 2,5 (/PDB) y relaciones Mg/Ca entre 2,0 y 5,5 mmol/mol para las capas calcíticas de las conchas que crecieron en 1998--2000 (rango de temperatura: 15--21^oC). Sr, Ba y Cd medidos en el agua son del orden de 10 ppm, 4,5 ppb y 0,040 ppb respectivamente, mientras que la composición de los mismos elementos (respecto al Ca) en las conchas asciende a valores medios de 1,5 mmol/mol, 0,6 µmol/mol y 0,1 µmol/mol. Para estudios de calibración de alta resolución, a desarrollar con láser ICP-MS y microsondas iónicas, es necesario identificar con gran precisión (subdiaria) el tiempo de formación del fragmento de conchas considerado que se submuestrea. Para cumplir con este requisito, hemos cultivado individuos de Concholepas concholepas en un tanque de cultivo en el que se registró la temperatura del agua cada 30 minutos. Las conchas fueron marcadas con calceína durante unas horas cada semana. Las líneas de crecimiento fluorescentes permiten así determinar la historia del crecimiento y una identificación precisa de las porciones de cáscara que se van a analizar. Para las especies consideradas, los análisis de δ18O, δ13C y oligoelementos pueden preverse con una resolución inferior a la diaria.
It is nowadays well established that paleo-oceanographic reconstructions based on variations of the geochemical composition of molluscs shells require a good understanding of many biological and biogeochemical processes affecting the shell formation and of the different kinds of diagenetic effects superimposed to the biominerals. Therefore, the parameters which control the growth modality as well as the ecological behaviour of the organisms become a prerequisite in the study of geochemical variations within carbonate skeletons. Such studies involve a calibration of the relationships between the actual environmental parameters and the registered variations of the elements or isotopes measured within the biominerals. This approach must take into account the size of the measured samples (eventually limited by instrumental techniques) and the variation of the relevant parameters during the time period covered by the sample. In a study aimed to reconstruct ENSO and upwelling impacts from geochemical variations within shells of a coastal gastropod of northern Chile, Concholepas concholepas, we undertook microstructural, mineralogical, biochemical analyses. Preliminary stable isotope analyses made with 0.3 mm standard drills provided δ18O values between 1,0 and 2,5 (/PDB) and Mg/Ca ratios between 2,0 and 5,5 mmol/mol for the calcitic layers of shells that grew in 1998--2000 (temperature range: 15--21^oC). Sr, Ba and Cd measured in the water are in the order of 10 ppm, 4,5 ppb and 0,040 ppb respectively, while the composition of the same elements (with respect to Ca) in the shells amount to mean values of 1,5 mmol/mol, 0,6 μmol/mol and 0,1 μmol/mol. For high resolution calibration studies, to be developed with laser ICP-MS and ionic microprobes, it is necessary to identify with a great (sub-daily) precision the time of formation of the considered fragment of shells that are subsampled. To achieve this requisite, we have grown Concholepas concholepas individuals in a culture tank in which the water temperature was recorded every 30 minutes. The shells were marked with calceine during a few hours every week. The fluorescent growth lines thus allow a determination of the growth history and a precise identification of the shell portions to be analysed. For the considered species, analyses of δ18O, δ13C and trace elements can be envisioned at a sub-daily resolution.
