RECURRENT BLOOMS OF ALEXANDRIUM CATENELLA IN MEDITERRANEAN CONFINED WATERS

Magda Vila

1*

, Mercedes Masó

1

, Esther Garcés

1

, Nagore Sampedro

1

, Isabel Bravo

2

, Antonella Luglié

3

, 

Kees van Lenning

1

, Silvia Anglés

1

, Blanca Puig

1

and Jordi Camp

1

1 

Institut Ciències del Mar, Barcelona, Spain - *magda@icm.csic.es

2

Instituto Español de Oceanografía, Vigo, Spain

3 

Dipartamento Botanica ed Ecologia Vegetale, Sassari, Italy

Abstract

Paralytic Shellfish Poisoning (PSP) events related to phytoplankton blooms have increased worldwide. In the Mediterranean Sea, species

belonging to the genus Alexandriumare chie?y associated with PSP events, and A. catenellais one of its most toxic. Before A. catenella

had been detected in the Mediterranean Sea, that species was related to productive, cold upwelling regimes. However, in the Mediterranean

Sea, A. catenellablooms are often localised phenomena that occur in enriched and confined coastal waters (harbours, bays). An intensive

study was carried out during a huge bloom of this species in the Tarragona harbour in 2002.

Keywords: Harmful Algal Blooms, Alexandrium catenella, harbours, Paralytic shellfish poisoning, dino?agellate

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

455

The most widespread Alexandriumthat can be detected in the

Mediterranean Sea is A. minutum. This species was first described in

the Alexandria harbour (1), but it was thirty years later when that

species was reported to be linked to toxicity in Mediterranean waters

(2). Since then, numerous PSP outbreaks caused by A. minutumhave

been detected in the Mediterranean Sea. A. minutumwas the unique

Alexandriumspecies related to toxic events in the Mediterranean Sea

for several years. It is important to mention that A. minutumblooms

have always been described as localised phenomena related to

harbours and lagoons (see 3 for revision). In the summer of 1998 the

first widespread PSP event in the Mediterranean Sea occurred along

the Catalan coast (100 Km affected) and it was caused by A. catenella.

In the summer of 1999 a similar event took place again (4). 

Along the southern Catalan Coast, A. catenellashowed a clear

seasonal pattern, being detected in several harbours from May to

October. In 2002, a huge bloom of that species occurred in the

Tarragona harbour (max. 9x10

6

cells·l

-1

, end September) at 22°C,

producing a reddish-brown discoloration of the waters. The Tarragona

harbour is one of the biggest harbours in the Mediterranean (4,5 km

long; 600m to 2Km wide) with considerable commercial and fishing

activities. This harbour receives freshwater in?ows from the Francolí

river. The river discharge is situated near the mouth harbour (inside

side). A.catenellablooms have taken place there yearly, at least since

1998. 

In 2002, A. catenellamoderated cell densities (<10

4

cells·l

-1

) were

detected in the Tarragona harbour from mid-May, but it started

blooming at the end of September (Fig. 1). It coincided with a salinity

decrease (32) and with a high nutrient load (nitrate, ammonium,

silicate and orthophosphate peaks of 40, 18, 37 and 1.8 

µ

M,

respectively). The nearly monospecific outbreak of A. catenellain

Tarragona was intensively studied according to space and time. The

bloom was followed every 3-4 days at 3 stations. In addition, a cruise

was carried out when the organism rose to 10

6

cells·l

-1

. The cruise

consisted in a transect (6 stations from the most confined parts of the

harbour to the mouth) which was repeated three times during that day:

in the morning (9:00-10:30h, GMT), at midday (13:30-15:15) and at

noon (16:30-18:00). CTD casts were performed at each station and

samples were taken every metre from the surface to a depth of 10m.

A. catenella (total cell number and cells per chain), chlorophyll and

total inorganic nutrients were analysed. Pigments and PSP toxins

were analysed by HPLC at surface level during the midday transect.

Sediment samples were taken by scuba diver 8 months later (April

2003) to study the potential seedbeds. 

The horizontal spatial variability of the organism was linked to the

water confinement. The highest concentrations of A. catenella were

detected in the inner part of the harbour (around 6·10 

6

cells·l

-1

) and

diminished in the mouth (10

4

-10

5

cells·l

-1

). That pattern remained the

same the whole day. The vertical distribution was characterised by a

thick layer of 6m that contained the bulk of the population. A clear

vertical pattern associated to temporal variability was not observed,

except for the inner stations. In the three cruises, the average number

of single cells was high (about 75%). The relative number of chains

increased according to depth and proximity to the mouth of the

harbour. Results of the sediment sampling could explain the

recurrence blooms of A. catenella (max. conc. 3480 cysts·cm

-3

of wet

surface sediment). 

Results indicate that the A. catenella blooms in the Mediterranean

Sea are small-scale phenomena, related to confined waters and

originated by autochthonous seedbeds. Nevertheless, exportation of

cells to open waters could cause widespread PSP events. For instance,

during the same year an A. catenellabloom occurred in the Olbia

harbour (Sardinia, Italy). Unexpectedly, at the end of the bloom, the

highest densities were detected out of the harbour area (max. 4·10

4

cells·l

-1

). This distribution could probably be due to cell exportation

and accumulation. Comparative studies between the two affected sites

(Tarragona and Olbia harbour) are carried out.

This study was performed within the frame of the EU project

STRATEGY (EVK3-CT-2001-00046).

References

1-Halim Y., 1960. Alexandrium

minutum, nov. gen. nov. sp. dino?agellé

provocant des eaux rouges. Vie Milieu,

11: 102-105.

2-Delgado M., Estrada M., Camp J.,

Fernández J.V., Santmartí M., and Lletí

C., 1990. Development of a toxic

Alexandrium minutumHalim (Dinophy-

ceae) bloom in the harbour of Sant Carles

de la Rápita (Ebro Delta, northwestern

Mediterranean). Scien. Mar.54(1): 1-7.

3-Vila M., Camp J., Garcés E., Masó M.,

and Delgado M., 2001. High resolution

spatio-temporal detection of potentially

harmful dino?agellates in confined waters

of the NW Mediterranean. J. Plankton

Res. 23(5): 497-514.

4-Vila M., Garcés E., Masó M., and

Camp J., 2001. Is the distribution of the

toxic dino?agellate Alexandrium cate-

nellaexpanding along the NW

Mediterranean coast? Mar. Ecol. Prog.

Ser.222: 73-83.