Tesis doctoral de Marc Llirós Dupré
La diversidad (riqueza y abundancia), la distribución y la dinámica de las poblaciones de archaea planctónicas presentes en distintos ambientes lacustres estratificados templados fue estudiada para aportar evidencias de su implicación en los ciclos biogeoquímicos imperantes de dichos ecosistemas. con el fin de estudiar la distribución y la dinámica de la comunidad planctónica de archaea presentes en la laguna del vilar se utilizó una aproximación molecular basada en el gen 16s rrna durante un periodo de cinco años consecutivos (2001-2005). Los resultados pusieron de manifiesto que la laguna presentaba una comunidad de archaea poco abundante aunque muy rica, principalmente formada por los grupos mcg (miscellaneous crenarchaotic group) y dhve (deep hydrothermal vent euryarchaeota) recuperados principalmente en el hipolimnion anóxico de la laguna. Estos filotipos se mantuvieron a lo largo del periodo de estudio mientras que otros grupos menos habituales aparecían de forma ocasional. No se pudieron establecer correlaciones significativas entre la composición de la comunidad de archaea y las condiciones fisicoquímicas imperantes en el periodo estudiado a pesar de las diferencias detectadas en relación a la distribución de la riqueza y la estacionalidad de los filotipos recuperados. A su vez, la comunidad planctónica de archaea de una laguna hipereutrófica de la misma región mostró un claro predominio de los filotipos relacionados con el grupo mcg y methanosaeta. En dicha laguna, ambos grupos fueron mayormente recuperados en el hipolimnion anóxico y rico en sulfhídrico. A pesar de la inesperada gran riqueza de la comunidad planctónica de archaea en ambas lagunas estratificadas, su baja abundancia indicaría que las condiciones presentes no serian las óptimas para su crecimiento. Así pues, la comunidad de archaea constituiría un sumidero de filotipos (seed-bank) esperando unas condiciones más propicias para su desarrollo. En cambio, la imagen que se obtuvo del lago kivu, un lago africano oligotrófico y meromíctico de origen volcánico situado entre rwanda y la república democrática del congo, fue totalmente distinto. En este lago, la comunidad de archaea estaba formada principalmente por linajes de archaea oxidadoras de amonio (aoa; relacionados con las crenarchaeota marine group i.1a y soil group i.1b). A su vez, la estructura de la comunidad era claramente distinta por debajo de la redoxclina, con un predominio de los linajes mcg y metanogenos. con el fin de determinar la actividad potencial de las comunidades de archaea estudiadas, se aplicaron dos aproximaciones distintas. En primer lugar, nos centramos en la detección de un gen clave en la nitrificación realizada por archaea (el gen amoa de archaea, que codifica para la subunidad ¿ de la enzima amonio monooxigenasa). Esta aproximación se realizó con éxito en muestras del lago kivu. La coincidencia de señales moleculares más intensas para este gen con máximos de nitrito y nitrato en la redoxclina evidenciaron que las aoa podrían estar activamente implicadas en los procesos de nitrificación del lago. Además, los resultados mostraron una segregación de acuerdo con el ambiente de detección del gen amoa de archaea y con el hecho de encontrar cantidades bajas o muy bajas de materia orgánica. En segundo lugar y con el fin de detectar aquellas archaea que incorporaban activamente bicarbonato como fuente de carbono, se utilizó una aproximación a nivel de célula individual combinando el uso de un trazador radioactivo (nah14co3) con la hibridación in situ fluorescente. Esta aproximación se realizó en la laguna hipereutrófica de coromina. Los experimentos de incubación in situ utilizando nah14co3 mostraron un predominio de los procesos fóticos en relación a los afóticos o quimiotróficos tanto en el epi- como en el metalimnion de la laguna donde los microorganismos fototróficos, tanto oxigénicos como anoxigénicos, dominaban la comunidad planctónica. Además, los resultados de los análisis de micro-card-fish revelaron una baja contribución (entre un 2 y un 10%) de las archaea planctónicas en los procesos de fijación oscura de carbono. En este sentido, los resultados anteriores junto con la acumulación de compuestos reducidos en la columna de agua de la laguna sugerirían que estas archaea realizarían un metabolismo hetero- o mixotrófico. Por otro lado, los resultados de micro-card-fish revelaron también la presencia de células hibridadas con la sonda para el grupo cytophaga-flavobacteria-bacteroidetes, lo que supone ampliar las capacidades metabólicas descritas hasta la fecha para este amplio grupo bacteriano. finalmente, otro aspecto tratado en la presente tesis doctoral fue analizar los patrones globales de distribución de las archaea mesófilas. En este sentido se realizó un análisis a nivel de linaje de la distribución global de las archaea lacustres combinando secuencias del gen 16s rrna y distintas herramientas estadísticas y de ecología general. En este sentido, se determinó que el oxígeno y la salinidad eran las principales fuerzas ambientales que determinarían la distribución global de las archaea mesófilas en ambientes lacustres. Por otro lado, el grupo mcg se mostró como el grupo indicador para los ambientes lacustres estratificados de agua dulce con una sulfureta activa, como por ejemplo la laguna del vilar y coromina. Por otro lado, el grupo marine crenarchaeota group i.1a fue definido como indicador para los ambientes lacustres oligotróficos, como el lago kivu.
Datos académicos de la tesis doctoral «Diversity, dynamics and activity of mesophilic archaea in stratified freshwater lakes. implications in biogeochemical cycles.«
- Título de la tesis: Diversity, dynamics and activity of mesophilic archaea in stratified freshwater lakes. implications in biogeochemical cycles.
- Autor: Marc Llirós Dupré
- Universidad: Girona
- Fecha de lectura de la tesis: 12/03/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Carles Borrego More
- Tribunal
- Presidente del tribunal: ricard Guerrero moreno
- María ramos Martinez alonso (vocal)
- carles Pedrós alió (vocal)
- Antonio Camacho gonzález (vocal)