Resumen de Variacion estacional de la estructura y funcionamiento de las comunidades microbianas de sistemas hipersalinos en el Alto Guadalquivir
- español
La presente Tesis Doctoral aborda un estudio comparativo de las comunidades planctónicas microbianas de las aguas hipersalinas de explotaciones salineras en la comarca del Alto Guadalquivir (sur de España). Estos sistemas constituyen no sólo un patrimonio sociocultural de gran significado en nuestra región sino que se caracterizan por la presencia de comunidades de gran valor ecológico, por su singularidad y capacidad de adaptación a condiciones estresantes. En estas circunstancias, los objetivos fundamentales del presente trabajo han sido la caracterización de las comunidades microbianas en un conjunto de salinas de la región mencionada anteriormente y el análisis de las variaciones en la composición y funcionamiento de tales comunidades a lo largo de un ciclo estacional. Todo ello bajo una aproximación integradora de las perspectivas de estudio desde el punto de vista taxonómico y desde el punto de vista del análisis de la estructura de tamaños de las comunidades. Los componentes microbianos que se han analizado han sido: bacterioplancton, picoplancton-nanoplancton, microplancton y protozoos ciliados. El análisis del pico-nanoplancton se llevó a cabo por la técnica automatizada de citometría de flujo, que hubo que poner a punto para este tipo especial de ecosistemas. Los resultados de esta puesta a punto se presentan en el primer capítulo de esta tesis. Para alcanzar tal objetivo fueron puntualmente muestreadas dos salinas, las salinas de Barranco Hondo (Jaén) y San Carlos (Jaén), y la laguna Honda (Alcaudete). El análisis del bacterioplancton y microplancton (fitoplancton y ciliados) se realizó mediante el empleo de distintas técnicas de análisis directo basadas en sistemas automáticos de imagen conectados tanto a microscopía de epifluorescencia como de campo claro e invertida. Los espectros de tamaño y biomasa microbiana se relacionaron con las variables físico-químicas más relevantes en este tipo de medios, tales como el total de sólidos disueltos, la alcalinidad o la concentración de iones. Estas variables fueron medidas tanto utilizando una sonda multiparamétrica de campo como a través de técnicas de laboratorio. La caracterización de las diferentes salinas analizadas (Capítulo 2) puso de manifiesto la falta de correlación existente entre los niveles de salinidad y las variables biológicas. Sin embargo, si se apreciaron algunas tendencias sobre todo en el caso de la presencia de determinados grupos fitoplanctónicos en relación con la distinta composición iónica de las aguas. Las clorofíceas fueron el grupo dominante en el conjunto de salinas estudiadas, estando presentes en todos los ecosistemas estudiados. La presencia de estas especies, fundamentalmente Dunaliella salina y Dunaliella viridis, son una constante en la mayor parte de los ecosistemas hipersalinos mundiales. El análisis de la variación temporal (Capítulo 3), se llevó a cabo en dos salinas caracterizadas por una situación de funcionamiento distinta como fueron las salinas de Barranco Hondo (abandonada) y Don Benito (en explotación). Durante el ciclo anual de estudio se han observado cambios en los espectros de tamaño que se han manifestado de forma diferente en los rangos más pequeños, donde se ha mantenido la forma del espectro, que en el de las células mayores, con cambios más irregulares. La característica más destacable de estas distribuciones es la escasa biomasa de individuos en las clases de organismos de tamaños entre 1 y 10 m3, mientras que la mayor biomasa se dio en algunos casos entre las clases de tamaño entre 128 y 1024 m3, y en otros casos en las clases de tamaños más grandes, ya pertenecientes al fitoplancton conocido como microplancton, entre 1,6x104 y 105 m3. La aparición de diatomeas como Niztchia son probablemente las responsables del aumento de biomasa a estos niveles de la escala de tamaños. Finalmente, se ha estudiado la composición y espectro de tamaño de las comunidades de protozoos ciliados de siete diferentes salinas y se ha caracterizado el seed-bank (banco de semillas) de especies mediante experimentos de manipulación en el laboratorio (Capítulo 4). Estos experimentos consistieron en diluciones de la muestra original y en el seguimiento regular a través de microscopía de los cultivos de las mismas. Se ha visto que al igual que ocurre en algunos sistemas de agua dulce o marinos, los espectros de tamaños de la comunidad microbiana de estas salinas presentan discontinuidades en el seno de los mismos, resultado de la carencia de ciertos grupos funcionales. Los ciliados abarcaron un rango bastante amplio de tamaños dentro de estos espectros, gracias en parte a la presencia de numerosas especies crípticas.
- English
Abstract This doctoral thesis deals with a comparative study of planktonic microbial communities from water hypersaline exploited solar salterns in the Alto Guadalquivir (southern Spain).These systems are not only a cultural heritage of great significance in our region but are characterized by the presence of communities of high ecological value, for its uniqueness and ability to adapt to stressful conditions. In these circumstances, the fundamental objectives of this study were to characterize the microbial communities in a set of solar salterns in the mentioned above region and the analysis of variations in the composition and functioning of such communities along a seasonal cycle. This objective was approached in an integrative mode based on the study of the taxonomy and the size structure analysis of these communities. Microbial components that have been analysed were: bacterioplankton, picoplankton, nanoplankton, microplankton and ciliated protozoa. The pico-nanoplankton analysis was carried out by the automated technique of flow cytometry, that we have had to make up for this special type of ecosystem. The results of this set-up are presented in the first chapter of this thesis. To achieve this goal we have sampled two solar salterns, Barranco Hondo (Jaén) and San Carlos (Jaén), and the saline wetland Laguna Honda (Alcaudete). The analysis of bacterioplankton and microplankton (phytoplankton and ciliates) was performed by using different techniques based on direct analysis of automatic image connected to both epifluorescence and inverted microscopy. The size and biomass spectra were related to physical-chemical properties relevant to this type of systems, such as total dissolved solids, alkalinity or ion concentration. These variables were measured using a multiparametric field probes and through laboratory techniques.The characterization of the analyzed solar salterns (Chapter 2) highlighted the lack of correlation between levels of salinity and biological variables. However, some trends were clearly observed, especially in the case of the presence of certain phytoplanktonic groups in relation to the different ionic composition of the water. The Chlorophyceae were dominant in all studied systems, being present in all of them. The presence of these species, mainly Dunaliella salina and Dunaliella viridis, are a constant in most of the hypersaline ecosystems of the world. The analysis of the seasonal variation (Chapter 3), was conducted in two solar salterns characterized by a different exploit situation, the solar salterns of Barranco Hondo (abandoned) and Don Benito (in operation). During this study, remarkable changes in the size spectra were recorded with a clear difference between the changes at the small cells range, keeping the same size structure, and the big cells range, with an irregular behaviour. The most remarkable feature of these distributions is the low biomass of individuals with sizes between 1 and 10 m3, while that the highest biomass was present in some cases in the size ranges between 128 and 1024 m3, and in another cases in higher size ranges, theses ranges belonging of the phytoplankton known as microplankton, between 1,6x104 and 105 m3. The occurrence of diatoms as Niztchia is probably responsible of the biomass increasing at these size ranges. Finally, the composition and size spectrum of ciliated protozoa communities was studied in seven different solar salterns. At the same time, the characterization of the "seed-bank" was carried out through laboratory manipulation experiments (Chapter 4). These experiments consisted in dilutions from original sample wich were cultured and regularly analysed on microscope. The size spectra of the microbial community of these solar salterns have been characterized by the presence of discontinuities, as have been described in some freshwater and marine systems, due to the lack of some functional groups. Ciliates covered a fairly wide range of sizes thanks to the presence of a significant number of cryptic species
