Selection Of Phototrophic Microorganisms For Use As Bioindicators Of Heavy Metals In Natural Environments. Optimization Of High-Resolution Microscopy Techniques
- Autores: Juan Maldonado Ortiz
- Directores de la Tesis: Antoni Solé Cornellà (dir. tes.), Isabel Esteve Martínez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2011
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Neus Ferrer Miralles (presid.), Merce Marti Gaudes (secret.), Maria Soledad Goñi Urriza (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
En aquest treball s'ha determinat l'efecte i la capacitat de captació dels metalls pesants (Pb i Cu) per part de diferents microorganismes fotòtrofs i heteròtrofs, mitjançant tècniques microscòpiques d'alta resolució per tal de seleccionar microorganismes com a indicadors de contaminació per metalls. Per a aquest objectiu, han estat seleccionats diferents microorganismes fotòtrofs aïllats dels tapets microbians del delta de l'Ebre (un ecosistema declarat Parc Natural al 1983) i cianobacteris de la col.lecció de cultius Pasteur (PCC). Aquests tapets on dominen els microorganismes fotosintètics com els cianobacteris i les algues (productors primaris en aquests ecosistemes) poden patir contaminació per compostos tòxics com ara el petroli o els metalls pesants. En aquest treball, els metalls assajats per a la selecció de bioindicadors, han estat el plom (Pb) i el coure (Cu) donat que tots dos s'han detectat en el riu Ebre, i també perquè el primer és molt tòxic i no presenta cap funció biològica i el segon és en canvi un element essencial a baixes dosis i tòxic a elevades dosis. Per determinar la sensibilitat a un metall (tolerància-resistència), s'ha utilitzat la microscopia làser confocal acoblada a un detector espectrofluoromètric (CLSM-?scan). Els resultats demostren que Chroococcus sp. PCC 9106 i la microalga DE2009 presenten una major tolerància a Pb (0.5 mM) que Oscillatoria sp. PCC 7515 i Spirulina sp. 6313 (0,1 mM). Per determinar la biocaptació externa i interna del metall, s'ha utilitzat la microscòpia electrònica de rastreig (SEM), la microscòpia electrònica de transmissió (TEM) i el microanàlisi d'energia dispersiva per raigs X (EDX) acoblada a aquests dos microscopis. Els resultats indiquen que, tots els microorganismes utilitzats (tant els fotòtrofs com els heteròtrofs) tenen la capacitat d'acumular Pb i Cu externament en el seu EPS. Finalment, l'anàlisi de les seccions ultrafines (TEM-EDX) mostra que tots els microorganismes fotòtrofs estudiats acumulen Pb en les inclusions de polifosfat (PP). Per contra, els bacteris heteròtrofs tot i presentar aquestes inclusions, no acumulen cap dels dos metalls, ni en el citoplasma ni en les inclusions intracel·lulars. Una vegada provada l'eficàcia d'aquestes tècniques microscòpiques tant en els microorganismes aïllats de l'ambient natural com en els de col.lecció, s'ha realitzat el mateix tipus d'assajos en microcosmos, amb l'objectiu d'obtenir bons bioindicadors de contaminació per metalls, tenint com a objectiu final la seva aplicació en l'ambient natural. En aquests experiments s'ha assajat únicament el Pb, i s'ha comprovat que igual que en els cultius, els microorganismes més abundants seleccionats en aquest sistema artificial, Lyngbya-like i Phormidium-like (cianobacteris) tenen la capacitat d'acumular aquest metall tant externa com internament i sempre en inclusions de PP. Considerant tots els resultats obtinguts es podria concloure que tots els cianobacteris i la microalga DE2009 analitzats podrien ser considerats bons indicadors de contaminació per metalls. No obstant això, Oscillatoria sp. i Microcoleus sp. han estat seleccionats per ser: els més abundants en l'ambient natural, de major grandària, tolerants a elevades concentracions de metalls i finalment per la seva capacitat d'acumular-los extra i intracel·lularment.
