Diversity and function of small eukaryote plankton in the coastal waters in front of the ría de vigo in the context of global change

Resumo

En la actualidad estamos entrando en una nueva época geológica, el Antropoceno, que se caracteriza porque los humanos están alterando tanto el sistema terrestre que se está sobrepasando su capacidad regulatoria. El plancton marino eucariota de pequeño tamaño (<20 µm) juega un papel esencial en funcionamiento del planeta debido a su diversidad y contribución en términos de biomasa y actividad. Realiza casi el 50% de la producción primaria planetaria y además tiene una gran diversidad de papeles en el ecosistema, lo que lo convierte en uno de los principales mediadores de los ciclos biogeoquímicos de los elementos. El noroeste de la Península Ibérica es de gran importancia ecológica y económica debido a las características oceanográficas de la zona. El afloramiento intermitente, de marzo a octubre, de aguas frías y ricas en nutrientes sostiene la gran productividad de esta zona costera. La biomasa del plancton microbiano de pequeño tamaño representa, aproximadamente, un 80% de la biomasa microbiana en las aguas superficiales de la zona, sin embargo, se desconoce su diversidad y variabilidad temporal. En esta tesis hemos realizado un estudio detallado sobre su diversidad y variabilidad temporal mediante la utilización de herramientas moleculares. Los objetivos específicos de la tesis son: - Describir la variabilidad temporal de la composición de la comunidad del plancton eucariota de pequeño tamaño que habita la superficie y la base de la zona fótica de las aguas de la plataforma continental frente a la Ría de Vigo. - Estudiar las relaciones entre los factores abióticos, la composición de la comunidad y las funciones realizadas por los eucariotas de pequeño tamaño. - Evaluar el papel de las interacciones bióticas cómo factores de estructuración de la comunidad de eucariotas de pequeño tamaño. - Explorar la importancia relativa del metabolismo autotrófico y heterotrófico de los taxones más abundantes de eucariotas de pequeño tamaño. - Evaluar la respuesta de la composición de la comunidad de eucariotas de pequeño tamaño al enriquecimiento de nutrientes inorgánicos y/o orgánicos de las aguas superficiales de la plataforma de la Ría de Vigo. Las principales conclusiones obtenidas son: - La composición de la comunidad de eucariotas de pequeño tamaño muestra una fuerte variabilidad temporal, tanto en superficie como en la base de la capa fótica, en las aguas costeras frente a la Ría de Vigo. - Ostreococcus fue el taxon más abundante en aguas superficiales, mostrando pronunciados picos de abundancia en primavera y finales de verano, mientras que los Sydiniales fueron los que dominaron en la base de la capa fótica. - En superficie, se encontró un patrón estacional bien definido de la composición de la comunidad de eucariotas planctónicos de pequeño tamaño, asociado con la sucesión de los taxones dominantes. La estacionalidad en la base de la zona fótica fue menos evidente. - Aunque los patrones estacionales de la comunidad están significativamente relacionados con los cambios en los factores abióticos, las interacciones interespecíficas parecen jugar un papel importante en la sucesión de especies en las aguas superficiales. - Los cambios en la composición de la comunidad, en superficie, están significativamente correlacionados con los cambios en las variables relacionadas con la función de la comunidad, incluyendo la biomasa del fitoplancton, la producción primaria y la respiración de la comunidad. - Los análisis de redes de coocurrencia sugieren el papelestabilizante de las interacciones bióticas sobre la respuesta de las comunidades eucariotas de pequeño tamaño a las perturbaciones medioambientales. Varias OTUs de criptofíceas y mamielofíceas mostraron un gran número de conexiones interespecíficas en aguas superficiales. - El claro patrón temporal observado en la abundancia de células de grupos específicos de eucariotas pequeños sugiere que ocupan diferentes nichos ecológicos que pueden estar parcialmente definidos por diferentes estrategias metabólicas. - Los géneros Ostreococcus, Micromonas y Bathycoccus, muestran una proporción significativa de células que utilizan aminoácidos durante el periodo de estratificación estival, sugiriendo que el metabolismo heterotrófico puede ser relevante dentro del picofitoplancton. - El fitoplancton eucariota de pequeño tamaño responde más positivamente a la adición combinada de nutrientes inorgánicos y orgánicos que a la adición única de nutrientes inorgánicos, mostrando un incremento mayor de la biomasa cuando la concentración de nutrientes inorgánicos en el ambiente es más baja. - Los efectos beneficiosos de la adición conjunta de nutrientes inorgánicos y orgánicos, comparada con la adición única de nutrientes inorgánicos, no fueron, aparentemente, exclusivos de taxones potencialmente mixotróficos, como criptofíceas, crisofíceas, bolidofíceas y dictiocofíceas, sino también de grupos considerados estrictamente autótrofos, como las diatomeas y las mamielofíceas.