La implicancia de las algas mixotróficas en la trama trófica microbiana de lagos someros oligotróficos de Patagonia Norte y de la Península Antártica
La mixotrofía es una estrategia nutricional que combina dos capacidades tróficas en un único organismo: autotrofía y heterotrofía. Ampliamente presente en algas fitoplanctónicas flageladas, esta doble estrategia cobra particular relevancia en ambientes acuáticos con baja disponibilidad de nutrien...
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| Publicado: |
Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universitario Bariloche
2013
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Tramas tróficas Ecosistemas Algas fitoplanctónicas flageladas Algas picoplanctónicas Algas mixotróficas Autotrofía Heterotrofía Cryptophyceae Lagos someros Lago Escondido (Patagonia, Argentina) Estudio de casos Doctora en Biología Ciencias de la Tierra y Medio Ambiente Gerea, Marina La implicancia de las algas mixotróficas en la trama trófica microbiana de lagos someros oligotróficos de Patagonia Norte y de la Península Antártica |
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Tramas tróficas Ecosistemas Algas fitoplanctónicas flageladas Algas picoplanctónicas Algas mixotróficas Autotrofía Heterotrofía Cryptophyceae Lagos someros Lago Escondido (Patagonia, Argentina) Estudio de casos Doctora en Biología Ciencias de la Tierra y Medio Ambiente |
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La mixotrofía es una estrategia nutricional que combina dos capacidades
tróficas en un único organismo: autotrofía y heterotrofía. Ampliamente presente en algas fitoplanctónicas flageladas, esta doble estrategia cobra particular relevancia
en ambientes acuáticos con baja disponibilidad de nutrientes y/o de luz. Por este
motivo, las condiciones ambientales determinan su importancia en la comunidad
fitoplanctónica. En particular, la concentración y la calidad de la materia orgánica
disuelta (MOD) influyen directamente en las tramas tróficas determinando las
propiedades físicas o químicas de un ambiente (e.g. la disponibilidad de luz), y
actuando como fuente de carbono y energía en los ecosistemas. La MOD es
sustrato fundamentalmente de las bacterias, que compiten por los nutrientes con
los organismos autotróficos, y que al mismo tiempo representan junto con las
algas picoplanctónicas (picocianobacterias y picoeucariotas) una fuente de
alimento disponible para mixótrofos y heterótrofos.
Hace algunos años se ha planteado que las algas mixotróficas se distribuyen
dentro de un espectro de estrategias de nutrición (i.e. las especies explotan
diferencialmente ambas capacidades nutricionales), existiendo desde especies
predominantemente autotróficas, hasta especies predominantemente heterotró-
ficas. En función de esto, en el Capítulo II planteamos evaluar la composición, la
dinámica y las distintas estrategias de las algas mixotróficas, en dos lagos
oligotróficos someros (Escondido y Morenito) con similar composición fitoplanctónica
dominada por especies mixotróficas, pero con diferente concentración de
MOD. A pesar de la marcada diferencia en la concentración de MOD entre los
lagos, la biomasa de bacterias fue similar entre ellos. Esto probablemente se debe
a que el Escondido presenta mayor concentración de MOD alóctona, es decir, de
menor calidad para el consumo bacteriano, en relación al Morenito. El 75 % de la
comunidad nano- y microplanctónica (fitoplancton, flagelados heterotróficos y
ciliados) estuvo representada por algas mixotróficas en ambos lagos, aunque su
dinámica fue diferente en cada uno, ya que su biomasa estuvo dominada por
distintos taxa. La Clase Chrysophyceae dominó el fitoplancton del lago Escondido
caracterizado por mayor aloctonía y, por lo tanto, con menor disponibilidad de luz.
En contraste en el Morenito dominaron las Cryptophyceae. La dominancia de esta
Clase estaría asociada a una diferente calidad espectral de la luz. Este lago
presentó mayor disponibilidad de luz verde, la cual es aprovechada por las
Cryptophyceae debido a que poseen ficobilinas, pigmentos accesorios a la
clorofila a que absorben principalmente en las longitudes de onda correspondientes
al verde. Esto indica que la calidad de la luz, además de su cantidad
(ambas influenciadas por la calidad y la cantidad de MOD), determinan la
composición de las especies de un ambiente. Además, dentro de las algas
mixotróficas que habitan estos lagos, las Cryptophyceae son las menos
heterótrofas. Esto apoya la hipótesis de que en ambientes con menor
concentración de MOD la autotrofía sería relativamente más importante que en
lagos donde la concentración de MOD es mayor.
Considerando la importancia de las algas mixotróficas en estos ambientes y
sus diferentes estrategias nutricionales, en el Capítulo III se analizó experimentalmente
su actividad fagotrófica sobre presas de distinto tamaño y se la comparó
con la actividad fagotrófica de los flagelados heterotróficos. Para ello, se
realizaron experiencias de fagotrofía utilizando tres tipos de presas de distinto tamaño, usualmente presentes dentro del espectro natural de presas (bacterias,
picocianobacterias y picoeucariotas). Los flagelados mixotróficos fueron responsables,
en promedio, del 80 % de la ingestión debida a los flagelados, del 50 % de
la bacterivoría total y del 70 % de la herbivoría total en ambos lagos.
Pseudopedinella sp. (Dictyochophyceae) presentó las tasas específicas de
bacterivoría y herbivoría más altas en estos ambientes, incluso mayores que los
flagelados heterotróficos. Fue claramente el taxón más importante desde el punto
de vista global, que junto con los taxa de la Clase Chrysophyceae (Ochromonas
sp. y Chrysophyceae >5 µm), más importantes en el Escondido, fueron ubicados
en el extremo más fagotrófico del espectro de estrategias de nutrición. Mientras
que Plagioselmis lacustris y Cryptomonas erosa (Cryptophyceae), más
importantes en el Morenito, presentaron las menores tasas específicas de
depredación, por lo que fueron ubicadas en el extremo más autotrófico del
espectro de estrategias nutricionales. El resto de las especies fagotróficas
(Dinobryon divergens, Chrysochromulina parva y Gymnodinium varians) tomaron
posiciones intermedias dentro del espectro nutricional. Los organismos
fagotróficos llegaron a consumir en conjunto hasta el 39 % de la biomasa de las
bacterias y hasta el 78 % de las picocianobacterias por día. En general las
picocianobacterias fueron la presa preferida por la mayoría de los taxa analizados,
probablemente debido a su tamaño y a su calidad nutricional.
Por último, en el Capítulo IV se analizó la selectividad de presas de los
flagelados mixotróficos y heterotróficos sobre diferentes filotipos de procariotas
heterotróficos (FPH), Bacteria y Archaea, pertenecientes a ensambles naturales
de lagos antárticos oligotróficos. En este estudio se evaluó por primera vez la
preferencia de presas in situ sobre diferentes taxa mixotróficos (Pseudopedinella
sp., Chrysophyceae >5 µm y células tipo-Ochromonas). Los FPH fueron
identificados mediante la técnica de CARD-FISH. Los flagelados bacterívoros
presentaron algunas tendencias de selectividad sobre ciertos FPH. Las
Alphaproteobacteria y las Betaproteobacteria, a pesar de su gran abundancia,
fueron seleccionados negativamente por todos los protistas bacterívoros,
probablemente debido a su tamaño. Contrariamente, las Actinobacteria fueron
seleccionadas positivamente por todos los bacterívoros. Se platean tres
posibilidades para explicar este patrón: (a) que el tamaño celular de este filotipo
sea el más “adecuado” para ser depredado entre todos los filotipos, (b) que
posean un mayor tiempo de digestión por la posible presencia de una capa de
protección denominada capa-S, (c) por el contrario, que sean vulnerables a la
depredación por no contar con la presencia de esta capa-S. Por su parte, los
Bacteroidetes fueron depredados de forma aleatoria. Llamativamente, todos los
flagelados evaluados presentaron un patrón de preferencia similar. Los resultados
sugieren que la afiliación filogenética determina parcialmente la selección de
presas por parte de los protistas. Sin embargo, probablemente otras
características transversales a los diferentes FPH como el tamaño celular, la
morfología y la presencia de la capa-S explicarían la similitud en la preferencia de
presas observada entre los flagelados. |