Spatial and temporal patterns of marine prokaryotic diversity along the particulate matter continuum

Abstract

Los microoganismos océanicos conforman un extenso microbioma donde los individuos interactúan constantemente con la materia particulada. Sin embargo, la gran mayoría de los estudios de microorganismos no tienen en cuenta aquellos asociados a la materia particulada o, si los tienen en cuenta, no consideran los distintos tamaños que presentan las partículas. El objetivo principal de la presente tesis es la caracterización de la diversidad de procariotas a lo largo del contínuo de tamaños de las partículas marinas presentes en el océano, así como también describir su variabilidad temporal y espacial a distintas escalas. Primero de todo, proponemos un fraccionamiento múltiple de tamaños de partículas como método de muestreo que proporciona una mejor comprensión de la diversidad procariótica que los métodos de muestreo comunes. Nuestro trabajo indica que cada fracción de tamaño presenta comunidades procarióticas distintas que además varian en el espacio, en el tiempo, y a distintas escalas. En general, existe un incremento de la riqueza de las comunidades bacterianas desde las partículas pequeñas a las más grandes, sugiriendo que las partículas más grandes contribuyen nuevos nichos ecológicos. La excepción a esta tendencia se observa en el batipelágico, donde la riqueza disminuye desde la fracción pequeña hacia las grandes. Por el contrario, las arqueas presentan en general más riqueza en las fracciones más pequeñas. Comparando bacterias y arqueas, estas últimas presentan menor diversidad y abundancias relativas, pero su relevancia incrementa desde la superfície del océano hacia el batipelágico. Hemos clasificado los grupos taxonómicos bacterianos según si tienen preferencia por fracciones pequeñas, preferencia por fracciones grandes, o si no presentan una preferencia clara por fracciones pequeñas o grandes. Esta clasificación se presenta como una alternativa a la tradicional separación simple entre bacterias de vida libre o asociadas a partículas. La mayoría de grupos taxonómicos mantienen en el espacio y en el tiempo la preferencia por determinados tamaños de partícula. Sin embargo, algunos grupos taxonómicos cambian sus preferencias en perfiles verticales desde la superfície hacia el batipelágico y también a lo largo del tiempo. Hemos visto, además, que el batipelágico está dominado por procariotas también existentes en aguas superficiales, y que existe una conectividad vertical entre las comunidades procarioticas a lo largo de toda la columna de agua mediada por las partículas que sedimentan. Dicha conectividad ocasiona que la biogeografía del batipelágico esté estrechamente relacionada con la colonización de partículas en superfície. En definitiva, esta tesis refleja la complejidad de las comunidades procariotas presentes en el continuo de tamaños de partículas presentes en el océano y muestra la necesidad de mantener esta perspectiva para describir así de forma más precisa y completa la diversidad de los procariotas marinos.