Biodiversidad y ecología de las comunidades planctónicas microbianas en lagos de la Península Antártica y Shetlands del Sur

UNREIN, F.; IZAGUIRRE, I.; MASSANA, R.; BALAGUÉ, V.; GASOL, J. M.

Granada, España

Simposio; VII Simposio Español de Estudios Polares; 2006

Los lagos antárticos se caracterizan por permanecer la mayor parte del año congelados, por carecer de peces, y por poseer una trama trófica relativamente simple y una biodiversidad aparentemente muy baja. Es así que los procesos microbianos dominan claramente estos ambientes. Los microorganismos planctónicos eucariotas que habitan estos cuerpos de agua son usualmente <5 mm, unicelulares y flagelados. También se ha reportado la presencia de picoeucariotas (<2 mm) cocoides, aunque aun se sabe muy poco de ellos. A pesar del rol esencial de estos organismos en este sistema, debido a la ausencia de características morfológicas que permitan su correcta identificación por métodos tradicionales de microscopía, se sabe muy poco acerca de la biodiversidad de las especies dominantes, El objetivo de nuestra investigación es profundizar nuestro conocimiento sobre la biodiversidad de microorganismos eucariotas planctónicos, a través de la combinación de técnicas tales como la microscopía (microcopio óptico, invertido y epifluorescencia), biología molecular (DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis, secuenciación del gen 18S rDNA, y análisis filogenéticos) y citometría de flujo. El propósito es obtener la mayor información posible no solo desde el punto de vista morfológico sino también molecular. Asimismo, se sabe que muchas de las algas dominantes son potencialmente mixotróficas, es decir que además de realizar la fotosíntesis tendrían la capacidad de fagocitar bacterias y así explotar la fracción particulada como fuente alternativa de alimento. En este estudio se han realizado también experimentos de bacterivoría para estimar la relevancia que tienen ente modo trófico en relación a los flagelados estrictamente heterotróficos.El estudio se centró en tres zonas: una situada en la Península Antártica y las otras dos en el archipiélago de las Shetland del Sur. Se muestrearon 6 lagos en Bahía Esperanza (Península Antártica), 4 en Península Potter (Isla King Geroge) y 3 en Península Bayers (Isla Livingston). Se realizaron dos relevamientos en cada lago y en cada temporada para los lagos de Bahía Esperanza, mientras que el resto fueron muestreados durante un solo verano.Los análisis de microscopía sobre el nanoplancton, mostraron una dominancia de Chrysophyceae flageladas (Ochromonas y/o Chromulina), especialmente en los lagos oligotróficos de Bahía Esperanza, mientras que los lagos más eutófricos (debido al aporte de guano de las pingüineras) están dominados por Chlamydomonas (Chlorophyceae) estrictamente autotróficas, y por flagelados y ciliados heterótrofos. Los cuerpos de agua de las Shetland del Sur se caracterizaron por una mayor abundancia y diversidad de diatomeas. De entre las Chrysophyceae dominantes se observaron al menos 5 morfos distintos, mientras que los picoeucariotas estuvieron representados al menos por dos morfotipos distintos, alcanzando en algunos casos densidades muy elevadas. En particular en el lago Boeckella (Bahía Esperanza) se registraron hasta 105 cels. mL-1. Estos datos fueron confirmados por análisis de citometría de flujo.Los análisis de DGGE revelaron un número de bandas relativamente bajas. Dentro de estas, el grupo más diverso en el nanoplancton fue el de las Chrysophyceae. Mientras que otras correspondieron a los grupos Chlorophyta, Bacillariophyceae, Cercozoa y Dictyochophyceae. Los patrones de bandas encontrados muestran que los lagos comparten un considerable número de secuencias, lo que indicaría la existencia de taxones bien adaptados al ecosistema antártico y bien distribuidos entre los distintos ambientes estudiados. Por ejemplo, dos de las Chrysophyceae (presuntamente Ochromonas), se encontraron en la todos los lagos de Bahía Esperanza e inclusive en lagos de Península Potter. Asimismo, algunas secuencias fueron encontradas únicamente en determinados ambientes, lo que estaría relacionado probablemente con el estado trófico del lago o también con las condiciones locales de cada una de las regiones muestreadas.Es interesante destacar el primer registro de una Dictyochophyceae en lagos antárticos. Los análisis de microscopía sugieren que esta secuencia podría corresponder a una Pseudopedinella, y que solo fue encontrada en ambientes oligotróficos. Los experimentos de bacterivoría  indicaron no solo que las Chrysophyceae dominantes son mixotróficas, sino que además esta Pseudopedinella también lo es, y que aparentemente su actividad fagocítica estaría relacionada positivamente con la temperatura del agua. Finalmente, se observó un cambio gradual del modo trófico dominante desde los lagos oligotróficos a los eutróficos. Los ambientes más pobres en nutrientes están dominados por organismos mixotróficos, mientras que en aquellos más eutroficados los microorganismos más abundantes son autotróficos o heterotróficos estrictos. Asimismo se observó un cambio en la estructura de tamaño en los organismos dominantes, desde individuos pequeños (2-5 mm) en los lagos oligotróficos hacia organismos más grandes (5-10 mm) en condiciones de abundancia de nutrientes.Este trabajo fue realizado en el marco del proyecto de cooperación MIXANTAR (REN2002-11396-E/ANT) entre el Instituto de Ciencias del Mar (CSIC) de Barcelona, la Dirección Nacional del Antártico Argentino y el laboratorio de Limnología de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, Argentina.