Caracterización genética de la biodiversidad y sus alteraciones en comunidades bentónicas marinas de los parques nacionales

• Xavier Turón ^[3] ; Owen S. Wangensteen ^[4] ; Creu Palacín ^[1] ; Emma Cebrián ^[2]
  1. [1] Universitat de Barcelona

     Universitat de Barcelona

     Barcelona, España

     
  2. [2] Universitat de Girona

     Universitat de Girona

     Gerona, España

     
  3. [3] Centre d’Estudis Avançats de Blanes (CEAB, CSIC)
  4. [4] University of Norway

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• Localización: Proyectos de investigación en parques nacionales: 2013-2017 / coord. por José Francisco Amengual Ramis, 2019, ISBN 978-84-8014-924-2, págs. 349-368
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Genetic assessment of biodiversity and its alterations in marine benthic communities of national parks
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• Resumen
  • español

    El proyecto Metabarpark se propuso tres objetivos: generar un inventario exhaustivo de la biodiversidadpresente en las comunidades bentónicas de los dos Parques Nacionales con dominio marino (Archipiélagode Cabrera e Islas Atlánticas de Galicia), analizar el impacto de las algas invasoras sobre esas comunidadesy establecer un protocolo para aplicar la técnica del metabarcoding a comunidades bentónicas de sustratoduro. Se eligió trabajar con cuatro comunidades representativas en cada Parque, más tres comunidades do-minadas por algas invasoras y una comunidad de laguna costera. Los muestreos se realizaron en 2014 y 2015para analizar cambios temporales, en distintas estaciones (primavera y otoño) para analizar posibles varia-ciones estacionales y en comunidades invadidas y no invadidas, para analizar la variabilidad debida a losimpactos derivados de invasiones biológicas (algas invasoras). Las muestras se separaron en tres fraccionesde talla: megabentos (>10 mm), macrobentos (1-10mm) y meiobentos (60μm-1mm). En total se secuenciaron155 muestras, obteniéndose más de 20 millones de secuencias de cada uno de los genes estudiados: 18S yCOI. Se desarrolló un procedimiento bioinformático para procesar las secuencias. En el muestreo de 2014se detectaron un total de 5.826 MOTUs (Unidad Taxonómica Operativa Molecular, el equivalente genéticoa la especie) de eucariotas con 18S y 21.452 MOTUs con COI. Los grupos más diversos fueron Metazoa,Archaeplastida y Stramenopiles. Dentro de los Metazoa, Arthropoda, Annelida y Cnidaria fueron los Ti-pos más diversos. Los resultados mostraron que el procedimiento de separar en fracciones de talla permitecapturar la mayor parte de la diversidad de eucariotas presente. Las comunidades están bien diferenciadasentre ellas y también se detectaron diferencias significativas entre años y entre estaciones, al comparar losmuestreos de 2014 y 2015. En un estudio específico con el muestreo de 2015, en dos de las tres especies de al-gas investigadas se encontró un efecto importante de la presencia de algas invasoras en la comunidad subya-cente. Las bases de datos generadas deben considerarse como información de base para una monitorizacióncontinuada de estas comunidades, que permita detectar cambios (incluso poco aparentes) antes de que lospotenciales impactos sean evidentes macroscópicamente.

  • English

    The project Metabarpark set out to achieve three objectives: to compile an exhaustive inventory of the bio-diversity in benthic communities of the two National Parks with maritime domains (Cabrera Archipelagoand Atlantic Islands of Galicia); to analyse the impact of invasive seaweeds in these communities, and toestablish a protocol to apply metabarcoding procedures to hard-substrate benthic communities. We choseto work with four representative communities in each Park plus three communities with invasive seaweedsand one from a littoral lagoon. Samplings were performed in 2014 and 2015, to allow analysing temporaltrends, in spring and autumn, to analyse seasonal variability, and in invaded an non invaded assemblages,to deal with the impact derived from bioinvasions (i.e. invasive algae). Samples were size-fractionated inmegabenthos (>10 mm), macrobenthos (1-10mm), and meiobenthos (60 μm-1mm). A total of 155 sampleswere sequenced, obtaining more than 20 million sequences for each of the two genes analysed: 18S and COI.A bioinformatics pipeline was developed for processing these reads. In the 2014 sampling, a total of 5,826eukaryotic MOTUs (molecular operational taxonomic units, the genetic proxy for species) were detectedwith 18S, and 21,452 with COI. Metazoa, Archaeplastida, and Stramenopiles were the most diverse groupsfound. Within Metazoa, Arthropoda, Annelida and Cnidaria were the most MOTU-rich groups. The resultsshowed that our size-fractionation procedure allowed capturing most of the eukaryotic diversity present.The communities were well differentiated among them, and both seasonal and inter-annual differences couldbe detected when comparing samples from 2014 and 2015. In a specific study in 2015, we found an importanteffect of the invasive algae (as compared to control samples) on the understory community for two of thethree seaweeds analysed. The databases generated should be considered baseline information for a continuedmonitoring of these communities in order to detect subtle changes before potential impacts become macros-copically apparent.