Monitorización del estado fisiológico de los biofilms de la Cueva de Nerja (Málaga) mediante la fluorescencia in vivo de la clorofila a asociada al Fotosistema II
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Félix L. Figueroa [1] ; Nathalie Korbee [1] ; Paula Celis-Plá [1] ; Celia G. Jerez [1] ; Félix Álvarez-Gómez [1] ; Yolanda del Rosal [3] ; Mariona Hernández-Mariné [2]
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[1] Universidad de Málaga
Universidad de Málaga
Málaga, España
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[2] Universitat de Barcelona
Universitat de Barcelona
Barcelona, España
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[3] Fundación Cueva de Nerja. Instituto de Investigación
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- Localización: Iberoamérica subterránea: CUEVATUR 2014, I Congreso Iberoamericano y V Congreso Español sobre Cuevas Turísticas / coord. por José María Calaforra Chordi, Juan José Durán Valsero, 2014, ISBN 978-84-617-1908-2, págs. 487-497
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Monitoring of physiological status of biofilms in the nerja cave (málaga) by using in vivo chlorophyll a fluorescence by photosystem ii
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Resumen
- español
La taxonomía y estructura de los microorganismos fotosintéticos de los biofilms de la Cueva de Nerja han sido estudiados mediante técnicas moleculares y microscópicas. Sin embargo, se desconoce la producción fotosintética y estado fisiológico de los biofilms en las condiciones ambientales de la cueva. En este trabajo se presentan los primeros datos del rendimiento y capacidad fotosintética determinados in situ en biofilms en dos estaciones (Ne 8 y Ne 12) mediante el uso de la técnica no intrusiva basada en la fluorescencia in vivo de la clorofila a asociada al fotosistema II. Los rendimientos fotosintéticos fueron monitorizados in situ cada 5 min como indicadores del estado fisiológico de los biofilms: rendimiento efectivo (YII) en periodos de iluminación y rendimiento máximo (Fv/Fm) en periodos de oscuridad. Por otro lado, la producción fotosintética se estimó mediante la tasa transporte electrónico relativo (rETR). El estudio se realizó en dos momentos del año en los que se alcanzaron niveles de CO2 muy diferentes: marzo con valores medios de 566 ppm y julio con 1065 ppm. Los valores de humedad fueron de 69-72% en marzo y por encima del 95% en julio mientras la temperatura media no cambió mucho en los dos periodos del año (18,3-19,9 oC). En la estación Ne 8 con biofilms de Chroococcidiopsis sp., los rendimientos fotosintéticos determinados in situ aumentaron sensiblemente (8 veces) con la duplicación de los niveles de CO2 en el interior de la cueva. En cambio, la producción máxima (rETRmax) de los biofilms hidratados solo incrementó 1,34 veces. En la estación Ne 12 con un biofilm de mayor diversidad de organismos fotosintéticos, las diferencias de los rendimientos fotosintéticos no fueron apreciables (0,4-0,5) pero los incrementos de rETRmax fueron de 2,6 veces con la duplicación de los niveles de CO2. Por otro lado, los rendimientos máximos disminuyeron en el periodo de oscuridad. En este trabajo se demuestra la utilidad de los fluorímetros de pulso de amplitud modulada para valorar el rendimiento y la capacidad fotosintética de los biofilms de un modo no intrusivo y mostrar el efecto de las variables ambientales sobre el estado fisiológico de los biofilms. La microscopía confocal que aporta información estructural y la fluorescencia in vivo que da información funcional de los biofilms son técnicas complementarias no intrusivas que pueden valorar y validar de un modo más efectivo las estrategias de erradicación, prevención y control del biodeterioro de las cuevas turísticas en las áreas iluminadas.
- English
The taxonomy and the structure of the photosynthetic microorganisms building biofilms in the Nerja Cave have been studied by molecular and microscopy techniques , however, the photosynthetic production and physiological status under the environmental conditions of the cave are unknown. In this manuscript, we present the first data of photosynthetic yields and photosynthetic capacity determined in situ in the Biofilms in two sites of the cave (Ne 8 and Ne 12) by using a non intrusive technique based on in vivo chlorophyll a fluorescence of photosystem II measurements. Photosynthetic yields were monitored each 5 min as indicators of the physiological status: effective quantum yield (YII) during the illuminated period and maximal quantum yield (Fv/Fm) during dark periods. On the other hand, the photosynthetic production was estimated as relative electron transport rate (rETR). The study was conducted in two days with different atmospheric CO2 levels : in March with average values of 566 ppm and July with average values of 1065 ppm. The relative humidity values ranged from 69-72% in March and was higher than in July 95 % whereas the average temperature did not change so much, ranging from, 18.3 in March to 19.9 oC in July. In the Ne 8 site, with biofilms of the cyanobacterium Chroococcidiopsis sp, the photosynthetic yields in situ increased 8 times with the double increase of CO2 levels in July whereas the increase of photosynthetic production of hydrated biofilms (rETRmax) was only 1.34 times. In contrast, in Ne 12 site, with a biofilms of higher diversity of algae and cyanobacteria, the photosynthetic yield was maintained similar (0.4-0.5) in the two periods of time but rETRmax increase 2.6 times. In this work, it is shown the usefulness of the pulse amplitude modulated fluorometers to measure both photosynthetic yields and production as non intrusive procedure and to show the effect of environmental changes of the physiological status of the biofilms. The microscopy, giving information of the structure and the in vivo chlorophyll fluorescence on ecophysiology of the biofilms are complementary non intrusive techniques that can help to get more precise evaluation on the strategies for eradication, prevention and control of the biodeterioration of touristic caves in the illuminated areas.
- español
