Microbial nitrification in urban streams: from single cell activity to ecosystem

• Autores: Stephanie Nikol Merbt
• Directores de la Tesis: Emilio Ortega Casamayor (dir. tes.), Francesc Sabater i Comas (dir. tes.), Eugènia Martí Roca (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jordi Catalan Aguilà (presid.), Carles Borrego More (secret.), Amber J. Ulseth (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Microbiología
      • Procesos microbianos
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Hidrología
      • Limnología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • El objetivo de esta tesis ha sido el estudio de los mecanismos y factores reguladores del proceso microbiano de oxidación del amonio (NH4) en ríos urbanos afectados por vertidos de depuradoras. Arqueas (AOA) y bacterias (AOB) oxidadoras de amonio (OA) fueron detectadas en comunidades microbianas (biofilms) desarrolladas sobre los cantos rodados del río. Su abundancia, composición, distribución y actividad fueron examinadas, con técnicas de ecología microbiana molecular y de biogeoquímica fluvial, en estudios realizados con cultivos, microcosmos e in situ. Tanto la concentración natural de amonio (NH4) como la radiación solar fueron factores clave en la regulación de dichos parámetros de los AO. En condiciones ambientales de baja concentración de NH4, las AOA (cluster Nitrososophaera) dominaron la comunidad de OA, mostrando una baja actividad nitifricante. Bajo altas concentraciones de NH4, las AOB eran dominantes (clusters Nitrosospira y N. oligotropha) y mostraban una alta actividad. En cultivos monoespecíficos, el crecimiento de AOA y AOB fue inmediatamente inhibido por luz. Las AOA mostraron una mayor fotosensibilidad y una menor capacidad de recuperación que las AOB. Estos hallazgos sugerían que la luz podría ser un factor determinante en la distribución y actividad de OA en ecosistemas naturales. En concordancia, en biofilms naturales incipientes se observó mayor preferencia de las OA para colonizar las superficies orientadas hacia el sedimento que para colonizar superficies orientadas hacia la luz solar. Esta segregación espacial no se observó en biofilms maduros. Además, se observó una relación significativa entre biomasa total y abundancia de OA para los biofilms del lado luminoso pero no para los del lado oscuro. Este hecho sugiere la existencia de un efecto fotoprotector in situ (efecto ¿sombra¿). Este efecto podría explicar porque la nitrificación medida a nivel de tramo fluvial fue independiente de la intensidad de la luz y del ciclo solar diario. Las poblaciones de OA fueron también abundantes en el sedimento. Sin embargo, la partición de la contribución de sedimento y biofilms a la nitrificación de un tramo fluvial desveló un papel proporcional preponderante de las poblaciones de OA que se desarrollan en biofilms protegidos de la luz.