Resumen de Colonización microbiana y sucesión primaria en suelos descubiertos tras el retroceso de glaciares en Tierra del Fuego, Chile
Miguel Ángel Fernández Martínez
La presente tesis estudia los procesos de colonización microbiana y consiguiente sucesión primaria en suelos descubiertos tras el retroceso de glaciares presentes en la región chilena de Tierra del Fuego. Los terrenos recientemente deglaciados presentan unas características concretas (i.e. suelos con muy diferentes edades en un área muy reducida, procesos de sucesión vegetal, etc.) que los hacen idóneos para realizar estudios centrados en procesos de colonización y sucesión microbiana. Diversas zonas situadas en la vertiente sur y norte de la Cordillera Darwin (cadena montañosa que recorre la región de este a oeste, con marcados gradientes climatológicos entre sus vertientes) fueron objeto de estudio en los diferentes capítulos presentados. Concretamente, se estudiaron dos cronosecuencias establecidas a lo largo de un glaciar de la vertiente sur (Glaciar Pía, Capítulo 1, Capítulo 2) y norte (Glaciar Parry, Capítulo 1), junto a diversas zonas recientemente deglaciadas o presentando procesos de sucesión secundaria, situadas en ambas vertientes de la Cordillera, así como en regiones periféricas de la zona estudiada (Capítulo 3). El Capítulo 1 se centra en el estudio del ensamblaje de las comunidades microbianas del suelo (composición taxonómica y recambio de especies en las mismas), tras el proceso de colonización inicial y a lo largo de las cronosecuencias establecidas en ambas vertientes de la Cordillera Darwin, mediante la pirosecuenciación 454 de fragmentos genómicos barcoding de los grupos de bacterias, hongos y algas presentes en estos suelos. En el Capítulo 2 se analiza la estructura funcional de las comunidades microbianas del suelo a lo largo de la cronosecuencia establecida en los terrenos deglaciados del Glaciar Pía (vertiente sur), mediante la utilización del microarray GeoChip 4.0, el cuál presenta numerosas sondas génicas de diferentes organismos (e.g. arqueas, bacterias, hongos, virus, algas, etc.) para actividades relacionadas con rutas metabólicas dentro del ciclo del carbono y del nitrógeno, con la respuesta a condiciones de stress o con la resistencia a antibióticos. El Capítulo 3 estudia la relación simbiótica existente entre plantas de la especie Gunnera magellanica y cianobacterias del género Nostoc, centrándose en las relaciones filogenéticas de los microsimbiontes, así como en la variabilidad genética de los mismos a diferentes escalas anidadas (i.e. individual, poblacional y regional), mediante la secuenciación de diferentes regiones genómicas del microsimbionte con alta información taxonómica (i.e. gen 16S de ADNr, región ITS, gen rbcLX), así como a través de su estudio mediante microscopía electrónica de barrido a baja temperatura (LTSEM).
Los resultados obtenidos en los diferentes capítulos de esta tesis permiten afirmar que la sucesión primaria en los terrenos recientemente deglaciados comienza con la colonización microbiana de los suelos más cercanos al frente de hielo del glaciar, la cual es llevada a cabo solo por organismos capaces de desarrollarse en estos terrenos oligotróficos (e.g. bacterias como Cyanobacteria y Actinobacteria, hongos como Chytridiomycetes, algas como Prasiolales), siendo estas comunidades muy semejantes entre las dos cronosecuencias estudiadas en estas primeras etapas, pero divergiendo a medida que se avanza en la sucesión en ambas vertientes, hasta las etapas dominadas por árboles del género Nothofagus. Pese a esto, también se puede afirmar la existencia de tendencias sucesionales generales para los grandes grupos taxonómicos. Asimismo, la velocidad de recambio de especies de estos grupos es mucho más rápida en la vertiente sur de Cordillera Darwin que en la norte, de manera semejante a lo encontrado previamente para las comunidades vegetales, reflejando las posibles influencias de los factores abióticos, especialmente las diferencias en las precipitaciones que reciben ambas zonas. De igual manera, se encontró que la influencia en los procesos de sucesión primaria era mayor para las bacterias (especialmente en las etapas iniciales) y los hongos (en las etapas intermedias y avanzadas) que para las algas, cambios que, junto con los taxonómicos, se producen en paralelo a una variación en la estructura funcional de las propias comunidades microbianas, relacionada a su vez con la disponibilidad de nutrientes en el medio. Así, las actividades relacionadas con la introducción de nutrientes en el suelo cobran mayor importancia en las etapas iniciales de la sucesión, pasando a ser aquellas relacionadas con el reciclado de los mismos las que presentan un papel más importante en las etapas más avanzadas de la sucesión. Todos estos cambios están también enormemente influenciados por las relaciones bióticas existentes en la zona, tal y como demuestra la detección tanto de diferentes grupos de virus asociados a la presencia de sus potenciales hospedadores, como la de genes de resistencia a antibióticos a lo largo de todos las etapas sucesionales analizadas. En este sentido, las relaciones simbióticas tienen un importantísimo papel en los procesos de sucesión, facilitando el asentamiento de las especies implicadas, así como modificando el medio de manera que favorecen el asentamiento posterior de otras especies diferentes. La gran abundancia de plantas de Gunnera magellanica, la cual se establece en simbiosis con células del género de cianobacterias Nostoc, constituye un ejemplo de estos procesos, ya que actúa como planta de colonización pionera en suelos oligotróficos donde, gracias a la asociación con diversos filotipos de Nostoc (cuya identidad taxonómica no variaba dentro de una misma planta, pero sí entre las diferentes localidades estudiadas, especialmente las correspondientes a distintas etapas de sucesión o vertientes de Cordillera Darwin), puede establecerse. De igual manera, la gran abundancia de especies de hongos formadores de líquenes (e.g. Lecanoromycetes) y micorrizógenos (e.g. Leotiomycetes, Agaricomycetes) detectadas parece apoyar la gran influencia de estas asociaciones, tanto en la trayectoria, como en la dinámica de la sucesión de estas áreas deglaciadas de Tierra del Fuego.
