Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Ecología de los microorganismos marinos en la parte oriental del Canal Beagle |
| Título alternativo: | The eastern Beagle Channel's marine microorganism ecology |
| Autor: | Rodríguez Flórez, Clara Natalia |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | CONICET. Centro Austral de Investigaciones Científicas (CADIC)
|
| Fecha de defensa: | 2024-03-04 |
| Fecha en portada: | 02/10/2023 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Director: | Malits, Andrea |
| Director Asistente: | Lozada, Mariana |
| Consejero: | Izaguirre, Irina |
| Jurado: | Schiaffino, María Romina; Alder, Viviana Andrea; López Abbate, María Celeste |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | ECOSISTEMAS MARINOS SUBANTARTICOS; PROPIEDADES HIDROGRAFICAS; PROPIEDADES HIDROGRAFICAS; PARAMETROS FISICOQUIMICOS Y BIO-OPTICOS; ABUNDANCIAS MICROBIANAS; DIVERSIDAD MOLECULAR; ARNr 16S; CANAL BEAGLE; SUBCUENCA DE LA BAHIA USHUAIAMICROBIAL AQUATIC ECOLOGY; BIOGEOCHEMISTRY; NITRATE DESASSIMILATORY REDUCTION AND NITRIFICATION; SUB-ANTARCTIC MARINE ECOSYSTEMS; HYDROGRAPHIC PROPERTIES; PHYSICOCHEMICAL AND BIO-OPTICAL PARAMETERS; MICROBIAL ABUNDANCES; MOLECULAR DIVERSITY; 16S rRNA; BEAGLE CHANNEL; USHUAIA BAY SUB-BASIN |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7478_RodriguezFlorez |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7478_RodriguezFlorez.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7478_RodriguezFlorez |
| Ubicación: | Dep.BIO 007478 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Rodríguez Flórez, Clara Natalia. (2023). Ecología de los microorganismos marinos en la parte oriental del Canal Beagle. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7478_RodriguezFlorez |
Resumen:
Esta tesis presenta el primer estudio ecológico y biogeoquímico exhaustivo de la red trófica microbiana de la parte oriental del Canal de Beagle (CB) en los sectores central y este. El estudio se realizó a una escala espacial a lo largo de estos sectores del Canal en el invierno, y en una escala temporal en la subcuenca de la Bahía Ushuaia y aguas adyacentes en el sector central. Este análisis sienta las bases para comprender el ciclo del carbono y el nitrógeno de este sistema subantártico. El CB sigue el paralelo 55 sur a lo largo de la Isla Grande de Tierra del Fuego, conecta los océanos Pacífico y Atlántico en el extremo sur de Sudamérica. Los sectores de estudio comprenden desde la Bahía Lapataia hasta Cabo San Pío, se caracterizan por las redes hidrográficas y turberas en sus valles, evidencian un estrechamiento topográfico notable identificado como el Paso Mackinlay. El paso separa la sección en dos sectores oceanográficos, en adelante definidos como el canal interno y externo, al oeste y al este del paso, respectivamente. A excepción de la geomorfología en forma de U típica de un fiordo, el Canal representa una trampa de sedimentos o un sistema tipo fiordo debido a su intrincada batimetría. Los ecosistemas marinos subantárticos del CB son frágiles, requieren esfuerzos de conservación debido a su vulnerabilidad y a la potencial pérdida de funciones de alto valor ecosistémico, al estar bajo presión ambiental debido al calentamiento global y a las actividades antropogénicas locales. Para discernir el rol de los microorganismos en las redes tróficas de este sistema, se analizaron nutrientes inorgánicos disueltos, carbono orgánico disuelto, la materia orgánica disuelta (MOD), clorofila a, abundancias microbianas por citometría de flujo, abundancias de nanoflagelados por microscopía, y la diversidad de procariotas por técnicas moleculares, en el marco de las condiciones hidrográficas. Se observaron diferencias tanto en los parámetros biogeoquímicos como en la estequiometría de nutrientes, al oeste y al este del Paso Mackinlay. Durante el invierno austral, la baja biomasa de fitoplancton estuvo dominada por células pequeñas, en particular los picoeucariotas y del género Synechococcus. En las aguas superficiales/subsuperficiales, la red trófica microbiana parece estar impulsada por nitratos y MOD terrígena; el desacoplamiento entre procariotas y nanoflagelados indicaría una baja eficiencia en la transferencia trófica hacia niveles superiores, y el acoplamiento entre virus y procariotas (derivación viral) indicaría que una importante fracción del carbono parece estar siendo remineralizada debido al efecto de la lisis viral y la degradación bacteriana. En profundidad, la entrada de aguas subantárticas en alta mar impulsa la abundancia microbiana. Se sugiere que la derivación viral en las aguas superficiales/subsuperficiales y el tiempo de residencia del agua al oeste del Paso Mackinlay permite que las células infectadas y los productos de lisis viral alcancen las aguas del fondo, lo que impulsa la producción de MOD recalcitrante y lábil allí. En el estudio estacional de la subcuenca de la Bahía de Ushuaia y aguas adyacentes se identificó que las características fisicoquímicas del agua en subsuperficie varían en dos patrones estacionales: otoño-invierno y primavera-verano. Este patrón estacional da lugar a grupos funcionales de fitoplancton y procariotas distintos que varían según la bimodalidad. La biomasa fitoplanctónica de moderada a alta durante la primavera y el verano facilita la exportación de materia orgánica autóctona desde el canal interior hacia aguas más al este y abiertas del Atlántico. En aguas cercanas al fondo, la materia orgánica es más resistente a la degradación microbiana en el verano y el otoño, lo que indica que se está secuestrando carbono en estas estaciones. Los resultados del análisis de ordenación, con la aplicación de modelos ajustados de regresión múltiple aditivos de las variables ambientales, junto con la presencia de arqueas nitrificantes, indicarían la posibilidad de una tendencia bimodal, con procesos de nitrificación que ocurren en algunos casos en verano y durante el otoño. Mientras que, durante el invierno y la primavera, se formula la hipótesis de la ocurrencia de reducción desasimilatoria de nitrato (DNRP). En verano, sin embargo, pueden ocurrir procesos que involucran tanto nitrificación como DNRP. Para comprender la dinámica del ciclo del nitrógeno entre la bahía y la atmósfera, así como la posible interconexión de los ciclos del azufre y del nitrógeno, es crucial determinar si se produce DNRP en este ecosistema marino.
Abstract:
This thesis presents a comprehensive ecological and biogeochemical study of the microbial food web in the eastern Beagle Channel (BC) in the central and eastern sectors. The study was carried out during the winter, spatially along the canal sectors and temporally in the Ushuaia Bay sub-basin and adjacent waters in the central sector. This analysis provides the basis for understanding the carbon and nitrogen cycles of the sub-Antarctic system. The Beagle Channel connects the Pacific and Atlantic Oceans at the southern tip of South America, following the Isla Grande of Tierra del Fuego and running south along the 55th parallel. The sectors studied, from Lapataia Bay to Cape San Pío, are characterised by hydrographic networks and peat bogs in their valleys. A notable topographic narrowing has been identified as the Mackinlay Strait. The Strait separates the section into two oceanographic sectors, hereafter defined as the inner and outer channel, to the west and east of the Strait, respectively. Except for the U-shaped geomorphology typical of a fjord, the Channel represents a sediment trap or fjord-like system due to its intricate bathymetry. The subantarctic marine ecosystems of the BC are fragile, requiring conservation efforts due to their vulnerability and potential loss of high ecosystem value functions, being under environmental pressure due to global warming and local anthropogenic activities. To discern the role of microorganisms in the food webs of this system, dissolved inorganic nutrients, dissolved organic carbon, dissolved organic matter (DOM), chlorophyll a, microbial abundances by flow cytometry, nanoflagellate abundances by microscopy, and prokaryote diversity by molecular techniques were analysed under hydrographic conditions. Differences in both biogeochemical parameters and nutrient stoichiometry were observed west and east of Mackinlay Strait. During the austral winter, the low phytoplankton biomass was dominated by small cells, in particular picoeukaryotes and the genus Synechococcus. In surface/subsurface waters, the microbial food web appears to be driven by nitrate and terrigenous DOM; uncoupling between prokaryotes and nanoflagellates would indicate low efficiency in trophic transfer to higher levels and coupling between viruses and prokaryotes (viral shunt) would indicate that an important fraction of carbon appears to be remineralised because of viral lysis and bacterial degradation. At depth, the inflow of sub-Antarctic waters into the deep sea drives microbial abundance. It is suggested that viral shunt in surface/subsurface waters and water residence time west of Mackinlay Strait allows infected cells and viral lysis products to reach bottom waters, which drives the production of recalcitrant and labile DOM there. The seasonal study of the Ushuaia Bay sub-basin and adjacent waters identified that the physicochemical characteristics of the subsurface water vary in two seasonal patterns: autumn-winter and spring-summer. This seasonal pattern gives rise to distinct phytoplankton and prokaryote functional groups that vary according to bimodality. Moderate to high phytoplankton biomass during spring and summer facilitates the export of indigenous organic matter from the inner channel to more eastern, open waters of the Atlantic. In near-bottom waters, organic matter is more resistant to microbial degradation in summer and autumn, indicating that carbon is being sequestered in these seasons. The ordination analysis results, with adjusted additive multiple regression models of environmental variables and the presence of nitrifying archaea, suggest a possible bimodal trend. Nitrification processes occur in some cases during summer and autumn, while desassimilatory nitrate reduction (DNRP) is hypothesized to occur during winter and spring. In summer, both nitrification and DNRP processes may occur. In order to understand the dynamics of the nitrogen cycle between the bay and the atmosphere, and the potential interconnection of the sulphur and nitrogen cycles, it is crucial to determine whether DNRP occurs in this marine ecosystem.
Citación:
---------- APA ----------
Rodríguez Flórez, Clara Natalia. (2023). Ecología de los microorganismos marinos en la parte oriental del Canal Beagle. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7478_RodriguezFlorez
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Rodríguez Flórez, Clara Natalia. "Ecología de los microorganismos marinos en la parte oriental del Canal Beagle". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2023.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7478_RodriguezFlorez
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