Estudio de la diversidad procariota en habitats salinos empleando tecnicas moleculares

Resumen

Los procariotas son los seres más abundantes de la Tierra y se encargan de mediar procesos críticos para el medio ambiente y otros seres vivos. Por ello es de suma importancia determinar sus patrones de distribución, su composición poblacional y los factores más relevantes que influyen en la estructura y el funcionamiento de sus comunidades. Actualmente, y gracias a la introducción de técnicas de la biología molecular, el estudio de la diversidad microbiana en ambientes naturales ha avanzado enormemente. Estas técnicas han permitido analizar no sólo la identidad, sino también la actividad de la microbiota de un sistema. Por otro lado, la utilización de las nuevas técnicas de agrupamiento (FPquest) y ordenación (Canoco) ha permitido evaluar el impacto de diferentes factores sobre la composición y la estructura de la comunidad microbiana. La utilización en conjunto de ambas metodologías constituye una excelente estrategia para abordar una descripción de la diversidad microbiana en dos niveles de análisis complementario, obteniendo, así, una descripción más acabada y fiable de dicha diversidad. En el Capítulo 1 de la presente Tesis Doctoral se estudia la diversidad procariota (bacterias, arqueas y Halomonas) en distintos hábitats salinos de España y Marruecos. Durante el desarrollo de este capítulo, incluimos en nuestro trabajo muestras de suelos no salinos de una zona agrícola de la provincia de Granada, que fue estudiada con fines comparativos. Los perfiles de DGGE y la aplicación de los correspondientes índices de diversidad pusieron de manifiesto que en todos los hábitats salinos existía una alta diversidad de bacterias y una diversidad media de arqueas. Los microorganismos más abundantes pertenecían a los phyla Proteobacteria y Bacteroidetes. Los miembros del phylum Euryarchaeota también fueron abundantes en todos los ambientes salinos estudiados, siendo el orden Halobacteriales el dominante. Respecto a Halomonas, un taxón que se aísla frecuentemente en hábitats salinos y no salinos, comprobamos su presencia en todos los hábitats estudiados excepto en la salina de La Malahá, un medio caracterizado por una menor diversidad de especies en el que dominan un número más reducido de procariotas. Estos resultados demuestran la ubicuidad de dicha bacteria. En los suelos no salinos también predominaron las proteobacterias pero aparecieron otros grupos de bacterias, como los miembros del phylum Gemmatimonadetes que no fueron detectados en los hábitats salinos. Por su parte la comunidad de arqueas pertenecía mayoritariamente al phylum Thaumarchaeota y al orden Thermoplasmatales. Halomonas también se mostró como una bacteria cuya comunidad fue abundante y diversa. La especie predominante en suelos no salinos fue H. ventosae. En el Capítulo 2, se ha llevado a cabo un estudio molecular de la diversidad procariota en Rambla Salada, un ambiente que había sido estudiado previamente por nuestro grupo de investigación con métodos clásicos de cultivo. Este estudio se ha realizado de forma más exhaustiva pues se han analizado muestras tomadas en distintos lugares y en diferentes épocas de muestreo. Además en Rambla Salada se ha investigado la población metabólicamente activa, y no sólo la predominante, de arqueas. El análisis de las comunidades bacterianas en Rambla Salada, evidenció la predominancia de los phyla Bacteroidetes y Proteobacteria. En cuanto a la comunidad de arqueas, las especies del phylum Euryarchaeota, orden Halobacteriales, fueron las más abundantes en las muestras de alta salinidad y a del orden Thermoplasmatales en las de baja salinidad. Por otro lado, las especies desnitrificantes constituyeron más del 60% de la comunidad de Halomonas hallada en Rambla Salada. Sin embargo, H. almeriensis, una especie no desnitrificante fue la más predominantes seguida por H. ilicicola y H. ventosae. Las comunidades de bacterias y arqueas sufrieron cambios en su composición dependiendo de la salinidad y la concentración de oxígeno de los lugares de muestreo, que a su vez en su mayoría experimentaron variaciones estacionales. La mayor diversidad bacteriana se obtuvo en las muestras de baja concentración de sal y alta tensión de oxígeno. Por el contrario, la mayor diversidad de arqueas se halló en las muestras de mayor salinidad. Halomonas fue detectado en todas las muestras y épocas de muestreo, independientemente de las condiciones físico-químicas. En relación con la comunidad de arqueas metabólicamente activa los organismos predominantes fueron los miembros del orden Halobacteriales. Finalmente, los resultados de los experimentos realizados con la técnica CARD-FISH cuyo objetivo ha sido cuantificar la comunidad procariota, revelaron que la comunidad de bacterias representa hasta el 66% de la población total de los procariota hallados en Rambla Salada, las de arqueas hasta el 15% y Halomonas alrededor del 5%. En definitiva la diversidad procariota encontrada por métodos moleculares fue mayor a la determinada empleando métodos tradicionales de cultivo, indicando que en Rambla Salada existe un número considerable de microorganismos que aún no se han logrado cultivar. Palabras claves: Biodiversidad, Hábitats hipersalinos, Rambla Salada, procariotas halófilos, Halomonas, DGGE, CARD-FISH, FPquest, Canoco.