Cianobacterias edáficas: Nuevas perspectivas sobre su ecología, distribución global y respuesta frente al cambio climático

Abstract

Esta tesis doctoral se centra en el estudio de las comunidades de cianobacterias edáficas desde una perspectiva ecológica. El objetivo principal es avanzar en el conocimiento sobre la ecología, la distribución global y las vulnerabilidades frente al cambio climático de estos organismos clave para el funcionamiento de los ecosistemas terrestres. En el primer capítulo investigamos los patrones ecológicos que gobiernan la distribución de las cianobacterias a escala global y creamos los primeros atlas de los principales grupos de cianobacterias fotosintéticas (Cyanobacteriia, antes Oxyphotobacteria) y no fotosintéticas (clases Vampirovibrionia -antes Melainabacteria- y Sericytochromatia). Nuestros resultados indican que características edáficas como la acidez del suelo y climáticas como la temperatura y la aridez regulan la distribución global de estas cianobacterias. Las distintas clases de cianobacterias presentan afinidades ecológicas muy diferentes e incluso contrapuestas. En el segundo capítulo estudiamos los cambios en las comunidades de cianobacterias edáficas a lo largo de millones de años de desarrollo ecosistémico, usando para ello 16 cronosecuencias de suelo distribuidas por todo el mundo. En este trabajo constatamos que, a lo largo de esta escala temporal, la edad del suelo no es un factor determinante para la estructura de la comunidad de cianobacterias. Sin embargo, encontramos que el tipo de vegetación y sus cambios sucesivos a lo largo del tiempo controlan el tipo de comunidad de cianobacterias. Los primeros capítulos están basados en técnicas de secuenciación masiva aunque aún existe un gran desconocimiento de las cianobacterias a nivel de especie, ya que muchas no se han cultivado. Es por ello que en el capítulo 3 se utiliza la identificación a partir de cultivos, microscopía óptica y caracterización genética de las especies de cianobacterias encontradas en la Estación Experimental de Aranjuez (EEA), Madrid. Este enfoque polifásico permite obtener resultados novedosos en cuanto a la identificación de especies, ligando la información genética con características morfológicas observadas directamente gracias a los cultivos bacterianos. Encontramos géneros típicos de la costra biológica, como Microcoleus, Scytonema o Nostoc, y otros descritos más recientemente, como Mojavia, Nodosilinea y Roholtiella. El capítulo 4, realizado también en la EEA, se centra en delimitar los efectos del cambio climático y la presencia de costra liquénica sobre las comunidades de cianobacterias edáficas. La costra liquénica promueve la abundancia de cianobacterias pero las pérdidas de la misma causadas por los tratamientos de cambio climático promovieron un aumento de la riqueza de cianobacterias edáficas. En concreto, los tratamientos de cambio climático promueven especies clave pertenecientes a Leptolyngbya o Nostocaceae y cianobacterias formadoras de haces como Microcoleus sp. Esta tesis proporciona novedosos conocimientos sobre la ecología de las cianobacterias edáficas y su respuesta a cambios ambientales a distintas escalas espaciales, lo que es fundamental para comprender mejor cómo estos importantes microorganismos van a responder frente al cambio climático en el que estamos inmersos.