Nostocales formadoras de floraciones: utilización de rasgos ecológicos para el estudio de su fisiología y ecología

Abstract

En esta tesis se evaluó el rol de los rasgos ecológicos en el desarrollo de las cianobacterias Nostocales planctónicas usando distintas aproximaciones. La búsqueda bibliográfica mostró, para la totalidad de especies del grupo (86), que el tamaño y la forma celular variaron entre los tipos de células (vegetativas, heterocitos y acinetas) y se identificaron 3 subgrupos de especies basados en similitudes morfológicas. En un experimento de laboratorio, en limitación de nitrógeno una especie con heterocitos intercalares alcanzó mayor tasa de fijación, mayor biomasa y mayor longitud de filamentos que una especie con heterocitos terminales. Para la primera especie los heterocitos se desarrollaron sólo en fijación de nitrógeno, mientras que en la segunda estuvieron presentes en todos los escenarios de nutrientes. Sin embargo, ambas especies sólo fijaron nitrógeno en escenarios de limitación. A campo se encontró que las especies con heterocitos intercalares se desarrollaron en un amplio rango de nutrientes, de manera similar al experimento, evidenciando que las floraciones no se restringen a condiciones de limitación de nitrógeno. Además, la proporción heterocitos/células vegetativas (indicador potencial de fijación de nitrógeno) fue alta en situaciones de bajo N y nula a altas concentraciones de N, de manera similar al experimento. En un experimento de germinación el inóculo de acinetas pareció ser el principal factor determinante del reclutamiento, sin observarse un efecto claro de los nutrientes sobre el mismo. Finalmente, si bien las Nostocales comparten las células especializadas, variaciones en estos y otros rasgos determinan desempeños diferentes dentro del grupo, ante las condiciones del ambiente.

In this thesis the role of traits on the development of planktic cyanobacteria Nostocales was evaluated using different approaches. The bibliographic compilation showed, for all the species of the group (86), that cell size and shape were variable among cell types, and that 3 subgroups were identified based on morphological similarities. On a laboratory experiment, at N limitation a species with intercalary heterocytes reached higher N-fixation rate, higher biomass and longer filaments than a species with terminal heterocytes. For the first species, heterocytes developed exclusively at N-fixation, while for the second species it was present at all nutrient scenarios. However, both species only fixed N at limitation scenarios. In the field, the species of Nostocales with intercalary heterocytes developed in a wide nutrients range, in a similar way that at the experiment, showing that blooms not necessarily are restricted to nitrogen limitation conditions. Also, the heterocyte/vegetative cells ratio (proxy of nitrogen fixation) was high at low nitrogen concentrations and zero at high nitrogen concentrations, similar to the experiment. On a germination experiment the akinete inoculum seemed to be the main factor determining the recruitment, without a clear effect of nutrients in the recruitment. Finally, despite Nostocales share the specialized cells, variations in these and other traits determinate different performances within the group, depending on the environmental conditions.