Taxa novelty, resistance and resilience of halophilic microbial communities of solar salterns to environmental changes

Résumé

Las comunidades microbianas que habitan en ambientes halófilos extremos están influenciadas principalmente por dos factores ambientales: alta concentración de sales y elevada irradiación solar. En esta tesis, hemos centrado el estudio de la diversidad y dinámica de las comunidades microbianas por medio de metodologías dependientes de cultivo (e.g. MALDI-TOF/MS y filogenia basada en la secuencia del gen 16S ARNr) e independientes de cultivo (datos metagenómicos). El enfoque dependiente de cultivo permitió la comparación de la fracción cultivable de las comunidades microbianas de sedimentos y salmueras de ocho sitios de muestreo geográficamente distintos basados en el análisis de más de 4200 aislados. Este enfoque permitió el aislamiento de miembros de cuatro nuevos géneros y nueve nuevas especies de la clase Halobacteria, así como representantes del filotipo II de la especie Salinibacter ruber (EHB-2) que habían sido refractarios de aislar durante los últimos quince años. Además, se aisló una nueva especie del género Salinibacter que clasificamos como Salinibacter altiplanensis. Asimismo, se secuenciaron los genomas de las diferentes especies que conforman el filo Rhodothermaeota con el objetivo de comparar la composición génica a lo largo del gradiente evolutivo, centrándose principalmente en la variabilidad intraespecífica. Al comparar los genomas de los filotipos EHB-1 y EHB-2 de la especie Salinibacter ruber se observaron diferencias en el contenido génico como la presencia de sistemas CRISPR-Cas, sistema de secreción T6SS y diferencias en el número de genes que codifican para rodopsinas que podrían proporcionar ventajas ecológicas al filotipo EHB-2. La dinámica de esos genomas así como la comunidad microbiana de las salinas fue también investigada, in situ, por presiones ambientales controladas relacionadas con la intensidad de luz y concentración de sales, además de la interacción entre sedimentos y salmueras. Se ha observado, mediante el uso de un enfoque metagenómico, que la luz y la salinidad actúan como factores deterministas que finalmente llevan al establecimiento de comunidades microbianas recurrentes bajo concentraciones de sal cercanas a la saturación. Las comunidades microbianas adaptadas a elevada irradiación y salinidad fueron principalmente dominadas por Haloquadratum spp. y Salinibacter spp., que generalmente parecen ser altamente resilientes a los cambios ambientales relacionados con la elevada salinidad e irradiación. Por otro lado, al disminuir la irradiación y la concentración de sales, se establecen otras comunidades menos resistentes y resilientes a factores ambientales, acompañadas de un aumento en la diversidad tanto de comunidades microbianas como de organismos fotosintéticos. Los procesos estocásticos fueron transitoriamente significativos durante la fase de transición, aunque con menor medida en comparación con los procesos determinísticos. Los procesos estocásticos se asociaron en gran medida con la actividad de distintos productores primarios, la adaptación a la luz y la sal y la depredación de virus.