Impacto del virioplancton sobre las comunidades bacterianas en sistemas marinos

Resumen

Los virus son las entidades biológicas más numerosas y activas en los sistemas acuáticos. Los virus de bacterias (bacteriófagos) son el tipo de virus más abundante en el océano. Bacteriófagos pueden modificar las comunidades bacterianas planctónicas, alterando la abundancia de las bacterias, su productividad y diversidad y, como consecuencia, afectar los flujos de nutrientes en los ecosistemas. El objetivo principal de este trabajo era determinar los efectos de la actividad de bacteriófagos sobre el bacterioplancton (su abundancia, pérdidas y diversidad), comparados con la actividad de los protistas (nanoflagellados). Para ello se evaluaron los factores que influyen en el proceso de la infección vírica (lítica y lisogénica) sobre las bacterias y su depredación por protistas. Además, se determinó el tipo de interacciones que existen entre estos dos depredadores de bacterias, y el efecto de estas interacciones sobre las comunidades bacterianas. Esta tesis está basada en los estudios llevados a cabo en tres sistemas marinos distintos: una zona costera del Mar Mediterráneo, el Océano Atlántico subtropical, y el Océano Ártico. En todos los sistemas se ha evaluado la mortalidad de bacterias causada por los virus y protistas, además de la concentración de nutrientes, abundancias de microorganismos, producción vírica y bacteriana, y diversidad bacteriana. Con el fin de determinar la producción vírica y la mortalidad de bacterias debida a virus se ha empleado el método de la reducción de virus. Para determinar la depredación por protistas se ha utilizado el método de desaparición de bacterias marcadas fluorescentes. Los resultados obtenidos en los estudios incluidos en esta memoria de tesis permiten concluir que los bacteriófagos son una causa importante de la mortalidad bacteriana en los sistemas naturales marinos estudiados, siendo en algunos sistemas la causa principal de pérdidas de la producción bacteriana. El estatus trófico del sistema influye en la tasa de infecciones víricas, con tasas de mortalidad bacteriana debida a virus más elevadas en los sistemas más oligotróficos (Mar Mediterráneo, Océano Atlántico), y más bajas en el sistema más productivo (Océano Ártico). En las comunidades microbianas estudiadas, el buen estado fisiológico de la comunidad de los hospedadores no era un factor determinante para la infección y proliferación vírica. Las correlaciones negativas entre las tasas de mortalidad debidas a bacteriófagos y protistas sugieren que ambos depredadores compiten por la presa en los sistemas naturales. Este hecho no excluye las interacciones sinérgicas entre ambos, detectadas en los experimentos de mesocosmos. La lisogenia era el tipo de infección más frecuente en sistemas oligotróficos que en eutróficos, y prevalecía en las comunidades bacterianas con producción más elevada. Los resultados incluidos en esta tesis indican que los bacteriófagos son un elemento abundante y activo del plancton en aguas oceánicas profundas, caracterizadas por una elevada producción vírica lítica. No se ha encontrado una diferencia significativa en el número de casos de lisogenia detectados entre aguas profundas y superficiales, a pesar de la más baja abundancia bacteriana en zonas más profundas. Los experimentos realizados durante esta tesis revelaron que la lisis vírica favorece más la riqueza y diversidad filogenética de las bacterias que la depredación por protistas. Así mismo se detectó un efecto positivo de los virus, y negativo de los protistas sobre el número de taxones bacterianos. Además, se han encontrado evidencias que en condiciones de intensa lisis vírica, los virus juegan un papel principal en la modificación de la composición filogenética de las comunidades bacterianas en el sistema marino.