Ecosistemas microbianos endolíticos en nódulos superficiales de halita del desierto hiperárido de Atacamamicroclima, microhábitat y biodiversidad

Abstract

El desierto de Atacama está considerado como el desierto más seco (P menor que 2mm año-1) y más antiguo (90-150 Ma) de la Tierra. Su núcleo hiperárido constituye uno de los ambientes más extremos y ha sido considerado carente de vida. En esta área, las precipitaciones atmosféricas son tremendamente escasas e irregulares que junto con las elevadas tasas de evaporación (1300-1600 mm año-1) genera prolongados periodos de desecación. Aparte de la hiperaridez, el Desierto de Atacama presenta otros factores ambientales limitantes para la vida tales como niveles extremadamente elevados de radiación UV e intensa radiación solar, una amplia oscilación diaria de la temperatura y la humedad relativa, condiciones oligotróficas extremas, y elevadas concentraciones de oxidantes inorgánicos y sales en los suelos. En este escenario, los ecosistemas líticos se convierten en los componentes biológicos dominantes. De entre todos los hábitats litobiónticos descubiertos a lo largo del Desierto de Atacama, cobran especial relevancia los nódulos superficiales de halita dado que permiten el establecimiento de comunidades microbianas endolíticas basadas en fotosíntesis en áreas previamente descritas como el ¿limite seco para la vida fotosintética en la Tierra¿. La presente tesis doctoral tiene como objetivo principal realizar una descripción de la ecología de las comunidades endolíticas microbianas presentes en los nódulos superficiales de halita bajo tres aproximaciones metodológicas diferentes pero complementarias. Se ha caracterizado las condiciones microclimáticas en el entorno de los nódulos de halita y en su interior, su composición mineral y su estructura porosa. Esta caracterización abiótica ha sido complementada con un análisis de la diversidad morfológica y organización de la colonización microbiana y la caracterización del microhábitat a través de distintas técnicas de microscopía y el estudio comparado de la estructura de comunidad en distintas localizaciones del Desierto de Atacama por DGGE. Entre las cuatro áreas estudiadas dentro del núcleo hiperárido del desierto de Atacama se han detectado diferencias a nivel microclimático en el entorno de los nódulos, que han podido ser vinculadas a diferencias en el comportamiento microclimatico en el interior de los nódulos, a diferencias en la estructura porosa, y a variaciones en la estructura de comunidad microbiana. Las propiedades fisicoquímicas y estructurales de los nódulos de halita: delicuescencia, microporosidad, morfología y capacidad para filtrar la radiación UV permitiendo el paso de radiación fotosintéticamente activa, desempeñan un papel esencial y activo en la dinámica de este sistema que facilita la colonización del interior de los nódulos por comunidades de microorganismos basadas en la fotosíntesis. Estas propiedades configuran a los nódulos superficiales de halita como un hábitat potencial para la búsqueda de indicios de vida en Marte. En la colonización que se produce en los nódulos de halita la unidad funcional básica está compuesta por agregados celulares compuestos por un género de cianobacteria, como productor primario, y agrupaciones de bacterias no fotosintéticas y arqueas, todos ellos embebidos en una matriz de EPS dentro de la cual se producen distintas interacciones bióticas y abióticas. A esta organización básica se suma la presencia de otro productor primario (alga) en las dos localidades de Salar Grande. El reducido número de filotipos obtenidos en los perfiles de DGGE y la falta de similitudes con organismos de los suelos circundantes u otros ecosistemas microbianos presentes en el Desierto de Atacama parece indicar que las características hipersalinas del interior de los nódulos, imponen condicionantes añadidos a la colonización microbiana endolítica, incrementando la presión selectiva del hábitat y haciendo de los nódulos de halita un microecosistema excepcional y altamente especializado compuesto posiblemente por nuevas especies de microorganismos