El ciclo del nitrógeno en la región subantártica chilena y la Antártida marítimaprincipales factores ambientales que intervienen en su regulación

Resum

Esta tesis estudia aspectos relacionados con la funcionalidad de los ecosistemas australes, en las regiones de Tierra del Fuego y las Islas Shetland del Sur. Tierra del Fuego es la región que alberga las masas forestales más australes del planeta, y por lo tanto más próximas al continente antártico, que a su vez se caracteriza por la casi total ausencia de plantas vasculares. Por otro lado, el gradiente latitudinal de temperatura es sin duda el factor abiótico más importante para la ecología de estas regiones. Todas las zonas de estudio en esta tesis se caracterizan por presentar bajo contenido y disponibilidad de nitrógeno en el suelo, condiciones típicas de zonas de latitudes altas, lo cual limita su productividad primaria. La disponibilidad de N está condicionada por la entrada de este elemento en el ecosistema, fundamentalmente vía deposición atmosférica o fijación biológica, y por diferentes factores que determinan su acumulación o reciclado, entre los que se encuentra tanto la temperatura como los microorganismos del suelo. Asimismo, los efectos del cambio climático se hacen especialmente evidentes en la región de la Antártida marítima, con cambios en la composición y estructura de sus comunidades vegetales. Sin embargo, la escasez de estudios evaluando los principales mecanismos que regulan la disponibilidad de N y el funcionamiento de los ecosistemas de la región de Tierra del Fuego o la Antártida impide anticipar las consecuencias que pueden desencadenar cambios en los patrones climáticos de ambas regiones. Por todo ello, la presente tesis doctoral pretende evaluar las relaciones entre vegetación, comunidades microbianas y variables relacionadas con el ciclo del N en las regiones de Tierra del Fuego y la Antártida marítima. Los objetivos específicos son: evaluar el papel de la simbiosis en el funcionamiento de los ecosistemas fueguinos, prestando especial atención a la especie herbácea Gunnera magellanica; analizar la conexión entre la diversidad taxonómica de la vegetación, los principales factores ambientales y la estructura y composición de la comunidad microbiana del suelo en los ecosistemas australes; identificar las relaciones entre la comunidad vegetal y los diferentes mecanismos implicados en el funcionamiento de los ecosistemas australes. Los resultados obtenidos más destacados son: La entrada de N vía fijación biológica es extraordinariamente alta en Tierra del Fuego, debido fundamentalmente a la abundancia de la especie G. magellanica. Además, los datos de discriminación de isotopos de N apuntan a que la vegetación no fijadora obtiene grandes cantidades de N mediante el establecimiento de micorrizas, lo que permitiría a la vegetación desarrollarse en ausencia de condiciones limitantes de nutrientes. La diversidad y composición de la comunidad microbiana del suelo en la región de Tierra del Fuego están asociadas a factores abióticos como la temperatura, el contenido de nutrientes o la humedad del suelo, pero también está estrechamente relacionada con atributos de la comunidad vegetal como la riqueza de especies, su productividad primaria neta o la transición entre hábitats, concretamente de bosque de especies de Nothofagus a tundra alpina. Finalmente, la presencia de vegetación y comunidades de costra biológica del suelo, en general se asocia positivamente con la disponibilidad de nutrientes en suelo y la abundancia de microorganismos en la Antártida marítima. Sin embargo, la identidad taxonómica de la vegetación condiciona el signo y magnitud de dicha asociación. Por todo ello, la relación entre la vegetación y la comunidad microbiana en los ecosistemas australes de Tierra del Fuego y la Antártida marítima es muy estrecha, sugiriendo que cualquier alteración en la extensión y estructura de la vegetación como consecuencia del cambio climático podrían conllevar cambios drásticos en el funcionamiento de los ecosistemas terrestres en la región de Tierra del Fuego y la Antártida marítima.