Estudio geomicrobiológico de matas microbianas y microbialitos de la Laguna Negra (Catamarca. Argentina)

Autores
Boidi, Flavia Jaquelina
Año de publicación
2023
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis doctoral
Estado
versión publicada
Colaborador/a o director/a de tesis
Farías, María Eugenia
Gómez, Fernando Javier
Descripción
Fil: Boidi, Flavia Jaquelina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Doctorado en Ciencias Biológicas; Argentina.
La región de la Puna en los Andes Centrales es un desierto frío de altura de gran relevancia para el estudio de microorganismos extremófilos, ya que alberga lagunas salinas-hipersalinas con vastas comunidades microbianas que prosperan bajo condiciones ambientales extremas, como la alta radiación UV y la elevada concentración de sales. También es una región de gran importancia para estudios geomicrobiológicos, ya que muchas de estas lagunas presentan microbialitos modernos, estructuras organosedimentarias de presunto origen microbiano. Los estromatolitos primitivos, microbialitos con laminación interna, son considerados los primeros registros de vida en la Tierra, pero la biogenicidad de la mayoría de los microbialitos a lo largo del registro geológico es difícil de probar, lo que destaca la necesidad de estudiar microbialitos modernos análogos para entender mejor las huellas biológicas. La Laguna Negra se encuentra en la provincia de Catamarca, y presenta en su margen sur una zona muy somera con extensas matas microbianas y microbialitos carbonáticos, denominada en este trabajo cinturón microbialítico. Esta tesis se centró en estudiar la diversidad microbiana de estas matas microbianas asociadas a precipitados minerales en el cinturón microbialítico y su huella preservada en los microbialitos, principalmente mediante las técnicas moleculares de secuenciación masiva de Pirosecuenciación 454 e Illumina. En primer lugar, se pudo determinar que los filos bacterianos predominantes en distintos sitios del cinturón microbialítico fueron Deinococcus-Thermus, Verrucomicrobia, Proteobacteria, Bacteroidetes, Spirochaetes, y Firmicutes, aunque un sitio en particular se destacó por su contenido de Cyanobacteria. En segundo lugar, al diseccionar por capas la mata microbiana predominante del cinturón microbialítico para conocer su estructura, se observó en la capa superior abundante Deinococcus-Thermus y el pigmento deinoxantina, relacionados con la tolerancia a la radiación UV. En las siguientes capas se detectó Chloroflexi y Deltaproteobacteria acompañados de bacterioclorofilas, y en la capa más profunda de la mata se reveló abundante Halanaerobiaceae, particularmente Halanaerobium sp. En tercer lugar, se llevó a cabo una comparación de diferentes matas microbianas asociadas con tres sistemas microbialíticos dentro del cinturón microbialítico, caracterizados por diferentes macro-morfologías, microtexturas petrográficas de los carbonatos, y composición química del agua de cada sitio. Se pudo establecer que el sitio con oncoides (microbialitos con laminación irregular concéntrica) se asoció con matas microbianas bien estratificadas y con marcado contenido de fotótrofas. El sitio con estromatolitos (microbialitos con laminación acreciente) se asoció con matas microbianas más simples y con marcado contenido de especies halófilas. El sitio con costras laminares (carbonatos con láminas regulares e isópacas) se caracterizó por la ausencia de matas microbianas. Lo hallado en esta comparación de sistemas microbialíticos indica diferentes grados de influencia microbiana en las microtexturas observadas en cada tipo de carbonato. En último lugar, mediante cultivos de enriquecimientos selectivos se consiguió conocer la comunidad de bacterias reductoras de compuestos del azufre presentes en la mata microbiana estratificada asociada a oncoides y con presumible huella isotópica de S, compuesta principalmente por bacterias anaerobias de Deltaproteobacteria (como Desulfomicrobium spp., Desulfuromonas spp., y Syntrophotalea sp.), y Firmicutes (como Halanaerobium spp. y Acetobacterium spp.). Cabe destacar que de manera consistente en todos los análisis al microscopio de las matas microbianas del cinturón microbialítico se observaron agregados subesféricos como principal componente estructural, compuestos por diatomeas, calcita micrítica, sustancias poliméricas extracelulares, y otras células, sugiriendo la presencia de gradientes químicos a microescala dentro de los agregados. Este hallazgo suma complejidad al conocido gradiente físico-químico vertical de las matas microbianas, y puede tener un impacto en la distribución espacial de las microtexturas y señales químicas relacionadas con actividad microbiana dentro de los microbialitos. Los resultados obtenidos en los capítulos que compararon matas microbianas de diversos sitios permiten concluir que el cinturón microbialítico de la Laguna Negra es un sistema heterogéneo, con fluctuaciones ambientales que derivan en variaciones en la diversidad microbiana entre los distintos sitios, sobre todo a niveles taxonómicos inferiores a filo, como familia y especie. Además, permitió relacionar distintas comunidades microbianas con sus huellas microtexturales en las estructuras litificadas asociadas, contribuyendo al estudio global de señales de actividad biológica en el registro geológico. Finalmente, esta tesis resalta a la Laguna Negra como fuente de nuevas especies extremófilas, y reporta una extensa lista de especies que habitan estas matas microbianas, que servirán de base para el diseño de futuros estudios experimentales, incluyendo aplicaciones biotecnológicas o ensayos de registro isotópico.
Fil: Boidi, Flavia Jaquelina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Doctorado en Ciencias Biológicas; Argentina.
Materia
Diversidad microbiana
Puna en los Andes Centrales
Microorganismos extremófilos
Aplicaciones biotecnológicas
Registro isotópico
NATURAL SCIENCES::Biology
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Repositorio
Repositorio Digital Universitario (UNC)
Institución
Universidad Nacional de Córdoba
OAI Identificador
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Los estromatolitos primitivos, microbialitos con laminación interna, son considerados los primeros registros de vida en la Tierra, pero la biogenicidad de la mayoría de los microbialitos a lo largo del registro geológico es difícil de probar, lo que destaca la necesidad de estudiar microbialitos modernos análogos para entender mejor las huellas biológicas. La Laguna Negra se encuentra en la provincia de Catamarca, y presenta en su margen sur una zona muy somera con extensas matas microbianas y microbialitos carbonáticos, denominada en este trabajo cinturón microbialítico. Esta tesis se centró en estudiar la diversidad microbiana de estas matas microbianas asociadas a precipitados minerales en el cinturón microbialítico y su huella preservada en los microbialitos, principalmente mediante las técnicas moleculares de secuenciación masiva de Pirosecuenciación 454 e Illumina. En primer lugar, se pudo determinar que los filos bacterianos predominantes en distintos sitios del cinturón microbialítico fueron Deinococcus-Thermus, Verrucomicrobia, Proteobacteria, Bacteroidetes, Spirochaetes, y Firmicutes, aunque un sitio en particular se destacó por su contenido de Cyanobacteria. En segundo lugar, al diseccionar por capas la mata microbiana predominante del cinturón microbialítico para conocer su estructura, se observó en la capa superior abundante Deinococcus-Thermus y el pigmento deinoxantina, relacionados con la tolerancia a la radiación UV. En las siguientes capas se detectó Chloroflexi y Deltaproteobacteria acompañados de bacterioclorofilas, y en la capa más profunda de la mata se reveló abundante Halanaerobiaceae, particularmente Halanaerobium sp. En tercer lugar, se llevó a cabo una comparación de diferentes matas microbianas asociadas con tres sistemas microbialíticos dentro del cinturón microbialítico, caracterizados por diferentes macro-morfologías, microtexturas petrográficas de los carbonatos, y composición química del agua de cada sitio. Se pudo establecer que el sitio con oncoides (microbialitos con laminación irregular concéntrica) se asoció con matas microbianas bien estratificadas y con marcado contenido de fotótrofas. El sitio con estromatolitos (microbialitos con laminación acreciente) se asoció con matas microbianas más simples y con marcado contenido de especies halófilas. El sitio con costras laminares (carbonatos con láminas regulares e isópacas) se caracterizó por la ausencia de matas microbianas. Lo hallado en esta comparación de sistemas microbialíticos indica diferentes grados de influencia microbiana en las microtexturas observadas en cada tipo de carbonato. En último lugar, mediante cultivos de enriquecimientos selectivos se consiguió conocer la comunidad de bacterias reductoras de compuestos del azufre presentes en la mata microbiana estratificada asociada a oncoides y con presumible huella isotópica de S, compuesta principalmente por bacterias anaerobias de Deltaproteobacteria (como Desulfomicrobium spp., Desulfuromonas spp., y Syntrophotalea sp.), y Firmicutes (como Halanaerobium spp. y Acetobacterium spp.). Cabe destacar que de manera consistente en todos los análisis al microscopio de las matas microbianas del cinturón microbialítico se observaron agregados subesféricos como principal componente estructural, compuestos por diatomeas, calcita micrítica, sustancias poliméricas extracelulares, y otras células, sugiriendo la presencia de gradientes químicos a microescala dentro de los agregados. Este hallazgo suma complejidad al conocido gradiente físico-químico vertical de las matas microbianas, y puede tener un impacto en la distribución espacial de las microtexturas y señales químicas relacionadas con actividad microbiana dentro de los microbialitos. Los resultados obtenidos en los capítulos que compararon matas microbianas de diversos sitios permiten concluir que el cinturón microbialítico de la Laguna Negra es un sistema heterogéneo, con fluctuaciones ambientales que derivan en variaciones en la diversidad microbiana entre los distintos sitios, sobre todo a niveles taxonómicos inferiores a filo, como familia y especie. Además, permitió relacionar distintas comunidades microbianas con sus huellas microtexturales en las estructuras litificadas asociadas, contribuyendo al estudio global de señales de actividad biológica en el registro geológico. 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La Laguna Negra se encuentra en la provincia de Catamarca, y presenta en su margen sur una zona muy somera con extensas matas microbianas y microbialitos carbonáticos, denominada en este trabajo cinturón microbialítico. Esta tesis se centró en estudiar la diversidad microbiana de estas matas microbianas asociadas a precipitados minerales en el cinturón microbialítico y su huella preservada en los microbialitos, principalmente mediante las técnicas moleculares de secuenciación masiva de Pirosecuenciación 454 e Illumina. En primer lugar, se pudo determinar que los filos bacterianos predominantes en distintos sitios del cinturón microbialítico fueron Deinococcus-Thermus, Verrucomicrobia, Proteobacteria, Bacteroidetes, Spirochaetes, y Firmicutes, aunque un sitio en particular se destacó por su contenido de Cyanobacteria. En segundo lugar, al diseccionar por capas la mata microbiana predominante del cinturón microbialítico para conocer su estructura, se observó en la capa superior abundante Deinococcus-Thermus y el pigmento deinoxantina, relacionados con la tolerancia a la radiación UV. En las siguientes capas se detectó Chloroflexi y Deltaproteobacteria acompañados de bacterioclorofilas, y en la capa más profunda de la mata se reveló abundante Halanaerobiaceae, particularmente Halanaerobium sp. En tercer lugar, se llevó a cabo una comparación de diferentes matas microbianas asociadas con tres sistemas microbialíticos dentro del cinturón microbialítico, caracterizados por diferentes macro-morfologías, microtexturas petrográficas de los carbonatos, y composición química del agua de cada sitio. Se pudo establecer que el sitio con oncoides (microbialitos con laminación irregular concéntrica) se asoció con matas microbianas bien estratificadas y con marcado contenido de fotótrofas. El sitio con estromatolitos (microbialitos con laminación acreciente) se asoció con matas microbianas más simples y con marcado contenido de especies halófilas. El sitio con costras laminares (carbonatos con láminas regulares e isópacas) se caracterizó por la ausencia de matas microbianas. Lo hallado en esta comparación de sistemas microbialíticos indica diferentes grados de influencia microbiana en las microtexturas observadas en cada tipo de carbonato. En último lugar, mediante cultivos de enriquecimientos selectivos se consiguió conocer la comunidad de bacterias reductoras de compuestos del azufre presentes en la mata microbiana estratificada asociada a oncoides y con presumible huella isotópica de S, compuesta principalmente por bacterias anaerobias de Deltaproteobacteria (como Desulfomicrobium spp., Desulfuromonas spp., y Syntrophotalea sp.), y Firmicutes (como Halanaerobium spp. y Acetobacterium spp.). Cabe destacar que de manera consistente en todos los análisis al microscopio de las matas microbianas del cinturón microbialítico se observaron agregados subesféricos como principal componente estructural, compuestos por diatomeas, calcita micrítica, sustancias poliméricas extracelulares, y otras células, sugiriendo la presencia de gradientes químicos a microescala dentro de los agregados. Este hallazgo suma complejidad al conocido gradiente físico-químico vertical de las matas microbianas, y puede tener un impacto en la distribución espacial de las microtexturas y señales químicas relacionadas con actividad microbiana dentro de los microbialitos. Los resultados obtenidos en los capítulos que compararon matas microbianas de diversos sitios permiten concluir que el cinturón microbialítico de la Laguna Negra es un sistema heterogéneo, con fluctuaciones ambientales que derivan en variaciones en la diversidad microbiana entre los distintos sitios, sobre todo a niveles taxonómicos inferiores a filo, como familia y especie. Además, permitió relacionar distintas comunidades microbianas con sus huellas microtexturales en las estructuras litificadas asociadas, contribuyendo al estudio global de señales de actividad biológica en el registro geológico. Finalmente, esta tesis resalta a la Laguna Negra como fuente de nuevas especies extremófilas, y reporta una extensa lista de especies que habitan estas matas microbianas, que servirán de base para el diseño de futuros estudios experimentales, incluyendo aplicaciones biotecnológicas o ensayos de registro isotópico.
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