La precipitación en la estación seca remodela la composición de genes funcionales y modula el funcionamiento del...

Área de la Ciencia:

• Ecología microbiana de agua dulce
• Ciclos biogeoquímicos
• Resiliencia del ecosistema

Sus antecedentes:

• Las perturbaciones hidrológicas pulsadas como la alternancia de sequía y precipitación remodelan los ecosistemas de agua dulce.
• Las comunidades microbianas impulsan el ciclo del carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P), pero sus respuestas a las perturbaciones son complejas y poco comprendidas.

Objetivo del estudio:

• Comparar sistemáticamente la dinámica de los genes funcionales microbianos antes y después de los eventos de precipitación durante la estación seca en un río tropical.
• Elucidar los mecanismos reguladores de las respuestas funcionales microbianas a las perturbaciones hidrológicas pulsadas.

Principales métodos:

• Análisis comparativo de la composición y diversidad de genes funcionales microbianos (diversidad de Shannon, similitud espacial).
• Análisis de las vías del ciclo C, N y P y sus cambios metabólicos.
• Análisis de redes de co-ocurrencia para identificar cambios en las interacciones microbianas y los taxones clave.
• Modelado de ecuaciones estructurales de mínimos cuadrados parciales (PLS-PM) para evaluar los efectos reguladores de los factores ambientales y la diversidad en las funciones microbianas.

Principales resultados:

• La precipitación redujo significativamente la diversidad microbiana y la similitud espacial de los genes del ciclo C y N, alterando la composición general de los genes funcionales.
• El metabolismo del carbono se desplazó hacia vías heterotróficas; el metabolismo del fósforo favoreció la hidrólisis de organofosforados energéticamente eficientes.
• El ciclo del nitrógeno mostró respuestas específicas de la etapa, con un aumento de la desnitrificación pero una inhibición de los pasos de reducción terminal.
• Las redes de co-ocurrencia microbiana mostraron menos asociaciones positivas y un cambio en los taxones clave.
• La precipitación amplificó la regulación ambiental directa de los genes microbianos y revirtió el efecto de la diversidad microbiana en el ciclo P.

Conclusiones:

• Las perturbaciones hidrológicas impactan profundamente la estructura y función de la comunidad microbiana en los ecosistemas de agua dulce.
• Después de la precipitación, el ciclo C-N-P depende de unos pocos taxones dominantes, lo que resalta las posibles vulnerabilidades en la estabilidad del ecosistema.
• Los hallazgos ofrecen información sobre la gestión de los ecosistemas de agua dulce y la evaluación de la resiliencia en el contexto de las alteraciones hidrológicas inducidas por el cambio climático.