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Título

Effects of solar radiation on marine bacterial and phytoplankton heterotrophic activities

Otros títulosEfectos de la radiación solar sobre las actividades heterotróficas del bacterioplancton y fitoplancton marinos
Autor Ruiz-González, Clara
DirectorGasol, Josep M. ; Simó, Rafel
Fecha de publicación 2011
EditorUniversidad de Las Palmas de Gran Canaria
Resumen[EN] Since the discovery, 20 years ago, that solar ultraviolet radiation (UVR, 280-400 nm) penetrates much deeper into the ocean’s water column than previously thought, knowledge on its effects on diverse surface processes and organisms has significantly increased, yet further research is needed for a good understanding of sun-organism interactions. Marine bacteria are considered some of the most susceptible to sunlight damage due to their small size and lack of pigments. Since they are primary consumers of dissolved organic matter (DOM) in seawater, one might expect that any effect on them will ultimately have implications for carbon and nutrient cycling. In this work, we contributed to increase the knowledge on the effects of sunlight on the heterotrophic uptake of DOM by bacteria, although we also devoted some effort to assess its impact on the osmoheterotrophic activity of phytoplankton. For that purpose, we combined bulk activity measurements with a single-cell approach involving microautoradiography for identification of both the responses at the community levels and particular responses and sensitivities to sunlight of different microorganisms. Our work highlights the role of solar radiation as a significant modulator of DOM fluxes through differentially affecting the diverse components of the planktonic food webs. The observed responses were shown to vary not only at different scales depending on changes in the light conditions, but also owing to the previous light-exposure history, the identity of the organisms involved, the substrates considered and the accuracy of our light incubation conditions. Whereas exposure to sunlight often led to a reduction in the amount of leucine incorporated, incubation under photosynthetically active radiation (PAR, 400-700 nm) conditions sometimes stimulated its uptake, and potential photoheterotrophy is discussed among other possibilities. In contrast, bulk assimilation of the organic compound dimethylsulfoniopropionate (DMSP) was often increased upon light exposure, particularly within the non-bacterial fraction. We also found that algal osmoheterotrophy seems to be widespread and more common than previously thought, particularly within the phytoplankton assemblages inhabiting the DMSP-rich summer polar waters, and that this behaviour was highly dependant on the light levels. The present thesis sheds light on the complexity of sun-microbe interactions and provides evidence of the need to afford the study of solar radiation effects on the different compartments of the microbial food webs
[ES] Desde el hallazgo, hace dos décadas, de que la radiación ultravioleta (UVR, 280-400 nm) penetraba en el océano más de lo que se creía hasta el momento, se ha avanzado significativamente en el conocimiento de sus efectos sobre diversos procesos y organismos de las capas superficiales del océano; sin embargo, aún son muchos los aspectos que desconocemos acerca de las interacciones entre la radiación solar y las comunidades oceánicas. Las bacterias marinas, consumidoras primarias de la materia orgánica disuelta (DOM) en el agua, se consideran entre los organismos del plancton más sensibles a la UVR debido a su pequeño tamaño y a la falta de pigmentos. Nuestro objetivo fue el estudio de los efectos de la radiación solar sobre la actividad heterotrófica de las bacterias marinas, aunque ocasionalmente también nos concentramos en su impacto sobre la osmoheterotrofía del fitoplancton. Para ello combinamos medidas de asimilación total de compuestos orgánicos con técnicas de resolución individual como la microautoradiografía a fin de examinar tanto los efectos de la luz a nivel de comunidad como las respuestas particulares de distintos grupos de microorganismos. Nuestro trabajo subraya el papel de la radiación solar como moduladora de los flujos de DOM, si bien las respuestas observadas variaban dependiendo no sólo de los cambios en la luz, sino también de la exposición previa de las muestras, la identidad de los organismos implicados, los sustratos considerados y la similitud entre nuestras condiciones de exposición y la radiación recibida por las muestras in situ. Mientras que la exposición a la UVR a menudo redujo la incorporación de leucina por los organismos, la radiación fotosintéticamente activa (PAR, 230-400 nm) provocó una estimulación ocasional de la toma de este aminoácido, discutiéndose, entre otras posibilidades, una potencial fotoheterotrofía. Por otro lado, la asimilación del compuesto orgánico dimeltilsulfoniopropionato (DMSP) generalmente aumentaba en presencia de luz, particularmente en las fracciones no bacterianas. Nuestros resultados indican por tanto que la osmoheterotrofía del fitoplancton, también influida por la luz, es más común y está más extendida de lo que se pensaba, especialmente en las comunidades de aguas polares de verano tan ricas en DMSP. Esta tesis ilustra la complejidad de las interacciones entre la luz y los microorganismos y señala la necesidad de estudiar en más detalle sus efectos sobre los distintos componentes de las redes tróficas microbianas
Descripción Memoria de tesis doctoral presentada por Clara Ruiz González para optar al grado de Doctora en Oceanografía por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), realizada bajo la dirección del Dr. Josep Maria Gasol Piqué y del Dr. Rafel Simó Martorell del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC).-- 311 pages
URI http://hdl.handle.net/10261/100933
Aparece en las colecciones: (ICM) Tesis
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