Abundance and diversity of marine microbial eukaryotes

Abstract

[EN] Microeukaryotes are important ecological players in any kind of ecosystem, most notably in the ocean, and it is therefore essential to collect information about their abundance and diversity. To achieve this general goal this thesis was structured in two parts. The first part represents an effort to define our “diversity unit” from studies based on the well-known cloning and Sanger sequencing approach. Basically, we wanted to establish a solid baseline for the second part of the thesis. We started with data from one cruise (Chapter 1) and then continued with the analysis of the complete dataset of 18S rDNA sequences available at that time (Chapter 2). From this analysis we found that the V4 region of the 18S rDNA was a good proxy of the variability of the entire gene. We also determined that the maximal genetic distance for sequences belonging to a same class was 0.25. Once defined this framework, it was used in the second part of the thesis for studying deep ocean microeukaryotes. Thanks to the Malaspina 2010 expedition, we had a comprehensive set of deep samples with associated abiotic and biotic parameters from all over the world. We found that the microeukaryotes abundance averaged 54 cells mL-1 in the mesopelagic layer and 14 cells mL-1 in the bathypelagic layer, and its variability was explained by depth, prokaryotes abundance and oxygen concentration (Chapter 3). Finally, the diversity of deep microeukaryotes was determined by pyrosequencing and metagenomic tags (Chapter 4). The bathypelagic community was mainly composed by Collodaria, Chrysophyceae, MALV-II and Basidiomycota. However, the relative abundance of these classes varies a lot among samples. The variability in community composition between samples was well explained by the water mass they belong and by the abundance ratio between prokaryotes and microeukaryotes

[ES] Los Microeucariotas son actores ecológicos importantes en cualquier tipo de ecosistema, sobre todo en el océano, por lo que es esencial recopilar información acerca de su abundancia y diversidad. Para lograr este objetivo general esta tesis se ha estructurado en dos partes. La primera parte representa un esfuerzo para definir nuestra “unidad de diversidad”, empezando por estudios basados en la clonación molecular y la secuenciación de Sanger. Básicamente, queríamos establecer una base sólida para la segunda parte de la tesis. Empezamos con los datos de una campaña (Capítulo 1) y luego seguimos con el análisis del conjunto completo de datos de secuencias de 18S ADNr disponibles en ese momento (Capítulo 2). A partir de este análisis, se encontró que la región V4 del 18S ADNr es un buen indicador de la variabilidad de todo el gen. También se determinó que la distancia genética máxima para las secuencias que pertenecen a una misma clase es de 0.25. Una vez definido este marco, fue utilizado en la segunda parte de la tesis para estudiar los microeu-cariotas del oceáno profundo. Gracias a la expedición Malaspina 2010, disponíamos de un amplio conjunto de muestras de profundidad de todo el mundo y de sus parámetros abióticos y bióticos asociados. Se encontró que la abundancia de microeucariotas promedio era de 54 células mL-1 en la capa mesopelágica y de 14 células ml-1 en la capa batipelágica. Su variabilidad se explicaba por la profundidad, la abundancia de procariotas y la concentración de oxígeno (Capítulo 3). Por último, la diversidad de microeucariotas profundos se determinó mediante pirosecuenciación y secuencias de metagenómica (Capítulo 4). La comunidad batipelágica estaba compuesta principalmente por Collodaria, Chrysophyceae, MALV-II y Basidiomycota. Sin embargo, la abundancia relativa de estas clases varía mucho entre las muestras. La variabilidad en la composición de la comunidad entre las muestras se explicaba bien teniendo en cuenta la masa de agua a la que pertenecían y el ratio de abundancia entre procariotas y microeucariotas