Al límit dels sistemes aquàtics

Les precipitacions reduïdes i, per tant, les sequeres perllongades s'estan estenent a tot el món i amenacen la integritat dels ecosistemes aquàtics. La reducció de la recàrrega d'aigua i la pèrdua d'ecosistemes d'aigua dolça són els problemes més urgents d'aquest segle, ja que la població mundial augmenta la demanda d'aigua i la pressió sobre els recursos d'aigua finits s'intensifica. A Europa, la presència recurrent i intensa d'episodis de sequera és ja una realitat tangible que afecta els ecosistemes fluvials.
Les zones de clima mediterrani són particularment propenses a períodes de sequera perllongada i la majoria de rius mediterranis presenten un règim de cabal d'aigua intermitent caracteritzat per l'alternança de fases humides i seques, però l'ampliació del període sec pot influir de manera important en el funcionament de l'ecosistema. La superfície del llit del riu i les zones del sediment hiporreic són hàbitats on els microorganismes viuen en forma de biofilms. Aquests biofilms són els responsables del reciclatge de nutrients i de la descomposició de matèria orgànica en el riu. En conseqüència, l'escassetat d'aigua de forma perllongada i els episodis bruscos de rehidratació poden reduir, limitar o canviar les funcions, la diversitat i la composició de la comunitat microbiana i, per tant, comprometre el funcionament global dels ecosistemes aquàtics.
Aquesta tesi ha investigat les respostes de les comunitats microbianes del llit del riu (bacteris, arqueus i fongs que habiten sediments superficials i hiporreics i fulles enterrades al sediment) en termes de diversitat, composició i funcions en situacions de períodes secs perllongats i episodis humits, des de pluges puntuals fins a esdeveniments de rehidratació i retorn del cabal. Es va realitzar un experiment de laboratori a llarg termini i un experiment de camp per comparar les respostes microbianes sota restriccions hidrològiques diferents. Les funcions microbianes i l'estructura de biofilm i les observacions de la diversitat del treball de camp i de l'experiment de laboratori van arribar a resultats complementaris que van posar de manifest les respostes rellevants dels microbis en condicions de sequera extrema. Els llocs sotmesos a períodes sense flux d'aigua i a una sequera prolongada del llit del riu van augmentar la degradació de compostos més recalcitrants com la lignina, probablement degut a l'acumulació de fulles i restes de fusta a la superfície dels sediments secs. Per altra banda, les funcions microbianes de la superfície del sediment fluvial van disminuir durant la sequera perllongada, tot i que la microbiota va activar clarament estratègies per fer front a la dessecació, com retenir el màxim d'aigua en la matriu de substàncies polimèriques extracel·lulars (o EPS). Així mateix, els esdeveniments de rehidratació sobtats (per exemple en pluges torrencials puntuals) i els microhàbitats profunds, com els sediments hiporreics i les fulles enterrades, van resultar rellevants per a la recuperació del funcionament microbià dels sediments superficials. La biomassa bacteriana i la diversitat global d'aquestes comunitats van ser més resistents a l'estrès hídric que les seves funcions metabòliques, a excepció de la viabilitat de les cèl·lules bacterianes que es va reduir de forma significativa en el període de sequera prolongada. Pel que fa a la composició bacteriana, el treball de camp va revelar variacions en la diversitat microbiana relacionades principalment amb les característiques ambientals de la conca (per exemple, un major ús de terres agrícoles i una reducció de la cobertura de vegetació de ribera va disminuir significativament la diversitat de la comunitat bacteriana). A més, la composició de la comunitat microbiana, com ara l'abundància relativa de certs tàxons microbians, era significativament variable sota l'estrès hídric. Aquests canvis globals observats han suggerit la tendència a la terrestrialització de la composició de la comunitat microbiana, en transició entre un sistema aquàtic intermitent i un ecosistema terrestre. La microbiota del llit fluvial ha mostrat ser vulnerable a les alteracions hidrològiques que afecten els rius intermitents i això pot ser alarmant a la vista dels potencials efectes en el funcionament i conservació dels ecosistemes fluvials intermitents.

Lectura de la tesi: 25/10/2019

Consulta la tesis a TDX: http://hdl.handle.net/10803/671493