Influence of rainfall reduction on the microbial community dynamics in aquatic ecosystems

Autor: Jacques, Saulo Machado de Souza
Přispěvatelé: Farjalla, Vinicius Fortes, Amado, André Megali, Suhett, Albert Luiz, Guimaraes, Jean Remy Davee, Vidal, Luciana de Oliveira, Moulton, Timothy Peter
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
Popis: Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2020-11-08T17:28:41Z No. of bitstreams: 1 Tese completa_Saulo Jacques_PPGEE_2017.pdf: 989441 bytes, checksum: c6cbb5c0018e1165b71c27e40b5ff3be (MD5) Made available in DSpace on 2020-11-08T17:28:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese completa_Saulo Jacques_PPGEE_2017.pdf: 989441 bytes, checksum: c6cbb5c0018e1165b71c27e40b5ff3be (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Aquatic ecosystems are recognized as important carbon stocks, where the microbial community plays a central role in the degradation of dissolved organic matter. Such communities may be influenced by changes in the planet's climate, such as those related to precipitation regimes, with consequences still poorly understood for the functioning of aquatic ecosystems. Understanding the impact of climate change on microbial community and consequently on the metabolism of organic matter is therefore central to microbial ecology and ecosystem ecology. Based on predictive data on rainfall reduction, the present study evaluated how these reductions can influence microbial dynamics in relation to their metabolic processes, functional role, composition and diversity. The experiment was built using tank bromeliads as sampling units due to their realistic characteristics and high replicability, and considered four four different scenarios of rain to test how these changes influence the dynamics of the aquatic microbial community, considering the change in frequency and volume of rainfall. The results revealed changes in the functional profiles of the bacterial community, and increase of certain parameters related to its metabolism (bacterial production and bacterial growth efficiency) due to the decrease in volume and /or frequency of rain events, although without direct relation with changes of the composition of the bacterial community. These results indicate that changes in rainfall alter the bacterial biogeochemical environment by "selecting" metabolic pathways according to the availability of substrates and reagents for the biogeochemical reactions. On the other hand microbial groups could have high plasticity in the functions tested, explaining why the changes in the functional profiles were not related to changes in the composition of the bacterial community. Therefore, changes in pluviometric regimes may affect aquatic microbial metabolism, potentially altering microorganism-mediated processes, energy flow in aquatic chains and cycling of elements in ecosystems without major changes in the structure of microbial communities. Ecossistemas aquáticos são reconhecidos como importantes estoques de carbono, onde a comunidade microbiana tem papel central na degradação da matéria orgânica dissolvida. Tal comunidade pode ser influenciada por alterações de origem antrópica no clima do planeta, como aquelas relacionadas aos regimes de precipitação, com reflexos ainda pouco compreendidos para o funcionamento dos ecossistemas aquáticos. Compreender os impactos dessas alterações climáticas sobre a comunidade microbiana e, consequentemente, sobre o metabolismo da matéria orgânica é, portanto, um dos pontos centrais em ecologia microbiana e ecologia de ecossistemas. Baseado em dados preditivos de redução nas precipitações, o presente estudo avaliou como estas reduções podem influenciar a dinâmica microbiana em relação aos seus processos metabólicos, papel funcional, composição e diversidade, utilizando bromélias-tanque como unidades amostrais por suas características de maior realismo e alta replicabilidade. Para testar como essas alterações influenciam a dinâmica da comunidade microbiana aquática foram definidos quatro cenários de precipitação, considerando a alteração na frequência e volume das chuvas. Os resultados revelaram alterações nos perfis funcionais da comunidade bacteriana, e aumento de certos parâmetros relacionados ao seu metabolismo (produção bacteriana e eficiência de crescimento bacteriana) em função da diminuição no volume e/ou frequência dos eventos de chuva, porém sem relação direta com alterações da composição da comunidade bacteriana. Estes resultados indicam que as mudanças nas chuvas alteram o ambiente biogeoquímico bacteriano, selecionando determinadas funções de acordo com a disponibilidade de substratos e reagentes para as reações biogeoquímicas. Os grupos microbianos, por sua vez, apresentam alta plasticidade nas funções testadas, podendo explicar as alterações nos perfis funcionais sem relação com as alterações na composição da comunidade bacteriana. Conclui-se, portanto, que alterações nos regimes pluviométricos podem afetar o metabolismo microbiano aquático, alterando, potencialmente, os processos mediados pelos micro-organismos, o fluxo de energia nas cadeias aquáticas e a ciclagem de elementos nos ecossistemas, porém sem grande modificação na estrutura das comunidades microbianas.
Databáze: OpenAIRE
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