Effect of environmental changes and metal stress on phototrophic microorganisms in extree environments. Development of new methodologies in high-resolution microscopy techniques
Els efectes del canvi climàtic incideixen directament en les poblacions de microorganismes fotòtrofs dels tapissos microbians, produint alteracions en altres paràmetres ambientals com és l’increment de la temperatura, que pot provocar sequeres i fins i tot la desertització d’aquests ecosistemes, aix...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2017 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/457901 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/457901 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Microorganismes fotòtrofs Microorganismos fototróficos Phototrphic microorganisms Canvis ambientals Cambios ambientales Environmental changes Metalls Metales Metals Ciències Experimentals 579 |
| Sumario: | Els efectes del canvi climàtic incideixen directament en les poblacions de microorganismes fotòtrofs dels tapissos microbians, produint alteracions en altres paràmetres ambientals com és l’increment de la temperatura, que pot provocar sequeres i fins i tot la desertització d’aquests ecosistemes, així com altres efectes en l’osmolaritat de les cèl·lules, degut a l’augment de la salinitat. Els microorganismes esmentats són molt abundants en els tapissos microbians, principalment els cianobacteris i les microalgues, que a més de ser els principals estabilitzadors d’aquests ecosistemes, al mateix temps es troben exposats a diferents condicions d’estrès. La majoria dels estudis que es realitzen per valorar l’impacte que tenen sobre els microorganismes condicions ambientals tan variables utilitzen cultius axènics que provenen de microorganismes aïllats de l’ambient natural o bé de col·leccions de cultius; res més lluny de la realitat, ja que en els ambients naturals els microorganismes fotòtrofs estableixen associacions estables amb microorganismes heteròtrofs i, a vegades, amb altres fotòtrofs. A més, hi ha pocs estudis que analitzin, en aquestes condicions i a nivell individual, els efectes dels paràmetres ambientals o de la pol·lució per metalls en aquestes associacions. La manca de metodologies que poden aplicar-se per esbrinar aquests efectes en un microorganisme en concret, quan està associat amb un altre de manera selectiva, in vivo, de manera ràpida i sense l’ús de cap tipus de tinció, és, per tant, un repte a la hora d’analitzar les possibilitats que tenen aquests microorganismes enfront a canvis tan dràstics. En aquest treball, s’ha intentat solucionar aquesta problemàtica mitjançant l’optimització de diferents tècniques que tenen com a base el microscopi làser confocal, considerant la principal característica dels cianobacteris i les microalgues, que és la d’emetre fluorescència natural. La clorofil·la a és el pigment majoritari d’aquests microorganismes i s’ha utilitzat amb anterioritat com a bioindicador, especialment en estudis realitzats en metalls per altres membre del grup. Així mateix, una problemàtica important és esbrinar el paper que juguen aquests microorganismes en la resistència davant canvis sobtats de les condicions naturals o antropogèniques. En aquest sentit, també s’ha accentuat l’interès en les anomenades cèl·lules dorments i en l’estudi de cèl·lules viables i no viables. Per aquest motiu, en aquest treball s’ha posat a punt una nova metodologia que utilitza el microscopi làser confocal i dos làsers específics i que ha permès determinar el percentatge d’aquestes cèl·lules en mostres exposades a diferents condicions d’estrès. Els microscopis electrònics de rastreig i transmissió, ambdós acoblats a un detector d’energia dispersiva de raigs X, juntament amb el microscopi de transmissió de raig X del sincrotró ALBA, s’han aplicat en mostres sotmeses a varis factors d’estrès per avaluar els canvis morfològics en cèl·lules senceres i en seccions ultrafines, així com en estudis de captació de metalls extra- i intracel·lularment. Els objectius del present treball s’han centrat en l’aplicació combinada de totes aquestes metodologies en dos consorcis de microorganismes: Scenedesmus sp. DE2009 i Geitlerinema sp. DE2011. L’efecte de la llum i la salinitat (com a paràmetres ambientals), així com l’impacte del plom, coure i crom (com a contaminants), s’ha estudiat àmpliament en cèl·lules individuals d’ambdós microorganismes. Finalment, aquesta tesi està estructurada en diferents capítols. El Capítol 3 correspon amb els articles publicats (un d’ells en revisió); així doncs, els resultats obtinguts de les investigacions realitzades s’exposen en les Seccions 3.1, 3.2 i 3.3 i es discuteixen globalment en el Capítol 4. |
|---|