¿Cuántos ciliados hay en los sedimentos secos de una pila granítica?

Las pilas o pilancones de La Pedriza son cavidades erosivas donde se acumula agua de lluvia y que constituyen parte de las formas menores o microformas del granito. La génesis de las pilas suele asociarse a la disolución y la erosión mecánica de la roca, favorecidas por su capacidad de retener agua. La evapotranspiración deja al descubierto un sedimento o detrito en el lecho de la cavidad. Este detrito puede presentar una granulometría del granito muy variada, costra orgánica de mayor o menor espesor y, en muchos casos, suelo bien desarrollado con presencia de briofitos y plantas vasculares que estructuran auténticos ecosistemas para la colonización de especies.

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La alternancia frecuente de estados de desecación e inundación que ocurre en las pilas, hace que las comunidades microbianas que allí puedan aparecer estén sometidas a cambios drásticos en temperatura y humedad, tanto diurnos como estacionales. En concreto, en algunas de las pilas secas de estudio de Microepics hemos detectado variaciones diarias de 37º C de temperatura, alcanzando temperaturas superficiales de hasta 59ºC, y 90% de humedad relativa.

¿Serían estos nichos ecológicos adecuados para el desarrollo de los protistas? ¿Cuántos de ellos aparecerían por gramo de sedimento seco de pila? ¿Y cuántas especies? ¿Habría diferencias en la composición de la comunidad de protistas de distintas pilas? Todas estas preguntas y muchas más nos planteamos durante la recogida de muestras de sedimentos de las pilas en septiembre de 2013, después del largo verano de La Pedriza. La observación inicial al microscopio de los sedimentos hidratados reveló variedad de grupos de protistas (amebas, flagelados y ciliados). Entre los ciliados, la presencia de un elevado número de especies bacterívoras nos animó a embarcarnos en un proyecto de investigación de mayor envergadura. Y así nació Microepics. Almacenamos estos sedimentos secos en el laboratorio y un año después realizamos un estudio cuantitativo de las especies de ciliados en los sedimentos de tres de las pilas graníticas. Estos sedimentos en concreto son heterogéneos en composición, en general presentan una base firme de suelo/tierra, que añade granos de sílice grueso en algunas de las pilas, y distintos tipos de briofitos en otras. En este estudio determinamos la sucesión ecológica de las especies de ciliados en un periodo de 14 días de seguimiento al microscopio desde la hidratación de los sedimentos, con el fin de revelar la posible biodiversidad críptica (biodiversidad escondida) de especies con escasa abundancia y/o de crecimiento o desarrollo más lento. Os mostramos algunas micrografías de especies representativas.

ciliadosMicrografías de protistas ciliados representativos en pilas graníticas (Autor: Proyecto Microepics)

En conjunto, en las pilas graníticas analizadas hasta ahora se han identificado 55 morfotipos (especies morfológicas) de ciliados. En un gramo de peso seco (PS) de sedimento pueden coexistir hasta 12 especies. Existe una distribución diferente de los ciliados según la pila, tanto en la riqueza de especies como en su abundancia, y la sucesión de poblaciones es muy compleja. Las especies comunes a las pilas son tan solo tres: Cyclidium glaucoma, Halteria grandinella y Vorticella aquadulcis.

El estudio de la sucesión de poblaciones mostró que a partir de los 14 días, el número acumulativo de especies aparecidas en las tres pilas tiende a estabilizarse, con un número máximo de 25 especies encontrado en una misma pila. Así, dos semanas puede ser el periodo mínimo para revelar la diversidad criptica de ciliados que alberga este tipo de sedimentos. Los ciliados más abundantes en las pilas graníticas, con independencia de su tipo de sedimento, fueron ciliados bacterívoros: La especie Colpoda steinii alcanzó una densidad media por día de 2,4 x104 individuos g-1 de PS de sedimento, Homalogastra serosa 4,6 x103 individuos g-1 PS, y Cyclidium glaucoma 3,8 x103 individuos g-1 PS.

¿Pero cómo pueden los ciliados y otros protistas sobrevivir por largo tiempo en sedimentos secos y con cambios bruscos de temperatura? Lo hacen gracias a estructuras de resistencia que muchos de ellos desarrollan como parte de su ciclo de vida, los denominados quistes. Los quistes son estados metabólicamente inactivos que permiten a estos microorganismos unicelulares resistir las condiciones adversas ambientales como, por ejemplo, la falta de nutrientes y los estados de desecación del medio. Los quistes de ciliados son de diverso tamaño, composición y forma, utilizándose en muchos casos como uno de los caracteres de identificación a nivel de especie. No todos los ciliados tienen quistes, pero estos son muy importantes para la supervivencia y dispersión de las especies en ciertos ambientes, porque se pueden transportar en las alas/patas de las aves o en el pelo y extremidades de diversos animales; y cuando aparecen las condiciones adecuadas, que en general suceden al hidratar el medio, como en este caso, la pared del quiste se rompe y la célula vegetativa emergente puede continuar el ciclo de vida de la especie. Hay quistes que permiten a las especies sobrevivir en desecación por años.

Según nuestro conocimiento, este es el primer estudio detallado a nivel mundial de identificación de especies de protistas ciliados en pilas graníticas de este tipo. Nuestros siguientes pasos serán, en la faceta de catalogar la biodiversidad de protistas, continuar con el estudio de especies raras o poco conocidas investigando sus estrategias de resistencia a condiciones ambientales muy cambiantes que puedan revelar más información sobre los ciclos de vida de los ciliados y sus adaptaciones a estos ambientes. Y por otro lado, aislar y cultivar aquellas especies bacterívoras dominantes en las pilas graníticas, que emplearemos para estudios de depredación con bacterias indicadores de contaminación fecal en búsqueda de potenciales protistas biorremediadores.

Seguiremos informándoos del avance de Microepics en estas líneas de investigación.

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