Linking Seasonal Reduction of Microbial Diversity to Increase in Winter Temperature of Waters of a Chilean Patagonia Fjord

Abstract

Since microorganisms play a major role in the biogeochemistry of the ocean, understanding structure and dynamics of natural microbial communities is crucial in assessing the impact of environmental changes on marine ecosystems. In order to identify key environmental drivers of microbial community structure in Chilean Patagonian fjords, we analyzed composition of the prokaryotic community over an annual cycle at a single sampling site in Puyuhuapi Fjord. Distinctive communities represented mainly by Actinomycetales, Rhodobacteraceae, Cryomorphaceae, and Flavobacteriaceae were associated with Estuarine Fresh Waters, whereas Cenarchaeaceae and Oceanospirillales were representative of Modified Sub Antarctic Waters present in the fjord. Salinity and oxygen were first-order factors explaining segregation of microbial communities in these contrasting water masses. Positive correlations of members of Flavobacteriaceae, Alteromonadales, and Verrucomicrobiales with diatoms in subsurface waters and of Flavobacteriales (Cryomorphaceae and Flavobacteriaceae), Rhodobacteraceae, and Pelagibacteraceae with dinoflagellates in surface waters suggest that phytoplankton composition could define specific niches for microorganisms in Puyuhuapi fjord waters. A dramatic reduction of richness and individual abundances within Flavobacteriaceae, Rhodobacteraceae, and Cenarchaeaceae families was principally explained by seasonal increase of surface water temperature, with major reduction associated with changes in temperature during winter conditions. Taxa that are sensitive to increased temperature are key components of organic matter and element cycling, and we therefore suggest that potential decrease in diversity associated with rising of surface water temperature could impact current biogeochemical status of Patagonian fjord ecosystems.

Biochemical fingerprints of marine fungi: implications for trophic and biogeochemical studies

“…The variety of environments found in these large Pacific Ocean ecosystems supports different communities of microorganisms (e.g. Quiñones et al 2009, Ulloa et al 2012, Gutiérrez et al 2018, including fungi , Vera et al 2017). The study is therefore expected to provide a wide range of variability in fungal diversity and, thus, in their elemental and biochemical composition.…”

Caracterização da microbiota marinha sob influência do degelo glacial na Baía do Almirantado, Antártica

“…Estes fatores físicos exibem sua influência através de diferentes gradientes, como a profundidade, sazonalidade, diferentes massas de água e diferentes zonas ecológicas da coluna d'água (SOHM et al, 2011;SIGNORI et al, 2014;ZHENG et al, 2015;GUTIÉRREZ et al, 2018). As comunidades de águas mais profundas, parecem ser mais estáveis, variando de acordo com a circulação de massas de água e seu tempo de residência (GHIGLIONE et al, 2012;WILKINS et al, 2013b;ZHENG et al, 2015), enquanto as comunidades de superfície se moldam principalmente pelas variáveis físico-químicas, como as já citadas acima, quanto às variáveis biológicas como PP, grazing e a composição do fitoplâncton, fatores que têm grande variabilidade entre localidades e estações do ano no Oceano Austral, (SIGNORI et al, 2014;ZHENG et al, 2015;MORENO-PINO et al, 2016;(SIGNORI et al, 2017;LURIA et al, 2016;GUTIÉRREZ et al, 2018).…”

“…A fixação de carbono também ocorre no inverno, mas através do metabolismo de bactérias e arqueias quimiossintetizantes, como as Gammaproteobacteria e o Marine Group I (MGI -Thaumarchaeota) (GRZYMSKI et al, 2012, LURIA et al, 2016SIGNORI et al, 2017). Esses grupos são favorecidos em escassez de carbono orgânico, e tem suas abundâncias relativas diminuídas em águas superficiais no verão (SOHM et al, 2011;SIGNORI et al, 2014;ZHENG et al, 2015;GUTIÉRREZ et al, 2018). De fato, este padrão sazonal da comunidade é correspondente ao padrão de profundidade no verão, com a comunidade de inverno sendo substituída pela comunidade de verão em águas superficiais (MURRAY et al, 1998;LURIA et al, 2014;SIGNORI et al, 2014).…”

“…(WOLICKA et al, 2014) No geral, a Baía do Almirantado apresenta uma dinâmica temporal similar à de águas superficiais do verão antártico, com aumento de grupos associados aos blooms de fitoplâncton ao longo do verão, os quais que se aproveitam da alta disponibilização de carbono orgânico dissolvido para o seu crescimento (GHIGLIONE et al, 2012;WILLIAMS et al, 2012;LURIA et al, 2016;SIGNORI et al, 2017). Entretanto, a diversidade da comunidade microbiana não decaiu ao longo do verão, como costuma ocorrer em condições copiotróficas e de estabilização da coluna d'água (GHIGLIONE et al, 2012;LURIA et al, 2016;SIGNORI et al, 2017;GUTIÉRREZ et al, 2018).…”

“…Isto pode ocorrer pois estes grupos estão relacionados com o consumo de matéria orgânica, ocupando diferentes nichos na degradação da matéria orgânica dissolvida (MOD)(WILKINS et al, 2013a).O grupo Cryomorphaceae já foi descrito como parte da comunidade bacteriana em águas costeiras da Península Antártica(GHIGLIONE e MURRAY, 2012;ZENG et al, 2014) sendo correlacionado à águas superficiais no Estreito de Bransfield (SIGNORI et al, 2017) à água de degelo em fiordes chilenos(GUTIÉRREZ et al, 2018). Autocorrelação das 26 OTUs mais abundantes, responsáveis por ~80% das sequências totais; Índice de correlação de Spearman.…”