Determinación de la diversidad y actividad bacteriana sulfatorreductora y metanogénica en los sedimentos de dos ecosistemas estuarino-lagunares del estado de Chiapas Public Deposited
Las bacterias sulfatorreductoras y las arqueas metanogénicas participan en las fases terminales de la mineralización anaerobia de la materia orgánica en los sedimentos costeros; sin embargo, existen pocos estudios que evalúan su distribución, abundancia y actividad en las lagunas costeras tropicales. En el presente trabajo se investigó la dinámica temporal y espacial de las poblaciones bacterianas sulfatorreductoras y arqueas metanogénicas en el sedimento de Chantuto-Panzacola y Carretas-Pereyra, complejos de lagunas costeras localizados en la región sureste del estado de Chiapas, México. Las muestras de sedimento se colectaron en las temporadas de secas (junio 2002, febrero y mayo 2003) y lluvias (octubre y noviembre 2002, julio 2003). El método del Número Más Probable se empleó para la cuantificación de la microbiota a partir de diferentes sustratos. Se evaluó también la actividad cinética a partir de acetato, tanto en presencia como en ausencia de sulfatos en el medio. Las bacterias sulfatorreductoras y las arqueas metanogénicas fueron abundantes en el sedimento de las lagunas estudiadas, cuantificándose abundancias de 105 -109 células/g sedimento de bacterias sulfatorreductoras y 105 -108 células/g sedimento de metanogénicas, intervalos superiores a los determinados en sedimentos de zonas templadas. Las bacterias sulfatorreductoras fueron el grupo dominante durante la temporada de secas, siendo su abundancia por sustrato: lactato (1.09x1010 células/g sedimento) > propionato (1.84x109 células/g sedimento) > acetato (1.52x109 células/g sedimento) > hidrógeno (1.81x108 células/g sedimento). La densidad de las arqueas metanogénicas se incrementó en losmeses asociados a las lluvias, siendo el orden por sustrato: metanol (1.39x108 células/g sedimento) > hidrógeno (3.11x107 células/g sedimento) > acetato (2.38x107 células /g sedimento). La cinética a partir de acetato fue superior en los medios con sulfatos, dominando entonces la sulfatorreducción sobre la metanogénesis en los sedimentos estudiados. Las abundancia y la actividad de la microbiota se relacionaron con las variables fisicoquímicas en el sedimento y agua intersticial: temperatura, pH, Eh, salinidad, sulfatos, carbono orgánico y carbohidratos. Se propone un modelo conceptual para explicar como la dinámica de la microbiota sulfatorreductora y metanogénica regula la descomposición de la materia orgánica en sedimentos lagunares de latitudes tropicales que están influidos por cambios estacionales en la descarga de los ríos.
Sulfate reducing and methanogenic archaea play an important role in the terminal phases of anaerobic mineralization of organic matter in coastal sediments, yet there are few studies evaluating their distribution, abundance and activity in tropical coastal lagoons. In this work the temporal and spatial dinamic of methanogenic archaea and sulfate reducing bacteria was studied in the sediments of ChantutoPanzacola and Carretas-Pereyra, a coastal lagoon complex located in southeastern region of Chiapas State, Mexico. Sediment samples were collected in the dry (June 2002, February, and May 2003) and rainy (October, and November 2002, July 2003) seasons. The Most Probable Number Method was used for selective enumeration of sulfate-reducing bacteria, and methanogenic archaea with different substrates. Acetate competition was evaluated, with and without sulfates in the medium. The sulfate reducing bacteria and methanogenic archaea were abundant in the sediment of studied lagoons, with densities of 105 -109 cells/g sediment of sulfate reducing bacteria, and 105 -108 cells/g of methanogenic archaea, higher ranges that those reported in sediments in temperate aquatic ecosystems. The sulfate reducing bacteria were the dominant group in dry season. The abundance by substrate of this group was: lactate (1.09x1010 cells/g sediment) > propionate (1.84x109 cells/g sediment) > acetate (1.52x109 cells/g sediment) > hydrogen (1.81x108 cells/g sediment). Methanogenic archaea abundance was higher in months associated to the rainy season with the orden by substrate: methanol (1.39x108 cells/g sediment) > hydrogen (3.11x107 cells/g sediment) > acetate (2.38x107 cells/g sediment). The kinetic activity with acetate was higher with sulfates in the medium, then the sulfate reduction was the most important proccess in the studied sediments. The abundance and activity of microbiota, which was correlated with modifications in pore water and sediment physicochemical properties: temperature, pH, Eh, salinity, sulfates, organic carbon and carbohydrates. It propose a conceptual model to explain how the dynamic of sulfate reducing bacteria and methanogenic archaea regulating anaerobic organic matter decomposition in lagoon sediments in tropical latitudes are influenced by seasonal changes in river discharge.
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