Function and structure of river sediment biofilms and their role in dissolved organic matter utilization

Abstract

The objective of this thesis was to study how sediment microbial communities in Mediterranean rivers used dissolved organic matter at different spatial and temporal scales. Results from the two field studies, showed that the quality and origin of the dissolved organic matter (allochthonous versus autochthonous) and the different hydrological periods (drought versus base flow) highly modified the biofilm functioning and composition. On the other hand, the two laboratory experiments showed that first, the decrease in dissolved oxygen in sediment depth determined the microbial organic matter degradation. And second, results also showed that warming river water increased the heterotrophy of the microbial communities and clearly modified the food web structure. In conclusion this thesis demonstrates that the structure and functioning of sediment biofilms change at different spatial and temporal scales and they are sensitive to the increase in water pollution and the effects of global climate change.

L’objectiu d’aquesta tesi era investigar com les comunitats microbianes del sediment dels rius Mediterranis utilitzaven la matèria orgànica dissolta a diferents escales espacials i temporals. Els resultats dels dos experiments de camp, van demostrar que tant la qualitat i l’origen de la matèria orgànica dissolta (al·lòcton versus autòcton) com els canvis hidrològics (sequera versus cabal mitjà) clarament modificaven l’activitat i la composició del biofilm. D’altra banda, els dos experiments de laboratori van mostrar primer que la disminució de l’oxigen dissolt en profunditat determinava la degradació microbiana de la matèria orgànica. I segon, com l’escalfament de l’aigua feia augmentar l’heterotròfia de les comunitats microbianes i modificava clarament l’estructura de la xarxa tròfica. En conclusió aquesta tesi demostra que l’estructura i el funcionament dels biofilms dels sediments varia espacial i temporalment i són sensibles a l’augment de la contaminació de l’aigua i els efectes del canvi climàtic global.