Diversity, dynamics and activity of Epsilonproteobacteria in a stratified karstic lake. Implications in carbon and sulfur cycles

Abstract

This doctoral thesis studies the abundance, diversity, seasonal dynamics and activity of Epsilonproteobacteria in a meromictic basin of Lake Banyoles during three year cycles. We applied a complementary array of molecular techniques to resolve the identity and ecological role of Epsilonproteobacteria in the system, with special focus on the contribution of these microorganisms on linking C and S cycles. Our results pointed to a clear seasonality of Epsilonproteobacteria, with maximal abundances at the redoxcline and upper monimolimnion in winter. Furthermore, results revealed the predominance of sequences affiliated to genus Arcobacter, and clearly indicated that Epsilonproteobacteria actively assimilated CO2 in the dark thus being responsible of the high rates of dark carbon fixation measured at the redoxcline in winter. Additional analyses provided additional evidence that the dominant member of the epsilonproteobacterial community is a chemolithotrophic, sulfide-oxidizing member of the genus Arcobacter, distantly related to its marine counterpart Candidatus A.sulfidicus.

En aquesta tesi doctoral s’ha estudiat l’abundància, diversitat, dinàmica estacional i activitat dels Epsilonproteobacteria en una cubeta meromíctica de l’Estany de Banyoles durant tres cicles anuals. L’estudi combina diferents tècniques moleculars per resoldre la identitat i funció ecològica d’aquests microorganismes al sistema, amb especial atenció a la seva contribució als cicles del C i del S. Els resultats van mostrar una clara estacionalitat en l’abundància d’Epsilonproteobacteria amb màxims hivernals a la redoxclina i al monimolimnion, i van revelar un predomini de seqüències afiliades al gènere Arcobacter. A més, els resultats van demostrar que els Epsilonproteobacteria assimilen activament CO2 en la foscor, essent els responsables de les elevades taxes de fixació fosca de C mesurades a la redoxclina a l’hivern. Anàlisis moleculars complementàries van resoldre que el membre predominant de la comunitat estudiada és un microorganisme quimiolitotròfic i oxidador de sofre del gènere Arcobacter, filogenèticament emparentat amb l’espècie marina Candidatus A.sulfidicus.