Long-term lake community dynamics revealed by sediment DNA: disentangling natural variation from human-related drivers

Abstract

Els estanys d'alta muntanya, encara que aparentment pristins, han estat subjectes a la influència humana al llarg de la història i han experimentat canvis seguint el desenvolupament tecnològic i social. La influència humana ha estat constant al llarg del temps, fertilitzant l'ecosistema augmentant la càrrega de nutrients des de la conca amb l'erosió del sòl (deguda a la presència de bestiar), la modificació de la xarxa tròfica amb la introducció de peixos i la deposició atmosfèrica de temps més recents. L'objectiu principal d'aquesta tesi va ser avaluar aquesta influència humana històrica en ecosistemes lacustres de muntanya relativament remots.

L'estudi de pigments fotosintètics, restes de crustacis i diatomees, contingut en fòsfor i isòtops estables de carboni i nitrogen al registre sedimentari de l'estany ultraoligotròfic Redon (Pirineus) va revelar aquestes fases al llarg dels últims 3.500 anys. A més a més, la tesi tenia com a objectiu combinar aquestes sòlides tècniques relativament tradicionals amb ADN sedimentari antic (sedaDNA), que permet obrir noves vies en l'avaluació de comunitats del passat.

Los lagos de alta montaña, aunque aparentemente prístinos, han estado sujetos a la influencia humana a lo largo de la historia, y han experimentado cambios con el desarrollo tecnológico y social. La influencia humana ha sido constante a lo largo del tiempo, así como su efecto fertilizante del ecosistema al aumentar la carga de nutrientes de la cuenca con la erosión del suelo (debida a la presencia de ganado), la modificación de la red trófica con la introducción de peces y la deposición atmosférica en tiempos más recientes. El objetivo principal de esta tesis fue evaluar la influencia humana histórica en ecosistemas lacustres de montaña relativamente remotos.

El estudio de pigmentos fotosintéticos, restos de crustáceos y diatomeas, contenido en fósforo e isótopos estables de carbono y nitrógeno en el registro sedimentario del ultraoligotrófico lago Redon (Pirineos) reveló estas fases a lo largo de los últimos 3.500 años. Además, la tesis tenía como objetivo combinar estas sólidas técnicas experimentales con ADN sedimentario antiguo (sedaDNA), lo cual permite abrir nuevas vías la evaluación de comunidades pasadas.

Lakes in the high mountains, even seemingly pristine, have been subject to human influence throughout history, changing with technological and social development. The influence over time has been the fertilizing effect of the ecosystem by increasing the catchment nutrient load with soil erosion (caused by sporadic visits of large sheep flocks), the artificial fish introduction, and the recent atmospheric deposition. The main goal of this thesis was to evaluate the historical human influence on relatively remote mountain lake ecosystems.

The study of photosynthetic pigments, crustacean, and diatom remains, phosphorus content, and stable isotopes of carbon and nitrogen in the sedimentary record of the ultraoligotrophic Lake Redon (Pyrenees) revealed these phases over the last 3500 years. Furthermore, the thesis aimed to combine these robust traditional techniques with ancient sedimentary DNA (sedaDNA), which opens new perspectives in evaluating past communities.