Microbial ecology in saline wetlands: nitrogen, flamingos and drought as drivers

Abstract

En esta tesis nos hemos centrado en el estudio de la ecología microbiana en humedales salinos ubicados en la región Mediterránea incluyendo un amplio gradiente de salinidad desde aguas oligosalinas a hipersalinas. Hemos seleccionado nueve complejos de humedales costeros a lo largo de la cuenca Mediterránea desde las Marismas de Odiel en Huelva (España) por occidente hasta las salinas de Sfax (Túnez) por oriente, y la laguna de Fuente de Piedra, localizada al sur de España, como sistema endorreico. Estos humedales salinos se caracterizan por ser refugio, lugar de forrajeo y nidificación para numerosas aves acuáticas migratorias, en particular el flamenco (Rendón et al. 2001, Rendón-Martos et al. 2000, Green y Elmberg, 2014). Estos hallazgos tienen un interés debido a las predicciones de sequías severas, como consecuencias del cambio climático, que probablemente conducirán a una salinización generalizada de los humedales (Herbert et al. 2015) y posterior desecación (Wurtsbaugh et al. 2017; Wang et al. 2018). En general, hemos observado que la dinámica de los procariotas heterótrofos es completamente diferente en los humedales costeros y en un sistema endorreico como la laguna de Fuente de Piedra. La concentración de nitrógeno resulta clave en humedales costeros, mientras que la reducción del área de inundación resultan determinantes de la riqueza, diversidad y composición de las bacterias en períodos de sequía en la laguna de Fuente de Piedra con posibles efectos sobre sus servicios ecosistémicos.

In this thesis, we have focused on the study of microbial ecology in saline wetlands located in the Mediterranean region including a wide gradient of salinity from oligosaline to hypersaline waters. We have selected nine coastal wetland complexes along the Mediterranean basin from the Odiel Marshes in Huelva (Spain) in the western side to the Sfax (Tunisia) in the eastern side, and the Fuente de Piedra lagoon, located in southern Spain, as an endorheic system. These saline wetlands are refuges, foraging sites and nesting sites for migratory waterbirds, in particular, the flamingo (Rendón et al. 2001, Rendón-Martos et al. 2000, Green and Elmberg, 2014). These findings are of interest due to predictions of severe droughts, as consequences of climate change, which are likely to lead to massive salinization of wetlands (Herbert et al. 2015) and, subsequent, desiccation (Wurtsbaugh et al. 2017; Wang et al. 2018). In general, we have observed that the dynamics of heterotrophic prokaryotes are completely different in coastal wetlands and in an endorheic system such as Fuente de Piedra Lagoon. Nitrogen concentration is key in coastal wetlands, whereas the reduction of the inundation area is a main driver of the richness, diversity and composition of bacteria in periods of drought in Fuente de Piedra lagoon with potential effects on its ecosystem services.