Identificación de cianolíquenes del género Peltigera en dos contextos ambientales de la Reserva Nacional Coyhaique y determinación de las fracciones de fósforo en sus sustratos.

Abstract

Tradicionalmente, los líquenes se definen como una asociación simbiótica mutualista entre un hongo y uno o dos organismos fotosintéticos (alga y/o cianobacteria). Investigaciones actuales han descrito una comunidad bacteriana asociada al talo liquénico conformando una biopelícula altamente estructurada, la cual se ha sugerido compondría un nuevo integrante simbiótico. Esta comunidad bacteriana estaría cumpliendo un rol esencial en el éxito ecológico del individuo al cumplir funciones relacionadas a la resistencia de estrés, fijación de nitrógeno, suministro de nutrientes, entre otros. Dentro de estas funciones, el reciclaje de nutrientes y su rol en el ecosistema circundante ha llamado la atención de diversas áreas de estudio, al participar como un proceso clave en el ciclo biogeoquímico de distintos elementos. El fósforo (P) es un nutriente esencial y limitante para el crecimiento y desarrollo de los organismos. En el suelo puede encontrarse asociado a diferentes moléculas, a partir de lo cual ha sido clasificado en diferentes fracciones de acuerdo a la naturaleza de las moléculas, orgánica o inorgánica, o según su disponibilidad para el consumo por los organismos, soluble, lábil o no lábil. Se ha visto que el P cumpliría un rol relevante como macronutriente en el crecimiento de los líquenes, razón por la que diversos estudios se han centrado en la descripción de la microbiota asociada a éste, y su rol en los procesos de solubilización de P. En el presente trabajo se estudiaron las distintas fracciones de fósforo biodisponible (Psoluble, lábil y moderadamente lábil) en los sustratos asociados a líquenes del género Peltigera en dos diferentes contextos ambientales, un bosque de Nothofagus (Bosque) y una pradera altoandina sobre el límite arbóreo (Pradera) en la Reserva Nacional Coyhaique, con el fin de comprender de mejor manera la dinámica del P y sus distintas fracciones en los sustratos asociados a líquenes. Los resultados revelaron un total de 5 OTUs de micobionte y 6 de cianobionte, entre los cuales se seleccionaron para el fraccionamiento de P las parejas más abundantes para cada sitio, Peltigera frigida en Bosque y Peltigera sp. en Pradera. Se observó en sustratos de P. frigida creciendo en Bosque una mayor cantidad de P que en sustratos de Peltigera sp. creciendo en Pradera. La fracción de P soluble correspondió a la fracción más pequeña, mientras que el P moderadamente lábil resultó la más abundante, completando sobre el 80% del P de la suma de fracciones en ambos sitios. Por otro lado, se detectó una mayor cantidad de P inorgánico en Bosque que en Pradera, mientras que las formas orgánicas de P no fueron significativamente diferentes entre los sustratos de los dos sitios y predominó en las fracciones de P lábil y moderadamente lábil en Pradera. Esto sugiere una acumulación de materia orgánica similar en los sustratos de líquenes en los diferentes sitios, a pesar de las diferentes cantidades de P disponible, y un enriquecimiento de P orgánico en sitios pobres en P. Estos resultados sugieren que los líquenes estarían actuando como filtros ambientales al reclutar microorganismos involucrados la solubilización de P en sitios en los que este nutriente está poco biodisponible, y por tanto, cumplirían un importante rol en la dinámica del P en el suelo, principalmente en sitios donde predomina la biota criptogámica, como son los sitios de altura.

Traditionally, lichens are defined as a mutualistic symbiotic association between a fungus and one or two photosynthetic organisms (algae and / or cyanobacteria). Current research has described a bacterial community associated with the lichen tallus forming a highly structured biofilm, which has suggested a new symbiotic member. This bacterial community would be fulfilling an essential role in the ecological success of the individual to perform functions related to stress resistance, a source of nitrogen, a supply of nutrients, and others. Within these functions, the recycling of food and its role in the surrounding ecosystem has attracted the attention of various study areas, by participating as a key process in the biogeochemical cycle of the different elements. Phosphorus (P) is an essential and limiting nutrient for the growth and development of organisms. In the soil, it can be associated to different molecules, from which it has been classified into different fractions according to the nature of the molecules, organic or inorganic, or according to their availability for consumption by organisms, soluble, labile or not labile. It has been seen that P could play a relevant role as a macronutrient in the growth of lichens, which is why several studies have focused on the description of the microbiota associated with it, and its role in the processes of solubilization of P. In the present work, the different fractions of bioavailable phosphorus (soluble, labile and moderately labile P) in the substrates associated with Peltigera lichens were studied in two different environmental contexts, a Nothofagus forest and a high Andean Scrub-grassland, both in the Coyhaique National Reserve, in order to better understand the dynamics of P and its different fractions in substrates associated with lichens. The results revealed a total of 5 OTUs of mycobionts and 6 of cyanobionts, among which the most abundant pairs were selected for the P fractionation for each site, Peltigera 4 frigida in Forest and Peltigera sp. in Scrub-grassland. A greater amount of P was observed in substrates of P. frigida growing in Forest than in substrates of Peltigera sp. growing in Scrub-grassland. The soluble P was the smallest fraction, while the moderately labile P was the most abundant, completing over 80% of the sum of fractions of P in both sites. On the other hand, a greater amount of inorganic P was detected in Forest than in Scrubgrassland, while organic forms of P were not significantly different between the substrates of the two sites and predominated in the fractions of labile P and moderately labile P in Scrub-grassland. This suggests an accumulation of similar organic matter in lichen substrates at different sites, despite the different amounts of available P, and an enrichment of organic P in sites poor in P. These results suggest that lichens would act as environmental filters by recruiting microorganisms involved in P solubilization in sites where this nutrient is poorly bioavailable, and therefore, they would play an important role in the soil P dynamics, mainly in places where the cryptogamic biota predominates, such as the high-altitude sites.