Estudio de la diversidad fúngica en turberas compactas del sur de Tierra del Fuego

Abstract

Las turberas fueguinas representan la concentración más austral de turberas en el mundo y se caracterizan por albergar comunidades de gran valor ecológico, como resultado de las condiciones climáticas y biogeográficas en las que se desarrollan. El conocimiento de la diversidad microfúngica en estos ambientes es escaso. Por lo tanto, la presente Tesis Doctoral tiene como objetivo principal caracterizar y analizar la composición y la diversidad de la comunidad de hongos microscópicos presentes en turberas compactas de Astelia-Donatia en situaciones geográficas disímiles, su vinculación con las variables ambientales, la profundidad y su importancia en la descomposición de la materia orgánica. Se determinaron y compararon rasgos físico-químicos de dichas turberas y se observó que los mismos resultaron similares. Ambas turberas están sometidas a las mismas condiciones de pH muy ácido (aprox. 4), bajas temperaturas (2-5°C) y acumulan turba con altos contenido hídrico y de carbono (más del 90%) y bajo contenido de nitrógeno (menos del 4%). Previo al abordaje de la diversidad, se evaluó la eficacia de tres metodologías clásicas de cultivo y aislamiento fúngico. Es así que la técnica de lavado de partículas de suelo mostró ser la más eficiente y adecuada para aislar microhongos presentes en muestras de turba. A partir de 80 muestras de turba, se obtuvieron 3.255 aislamientos fúngicos que correspondieron a 9 géneros (Aureobasidium, Beauveria, Botryosporum, Cladosporium, Mortierella, Mucor, Parasterinella, Penicillium, Trichoderma) y 19 especies de Hyphomycetes, representados principalmente por las Subdivisiones Ascomycotina y Zygomycotina; siendo mayor el número de Ascomycetes. Las especies más frecuentes fueron Aurebasidium pullulans, Beauveria bassiana, Mortierella alpina, Penicillium frequentans y Trichoderma viride. Con la implementación de metodologías moleculares se identificaron 30 micelios estériles que correspondieron a las especies Tolypocladium cylindrosporum, T. inflatum, Fusarium culmorum y un hongo perteneciente a la clase Leotiomycetes (ectomicorriza no cultivable), que al presentar requerimientos de cultivo diferentes no habían sido aisladas con las metodologías clásicas. La mayoría de las especies presentan una distribución geográfica muy amplia y corresponden a la microcarga normal de turberas y conforman una comunidad cuya estructura (riqueza) es simple, con una diversidad de nivel medio y presentan cierta homogeneidad con respecto su distribución. Es decir, que el número, tipo y frecuencia de especies no varió con respecto al tipo de sustrato, la profundidad de muestreo y la ubicación geográfica. Por otra parte, las muestras no presentaron un ordenamiento acorde a la composición de especies, discriminando según los tipos de sustrato y la temporada de muestreo. Sin embargo, los hongos microscópicos se organizan y responden a las variables ambientales, y si éstas se mantienen homogéneas y estables resulta probable que sus microorganismos asociados sigan la misma tendencia. Finalmente, se evaluó la habilidad degradativa de 4 microhongos más frecuentemente aislados y la influencia de la temperatura y el tipo de sustrato sobre esta actividad. Los resultados mostraron que las 4 cepas presentan una mayor habilidad para descomponer turba de Sphagnum con respecto a Astelia y esta actividad se incrementa con el aumento de la temperatura de incubación. Los resultados expuestos en este trabajo representan una gran base de información de los hongos microscópicos de turberas compactas de Astelia-Donatia, y además, generan nuevas posibilidades de investigación vinculadas con su funcionalidad en estos ambientes.

Peatlands of Tierra del Fuego represent the southernmost concentration of peatlands in the world. They host communities with high ecological value as a result of climatic and biogeographical conditions in which they develop. The knowledge about the diversity of microscopic fungi in these environments is scarce. Therefore, the main objective of this PhD thesis is to characterize and analyze the composition and diversity of the community of microscopic fungi present in Astelia-Donatia cushion bog with dissimilar geographical locations, its relations with environmental variables, depth and its importance in the decomposition of organic matter. Physicochemichal features were registered in both peatlands. The results showed that both studied peatlands are subjectedt to the same environmental conditions such as very acidic pH (approximately 4), low temperature (2-5°C) and high carbon and water content (over than 90%) and low nitrogen concentration (less than 4%). In order to address the composition of the community, the efficiency of three classic methods of fungal cultivation and isolation was evaluated. Washing soil particles method resulted the most efficient and suitable technique for the isolation of microfungi on peat samples. From 80 peat samples, 3.255 fungal isolates were obtained and corresponded to 9 genera (Aureobasidium, Beauveria, Botryosporum, Cladosporium, Mortierella, Mucor, Parasterinella, Penicillium and Trichoderma) and 19 species of Hyphomycetes, which were mainly represented by Ascomycotina and Zygomycotina Subdivisions. The number of Ascomycetes was greater than Zygomycetes. Aureobasidium pullulans, Beauveria bassiana, Mortierella alpina, Penicillium frequentans and Trichoderma viride were the most common species. Thirty sterile mycelia were identified using molecular approaches, as they need special requirements for cultivation using classic methodology. These mycelia correspond to Tolypocladium cylindrosporum, T. inflatum, Fusarium culmorum and a fungus belonging to Loetiomycetes Class (uncultured ecotmychorrhiza). The isolated species have a very wide distribution, they are commonly found in peat microfungi community, which has a simple structure (richness) with a medium diversity and homogeneous distribution. Hence, the number, type and frequency of species were not influenced by type of substrate, sampling depth and geographic location. Moreover, there was not a clearly arrangement between samples according to species composition, or by discriminating type of substrate and sampling season. However, microfungi organize and respond to environmental variables, and if the environment remain stable it is likely that their associated microorganisms follow the same trend. Finally, the degradative ability of the 4 most frequently isolated microfungi and the influence of temperature and substrate type on this activity was evaluated. The results showed that the 4 strains decompose Sphagnum more efficiently than Astelia peat, and this activity increase with temperature of incubation near 20°C. The results presented in this study are part of a starting point of information about microscopic fungi from Astelia-Donatia cushion peatlads, and also generate new researching possibilities related to its functionality in these environments.