•  
  •  
 

Abstract

Little is known about the role of microbial biofilms in nutrient cycling and ecosystem processes within desert springs. However, biofilms produce microscale physicochemical variation important to ecosystem function. We used microelectrodes to measure microscale physicochemical (temperature, pH, O2, and H2S) heterogeneity in biofilms at Devils Hole, Nevada. Additionally, we measured water column and pore water nutrient concentrations in 2 autotrophic (Spirogyra, cyanobacteria) and 1 heterotrophic (Beggiatoa) biofilm types. Spirogyra and cyanobacteria followed similar physicochemical trends; however, Spirogyra had more pronounced diurnal and seasonal variation. Oxygen concentrations within the biofilms varied with sample month, light availability, and biofilm type. We also assessed the nutrient limitation of desert spring microbial biofilms using a nutrient-diffusing substrata experiment. Autotrophic and heterotrophic biofilms responded differently to nutrient treatments. The differences between cyanobacteria and Spirogyra have implications on the ecosystem function of desert springs, as well as other ecosystems with diverse biofilm communities, and suggest that a change in microbial biofilms could alter ecosystem biogeochemical dynamics.


Se sabe poco sobre el papel de las biopelículas microbianas en los ciclos de los nutrientes y en los procesos del ecosistema dentro de los manantiales del desierto. Sin embargo, las biopelículas producen variación fisicoquímica a micro-escala, de relevancia para la función del ecosistema. Medimos la heterogeneidad fisicoquímica de biopelículas a micro-escala (temperatura, pH, O2 y H2S) en Devils Hole, Nevada, utilizando micro-electrodos. Además, medimos la concentración de nutrientes de la columna de agua y del agua intersticial en dos tipos de biopelículas autótrofas (Spirogyra, cianobacterias) y en una heterótrofa (Beggiatoa). Las Spirogyra y las cianobacterias siguieron tendencias físico-químicas similares; sin embargo, lasSpirogyra tuvieron variación diurna y estacional más pronunciada. Las concentraciones de oxígeno dentro de las biopelículas variaron de acuerdo a la muestra del mes, la disponibilidad de luz y el tipo de biopelícula. También evaluamos la limitación de nutrientes de las biopelículas microbianas de los manantiales del desierto realizando un experimento de difusión de sustratos de nutrientes. Las biopelículas autótrofas y las heterótrofas respondieron de manera diferente a los tratamientos de nutrientes. Las diferencias entre las cianobacterias y las Spirogyra tienen implicaciones en la función de los ecosistemas de los manantiales del desierto, así como sobre otros ecosistemas con diversas comunidades de biopelículas y sugieren que un cambio en las biopelículas microbianas podría alterar la dinámica de los ecosistemas biogeoquímicos.

Download

Share

COinS