First insights into the diversity of green algae from White Sands National Park and Organ Mountains–Desert Peaks National Monument

Authors

Karolina Fučíková, Department of Biological and Physical Sciences, Assumption University, 500 Salisbury St., Worcester, MAFollow
Victoria Williamson, Department of Biological and Physical Sciences, Assumption University 500 Salisbury St., Worcester, MA; Marine Science Research Institute and Public Policy Institute, Jacksonville University, 2800 University Blvd. N., Jacksonville, FLFollow
Cameron Choquette, Department of Biological and Physical Sciences, Assumption University, 500 Salisbury St., Worcester, MA; Department of Medicine, University of Massachusetts Chan Medical School, 364 Plantation St., Worcester, MAFollow
David Bustos, U.S. Department of the Interior, White Sands National Park, Box 1086, Holloman AFB, NMFollow
Nicole Pietrasiak, School of Life Sciences, University of Nevada–Las Vegas, Las Vegas, NV; Department of Plant and Environmental Sciences, New Mexico State University, 945 College Dr., Las Cruces, NMFollow

Abstract

Microscopic green algae are severely understudied compared to their plant relatives. Algae from desert soil crusts are of special interest because they may have unique adaptations to the harsh arid habitats. Algae inhabiting gypsum substrates are especially poorly understood, and our study was the first to investigate the diversity of green algae in the gypsum soil crusts of White Sands National Park (WSNP). In addition, we characterized new algal isolates from another desert area, the Organ Mountains–Desert Peaks National Monument (OMDP), which had non-gypsiferous soils. We used a combination of light microscopy and DNA barcoding (using the rbcL and 18S genes) to classify the newly obtained algal strains. We also conducted an experiment to determine whether strain isolation could be aided by the addition of anhydrite to the growth media. We isolated 24 green algal strains, spanning 12 genera in 2 classes. There was no overlap in taxa between localities or samples. The most common taxon in the WSNP samples was Bracteacoccus minor, a common species with a near-worldwide distribution. The WSNP samples also harbored 2 genetically unique algae from the family Oocystaceae, which may represent species or genera new to science. The OMDP samples were overall more diverse than the WSNP material and contained species belonging to common soil-dwelling genera. Our growth experiment did not support our hypothesis; the growth of colonies was significantly inhibited by the addition of anhydrite to culture media, especially (and counterintuitively) in the WSNP sample. Overall, our study shows that there may be previously unknown algal species in the soil crusts of New Mexico, especially in the soils of WSNP. Additional sampling and isolation will likely reveal more algal diversity in both localities and will further enrich our knowledge of the New Mexico microflora, which to date remains largely unknown.


Se ha estudiado muy poco a las algas verdes microscópicas en comparación con plantas parientes. Las algas de la corteza del suelo del desierto son de especial interés porque pueden tener adaptaciones únicas a los severos hábitats áridos. Asimismo, se sabe menos acerca de las algas que habitan en sustratos de yeso, nuestro estudio fue el primero en investigar la diversidad de algas verdes en las costras del suelo de yeso del Parque Nacional White Sands (WSNP, por sus siglas en inglés). Además, caracterizamos nuevos aislamientos de algas de otra zona desértica, el Monumento Nacional Organ Mountains–Desert Peaks (OMDP, por sus siglas en inglés), que tenía suelos no yesíferos. Utilizamos una combinación de microscopía óptica y códigos de barras de ADN (utilizando los genes rbcL y 18S) para clasificar las cepas de algas recién obtenidas. También, realizamos un experimento para determinar si se podría mejorar el aislamiento de la cepa mediante la adición de anhidrita al medio de crecimiento. Aislamos 24 cepas de algas verdes, que abarcan 12 géneros en dos clases. No hubo superposición de taxones entre localidades o muestras. El taxón más común en las muestras del WSNP fue Bracteacoccus minor, una especie común con una distribución casi mundial. Las muestras del WSNP también albergaban dos algas genéticamente únicas de la familia Oocystaceae, que pueden representar especies o géneros nuevos para la ciencia. Las muestras del OMDP fueron en general más diversas que el material del WSNP y contenían especies pertenecientes a géneros comunes que habitan en el suelo. Nuestro experimento de crecimiento no apoyó nuestra hipótesis: el crecimiento de las colonias se inhibió significativamente mediante la adición de anhidrita a los medios de cultivo, especialmente (y contrario a lo que suponíamos) en la muestra del WSNP. En general, nuestro estudio muestra que puede haber especies de algas previamente desconocidas en la corteza del suelo de Nuevo México, especialmente en los suelos del WSNP. Es probable que futuras muestras y aislamiento exhiban una mayor diversidad de algas en ambas localidades y mejoren aún más nuestro conocimiento de la microflora de Nuevo México, que hasta el día de hoy continúa siendo en gran medida desconocido.

Recommended Citation

Fučíková, Karolina; Williamson, Victoria; Choquette, Cameron; Bustos, David; and Pietrasiak, Nicole (2024) "First insights into the diversity of green algae from White Sands National Park and Organ Mountains–Desert Peaks National Monument," Western North American Naturalist: Vol. 84: No. 1, Article 9.
Available at: https://scholarsarchive.byu.edu/wnan/vol84/iss1/9