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Diversity of cryptic and active ciliates in a hypersaline pond in Puerto Rico: The effect of salinity gradients
Vela-Novoa, José A.
Vela-Novoa, José A.
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Abstract
Cabo Rojo National Wildlife Refuge is a threatened ecosystem largely composed of hypersaline lagoons and soil flats (Puerto Rico). Despite studies addressing its microbial communities, ciliates and the role they play in these habitats have been poorly understood. Therefore, we aimed at assessing the ciliate community structure (species richness and composition) and the effects of environmental factors through spatiotemporal scales (four sites and two seasons) within a hypersaline lagoon (44325 ppt). Community patterns were addressed with metabarcoding (V4 region, 18S rDNA), morphological methods, and a dilution microcosm experiment. Seasonal variation was shown for species richness and composition across the four sites. Remarkably, three morphospecies - Trimyema sp. 1, Chilophrya sp., and a scuticociliate - were found in the highest salinity sites (325 ppt). Composition patterns were shown to differ among sites, with central sites (2 and 4) showing more similarities compared to the extreme ones (1 and 3), suggesting that ciliates are acting as bioindicators of environmental conditions in this lagoon. Species richness was best predicted by temperature and salinity showing a significant negative effect. Surprisingly, these parameters displayed a significant interaction. Also, these factors and AFDM were significant in driving the community composition across environmental gradients. Simulating abrupt changes in salinity and its isolated effect on the community showed a negative relationship between salinity and species richness and different composition groupings along the salinity gradient. These results were consistent with field studies suggesting that ciliates from the lagoon are adapted to these disturbances. The models built from this ecosystem could serve to increase our understanding of microeukaryotes and their interactions with abiotic factors in other hypersaline lagoons across the world. Finally, this study has shed light on the ciliate community patterns across spatiotemporal scales and physicochemical parameters that characterize this tropical ecosystem. Consequently, these insights can be used for conservation efforts and to predict future climatic scenarios that could deteriorate this diverse and unique environment.
El Refugio Nacional de Vida Silvestre de Cabo Rojo es un ecosistema amenazado, compuesto en gran medida por lagunas hipersalinas y llanuras salinas (Puerto Rico). A pesar de los estudios que abordan sus comunidades microbianas, los ciliados y el papel que desempeñan en estos hábitats han sido poco comprendidos. Por lo tanto, nuestro objetivo fue evaluar la estructura de la comunidad de ciliados (riqueza y composición de especies) y los efectos de los factores ambientales a través de escalas espacio-temporales (cuatro sitios y dos estaciones) en la laguna hipersalina (44325 ppt). Los métodos utilizados fueron "metabarcoding" (V4, 18S rDNA), métodos morfológicos y diluciones experimentales. Variación estacional en la riqueza y composición de especies fue observada en los cuatro sitios. Notablemente, se encontraron tres morfoespecies Trimyema sp. 1, Chilophrya sp. y un escuticociliado en los sitios de mayor salinidad (325 ppt). Se observó que los patrones de composición diferÃan entre sitios, con sitios centrales (2 y 4) mostrando más similitudes en comparación con los sitios extremos (1 y 3) sugiriendo que los ciliados actúan como bioindicadores de las condiciones ambientales en esta laguna. La riqueza de especies fue mejor predicha por la temperatura y la salinidad, mostrando un efecto negativo significativo. Sorprendentemente, estos parámetros mostraron una interacción significativa. Además, estos factores y AFDM regulan significativamente la composición de la comunidad a través de los gradientes ambientales. La simulación de cambios abruptos en la salinidad y su efecto aislado en la comunidad mostró una relación negativa entre la salinidad y la riqueza de especies y diferentes agrupaciones de composición a lo largo del gradiente de salinidad. Estos resultados fueron consistentes con estudios de campo sugiriendo que los ciliados de esta laguna están adaptados a estas perturbaciones. Los modelos construidos a partir de este ecosistema podrÃan servir para aumentar nuestra comprensión de los microeucariotas y sus interacciones con factores abióticos en otras lagunas hipersalinas alrededor del mundo. Finalmente, este estudio ha arrojado luz sobre los patrones de la comunidad de ciliados a través de escalas espacio-temporales y parámetros fisicoquÃmicos que caracterizan este ecosistema tropical. En consecuencia, estos conocimientos pueden ser utilizados en esfuerzos de conservación y para predecir escenarios climáticos futuros que podrÃan deteriorar este entorno diverso y único.
El Refugio Nacional de Vida Silvestre de Cabo Rojo es un ecosistema amenazado, compuesto en gran medida por lagunas hipersalinas y llanuras salinas (Puerto Rico). A pesar de los estudios que abordan sus comunidades microbianas, los ciliados y el papel que desempeñan en estos hábitats han sido poco comprendidos. Por lo tanto, nuestro objetivo fue evaluar la estructura de la comunidad de ciliados (riqueza y composición de especies) y los efectos de los factores ambientales a través de escalas espacio-temporales (cuatro sitios y dos estaciones) en la laguna hipersalina (44325 ppt). Los métodos utilizados fueron "metabarcoding" (V4, 18S rDNA), métodos morfológicos y diluciones experimentales. Variación estacional en la riqueza y composición de especies fue observada en los cuatro sitios. Notablemente, se encontraron tres morfoespecies Trimyema sp. 1, Chilophrya sp. y un escuticociliado en los sitios de mayor salinidad (325 ppt). Se observó que los patrones de composición diferÃan entre sitios, con sitios centrales (2 y 4) mostrando más similitudes en comparación con los sitios extremos (1 y 3) sugiriendo que los ciliados actúan como bioindicadores de las condiciones ambientales en esta laguna. La riqueza de especies fue mejor predicha por la temperatura y la salinidad, mostrando un efecto negativo significativo. Sorprendentemente, estos parámetros mostraron una interacción significativa. Además, estos factores y AFDM regulan significativamente la composición de la comunidad a través de los gradientes ambientales. La simulación de cambios abruptos en la salinidad y su efecto aislado en la comunidad mostró una relación negativa entre la salinidad y la riqueza de especies y diferentes agrupaciones de composición a lo largo del gradiente de salinidad. Estos resultados fueron consistentes con estudios de campo sugiriendo que los ciliados de esta laguna están adaptados a estas perturbaciones. Los modelos construidos a partir de este ecosistema podrÃan servir para aumentar nuestra comprensión de los microeucariotas y sus interacciones con factores abióticos en otras lagunas hipersalinas alrededor del mundo. Finalmente, este estudio ha arrojado luz sobre los patrones de la comunidad de ciliados a través de escalas espacio-temporales y parámetros fisicoquÃmicos que caracterizan este ecosistema tropical. En consecuencia, estos conocimientos pueden ser utilizados en esfuerzos de conservación y para predecir escenarios climáticos futuros que podrÃan deteriorar este entorno diverso y único.
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Date
2024-12-06
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Diversity, Ciliates, Salinity, Conservation, Cabo Rojo