NaturalMente6

5 n atural mente 6 ç sumario Tesis Doctorales del MNCN The use of stable isotopes to assess food web structure and nitrogen dynamics in freshwaters Universidad Autónoma de Madrid Celia Ruiz-Jiménez Director: Salvador Sánchez-Carrillo Mayo 2015 El estudio de los ciclos de nutrientes, las transfor- maciones de energía y las relaciones tróficas en los ecosistemas acuáticos han sido y son foco de nu- merosas investigaciones para entender su función y su estructura. Los isótopos estables actúan como trazadores naturales a diferentes escalas: desde comunidades microbianas independientes hasta ecosistemas, permitiendo estudiar tanto las rela- ciones tróficas de los organismos como los ciclos de nutrientes en todos sus compartimentos. La señal isotópica del N ( δ 15 N; 15 N/ 14 N) refleja el ori- gen de los compuestos dando indicaciones de los principales procesos biogeoquímicos que se están llevando a cabo (ej. nitrificación y desnitrificación, asimilación por productores primarios y su paso a los niveles tróficos superiores, e tc.). Los estudios que combinan simultáneamente la determinación de δ 15 N y δ 1 C han arrojado buenos resultados al interpretar la estructura trófica de las poblaciones y el origen de la materia orgánica que sostiene a los ecosistemas.Aunque el análisis de la abundancia natural de estos isótopos ha sido, y sigue siendo, un procedimiento ampliamente usado para evaluar la estructura de determinadas poblaciones, las métri- cas basadas en las firmas isotópicas se enfrentan a numerosas incertidumbres que restringen su uso como indicadores cuantitativos de la estructura de comunidades, inhabilitando su uso como herra- mientas de caracterización para comparar ecosis- temas y evaluar los efectos ambientales en la eco- logía trófica. Por otra parte, la adición de isótopos como trazadores en un ecosistema elimina la ma- yor parte de las incertidumbres que enfrentan los estudios de abundancia natural, al generar señales inequívocas entre los diferentes compartimentos. Este enfoque ha generado resultados muy satisfac- torios cuando las posibles fuentes tienen la misma o parecida señal isotópica y, además, proporciona la posibilidad de estudiar la dinámica del N, su reten- ción, captación y transformación en los organismos, determinando las tasas de esos procesos, aspecto fundamental para entender el funcionamiento. En primera instancia, esta tesis evalúa comparativa- mente y mide cuantitativamente las diferencias en la estructura de las redes tróficas de lagos ubicados en ambientes y regiones dispares usando métricas tróficas y descriptores basados en la diversidad, de- terminando la importancia de ciertos atributos am- bientales en la estructura trófica.También explora, a manera de revisión bibliográfica, el uso de las adi- ciones de isótopos estables de 15 N y 1 C como tra- zadores a nivel de ecosistema en estudios de aguas continentales, analizando y evaluando las ventajas, desventajas y oportunidades de esta herramienta para el estudio ecológico de los ecosistemas acuá- ticos. Por último, a través de experimentos de adi- ción de 15 N en un río influenciado por la agricultura y un lago oligotrófico se ha estudiado la dinámica del N, determinando las principales trasformacio- nes y sus tasas y los principales compartimentos y comunidades que condicionan el ciclo del N, así como la potencialidad de las principales vías enzi- máticas implicadas en el ciclo del N por abundancia de genes por análisis de q-PCR. Los resultados respecto a la estructura y funcio- namiento de los ecosistemas lacustres concuerdan con la interpretación de que la estructura de las re- des tróficas de los lagos está formada por conjun- tos altamente interconectados, en los que la diver- sidad aumenta el empaquetamiento (fuertemente acopladas en bloques) pero no la interacción tró- fica entre especies. La profundidad, la latitud, la ele- vación y la clorofila-a son los factores ambientales más importantes que influyen en la estructura de las comunidades de los lagos. En los lagos oligotró- ficos, las praderas de macrófitos sumergidos con- tribuyen significativamente al papel de sumidero de