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Ecología bentónica antártica en un planeta medioambientalmente cambiante, estudio de algunas esponjas y moluscos

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Universitat de Barcelona. Departament de Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

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[spa] Debido a las condiciones ambientales y características biológicas únicas de los ambientes marinos antárticos, los efectos del cambio climático pueden ser devastadores y pueden reflejar el posible futuro a gran escala de los ecosistemas marinos. La Antártida es, además, un sumidero de algunos contaminantes como los elementos traza y la península Antártica se considera una de las zonas más afectadas por el calentamiento global de todo el planeta. El objetivo principal de esta tesis ha sido profundizar en el conocimiento de los ecosistemas bentónicos marinos antárticos estudiando las interacciones biológicas y el efecto del cambio global. En el bentos somero antártico, las esponjas dominan la comunidad siendo fuente de C para una serie de depredadores como el nudibranquio Doris kerguelenensis, un espongívoro generalista. En isla Decepción se observó la presencia de este sobre diversas especies de esponjas. El análisis de isótopos estables de C y N y de ácidos grasos de este molusco y las esponjas más abundantes de la zona, y de algunos productores primarios demostraron que el molusco se alimenta, aunque no exclusivamente, de las esponjas Dendrilla antarctica, Mycale acerata, Haliclona sp. y Axinella crinita. En un estudio previo en la Antártida se detectó un gradiente norte-sur en la concentración de elementos traza, siendo mayor al norte (con mayor presencia humana). En nuestro trabajo se detectaron elementos traza (Cr, Pb, Hg) en una comunidad bentónica a lo largo de la Península Antártica, demostrando que la concentración de estos estaba más influenciada por las condiciones locales que por el gradiente norte-sur de la actividad humana.
Las esponjas mantienen una relación muy estrecha con su microbiota, la cual realiza funciones vitales para el animal. Se evaluó el efecto de un estrés térmico en la composición y estructura de la microbiota de las esponjas, siendo las esponjas antárticas más resistentes al estrés térmico que la de esponjas templadas y tropicales, aunque el efecto en la fisiología de la esponja es desconocido. Las esponjas utilizan metabolitos secundarios como compuestos de defensa. El perfil químico de la esponja Dendrilla antarctica mostró una alta variabilidad intraespecífica, y variabilidad en esponjas de diferentes islas. Se caracterizó un nuevo diterpeno, la decepcionina. En conclusión, el estudio de las comunidades bentónicas desde diferentes perspectivas nos ha permitido construir una imagen más amplia del funcionamiento y condiciones de estos poco conocidos habitantes de las aguas polares.

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[eng] Due to the unique environmental conditions and biological characteristics of Antarctic marine environments, the effects of climate change can be devastating and may reflect future scenarios for other regions. Antarctica is also a sink for some pollutants such as trace elements and the Antarctic Peninsula is considered among the most affected areas by global change on the planet. The main objective of this thesis is to deepen the knowledge of the Antarctic marine benthic ecosystems studying biological interactions and the potential effect of environmental change. In shallow Antarctic benthos, sponges often dominate the communities being a source of carbon for predators like the nudibranch Doris kerguelenensis, a generalist spongivore. In Deception Island it was found upon various species of sponges. Analyses of C and N stable isotopes and fatty acids of this mollusc, the most abundant sponges in the area, and some primary producers were performed. The mollusc feeds upon the sponges Dendrilla antarctica, Mycale acerata, Haliclona sp., and Axinella crinita, but not exclusively. In Antarctica, a previous study detected a gradient in trace elements, larger to the north (higher human presence) and decreasing towards the south. The presence of Cr, Pb, and Hg was analyzed here in a benthic community along the Antarctic Peninsula, demonstrating that the concentration of these elements was influenced by local conditions rather than by the north-south human activity gradient.
Sponges maintain a very close relationship with their microbiota, which performs vital functions for the animal. To evaluate the effect of heat stress on their microbiota, experiments were carried out exposing sponges from different habitats to heat stress. The microbiota of the Antarctic sponges seems to be more resistant to heat stress than that of temperate and tropical sponges, although the effects on the physiology of the sponge remain to be investigated. Sponges use secondary metabolites as defensive compounds. The chemical profile of Dendrilla antarctica showed a high intraspecific variability, but also a differentiation in the predominant metabolites in sponges from different islands. A new diterpene, deceptionin, was characterized. In conclusion, the study of benthic communities from different perspectives has allowed us to build a broader picture of the functioning and conditions of these little-known inhabitants of polar waters.

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cc by-nc-nd (c) De Castro-Fernández, Paula, 2023

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Tesis Doctorals - Departament - Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals

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Ecología bentónica antártica en un planeta medioambientalmente cambiante, estudio de algunas esponjas y moluscos

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Antarctic benthic ecology in our environmentally changing planet, a study on some sponges and molluscs