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Meiofaunal biodiversity of deep-sediments from the Gulf of Mexico: a metabarcoding and morphological approach for the establishment of a baseline
Biodiversidad de la meiofauna de los sedimentos profundos del Golfo de México: un acercamiento de metabarcoding y morfológico para el establecimiento de una línea de base
JOSE ALEJANDRO CISTERNA CELIZ
Axayácatl Rocha-Olivares
Acceso Abierto
Atribución
Meiofauna, Nematofauna, Gulf of Mexico, Deep-sea, Metabarcoding
Meiofauna, Nematofauna, Golfo de México, Mar profundo, Metabarcoding
Meiofauna is an ecological group composed by organisms whose size ranges from 20m as a lower limit to 100m as the upper limit. It is composed of a high diversity of taxa of which Nematoda is dominant in both abundance and biomass. Meiofauna plays important roles in the ecosystem such as the exchange of nutrients by bioturbation of sediment, remineralization of organic matter, therefore playing an important role in biogeochemical cycles. It also occupies an intermediate trophic level between the microfauna and macrofauna. Despite its great ecological importance, meiofauna has been little studied, a situation that becomes more evident if we focus on the meiofauna of deep-sea sediments. In this research we aimed to evaluate the biodiversity of the meiofauna of the sediments from the Gulf of Mexico, under two approaches, "classical" morphological approach and through the metabarcoding of the 18S ribosomal gene, to answer the following questions (i) Is there an association between the environmental variability of the Gulf of Mexico and the meiofaunal communities? and (ii) What is the influence of dispersal on community structures? For this, a total of 128 samples were collected from three regions of the Gulf: deep-sea, continental shelf of Yucatan and platform and northwest slope. First, the structure of the meiofaunal community and the nematofauna of gulf deep-sea sediments was evaluated under the morphological approach, in relation to a set of environmental variables. The results indicate that there is spatial and temporal heterogeneity in environmental conditions and that some of them, such as depth, inorganic carbon, carbon/nitrogen ratio, oxygen, and percentage of sand, have an influence on the abundance of the meiofaunal community. Nematodes were numerically dominant in all the sampling sites, and the majority of taxa shared bacterivory as feeding strategy. This trophic group also had the highest maturity index. The structure of the nematofauna was significantly related to environmental characteristics, but not the dispersal of the genera. Based on these results, we postulate that the meiofauna of the deep-sea sediments from Gulf of Mexico may represent a metacommunity following the species sorting model. Next, the structure of the meiofauna was evaluated in the three regions of the Gulf of Mexico under the molecular approach of metabarcoding. The results indicate that each geographical area shelters a different meiofaunal community and that these...
La meiofauna es un grupo ecológico compuesto por organismos cuyo intervalo de tamaño va desde las 20m como límite inferior hasta 1000m como límite superior. Está compuesto por una diversidad alta de taxa de los cuales Nematoda es dominante tanto en abundancia como en biomasa. La meiofauna desempeña funciones importantes en el ecosistema como por ejemplo el intercambio de nutrientes por la bioturbación del sedimento y la remineralización de la materia orgánica, por lo que cumple un papel importante en los ciclos biogeoquímicos. Además, ocupa un nivel trófico intermedio entre la microbiota y la macrofauna. A pesar de su gran importancia ecológica la meiofauna ha sido poco estudiada, situación que se hace más evidente si nos enfocamos en la de sedimentos del mar profundo. En esta investigación nos propusimos evaluar la biodiversidad de la meiofauna de los sedimentos profundos del Golfo de México, bajo dos aproximaciones, morfológica “clásica” y a través del metabarcoding del gen ribosomal 18S, para responder a las siguientes preguntas (i) ¿Existe una asociación entre la variabilidad ambiental del Golfo de México y las comunidades meiofaunales? y (ii) ¿Cuál es la influencia de la dispersión en las estructuras comunitarias? Para esto se colectaron un total 128 muestras de tres regiones dentro de la Zona Económica Exclusiva del Golfo de México: mar profundo, plataforma continental de Yucatán y plataforma y talud noroeste. En primer lugar se evaluó la estructura de la comunidad meiofaunal y de la nematofauna en los sedimentos profundos del Golfo bajo la aproximación morfológica, con relación a un grupo de variables ambientales. Los resultados indican que existe tanto heterogeneidad espacial como temporal en las condiciones ambientales y que algunas variables como la profundidad, el carbono inorgánico, la relación carbono/nitrógeno, el oxígeno y el porcentaje de arena tienen una influencia en la abundancia de la comunidad meiofaunal. Nematoda fue el taxón dominante en todos los sitios de muestreo, y presentó una estructura trófica dominada por bacterivoría, grupo trófico que también presentó el mayor índice de madurez. La estructura de la nematofauna se relacionó significativamente con las características ambientales, pero no así la dispersión de los géneros. Con base en estos resultados, nosotros postulamos que la meiofauna de los sedimentos profundos del Golfo de México se comporta como una metacomunidad y que sigue el modelo de selección de especies...
CICESE
2018
Tesis de doctorado
Inglés
Cisterna Céliz, J.A. 2018. Meiofaunal biodiversity of deep-sediments from the Gulf of Mexico: a metabarcoding and morphological approach for the establishment of a baseline. Dissertation Ph. D. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 69 pp.
OCEANOGRAFÍA BIOLÓGICA
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