An integrate ecogenetic study of minimal ecosystems: The microbial mats of Ebro Delta and the Camargue (Western Mediterranean)

Els tapissos microbians són comunitats microbianes estratificades verticalment que es desenvolupen en microgradients físico-químics establerts en les interfícies d’aigua i substrats sòlids. Formen biopel·lícules (biofilms) amb diverses capes laminades, les quals, a causa del seu metabolisme, alteren intensament els microgradients. Aquests sistemes actius tan diversos físicament i química estabilitzen la superfície del sediment i prevenen l’erosió de les superfícies dels llocs on s’han establert. Les restes litificades dels tapissos microbians, conegudes com estromatòlits, poden ser molt antigues. De fet, els estromatòlits són els microfòsils més antics coneguts, i daten de fa més de 3500 milions d’anys. Per tant, els tapissos microbians han estat considerats com ecosistemes primerencs, probablement els més primitius. Tot i que en l’actualitat poden assolir un alt grau de complexitat, en l’Eó Arqueà haurien estat sistemes senzills i això encaixa amb el concepte d’ecosistema mínim. Els microorganismes en els tapissos o en biofilms complexos constitueixen comunitats funcionals coordinades molt més eficients que les poblacions mixtes d’organismes planctònics que neden lliurament en l’aigua. Els tapissos microbians s’assemblen als teixits formats per animals i plantes tant en la seva cooperació fisiològica com en el fet de protegir “l’organisme” de les variacions en les condicions ambientals, mitjançant una espècie d’homeòstasi proporcionada per la matriu del biofilm o els límits del tapís. El valor de supervivència d’aquesta estratègia a la Terra primerenca pot considerar-se la principal raó de la resiliència de la vida davant les condicions ambientals adverses. A més, podem proposar que la “invenció” de l’ecosistema ha permès el reciclatge dels elements químics, escassos i limitats, sobre la superfície del nostre planeta, cosa que ha permès l’evolució d’altres i més diverses formes de vida, i la persistència de la vida com a un fenomen planetari.Paraules clau: tapissos microbians · ecosistemes mínims · ecosistemes primitius · biocenosis estructurades · diversitat i dinàmica de poblacions · diversitat procariotaMicrobial mats are vertically stratifi ed microbial communities that develop in the physical-chemical microgradients established at the interfaces of water and solid substrates. They form laminated multilayered biofi lms, which as a result of their metabolism notably alter those microgradients. As highly diverse, physically and chemically active systems, microbial mats stabilize the sediment surface and prevent erosion of the surfaces where they are established. Lithifi ed remains of microbial mats, known as stromatolites, may be very old. In fact, the oldest known microfossils are stromatolites that date back from more than 3500 million years ago. Therefore, microbial mats are considered to have constituted early ecosystems, probably the earliest ones. Although they now reach high degrees of complexity, during the Archean Eon they must have been very simple and thus fi t well with the concept of a minimal ecosystem. Microorganisms in mats or in complex biofi lms form coordinated functional communities that are much more effi cient than mixed populations of fl oating planktonic organisms. Microbial mats resemble tissues formed by animals and plants in both their physiological cooperativity and in the extent to which they protect the “organism” from variations in environmental conditions, by a kind of homeostasis provided by the matrix or the boundaries of the mat. The survival value of this strategy in the milieu of the early Earth can be considered the main clue to the resilience of life against adverse environmental conditions. Furthermore, the “invention” of the ecosystem has promoted recycling of the scarce and limited chemical elements on the surface of our planet, thus allowing the evolution of other, more diverse forms of life and the persistence of life as a planetary phenomenon.Keywords: microbial mats · minimal ecosystems · earliest ecosystems · structured biocenoses · populations diversity and dynamics ·  prokaryotic diversit